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KR101840162B1 - 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 Download PDF

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KR101840162B1
KR101840162B1 KR1020170039436A KR20170039436A KR101840162B1 KR 101840162 B1 KR101840162 B1 KR 101840162B1 KR 1020170039436 A KR1020170039436 A KR 1020170039436A KR 20170039436 A KR20170039436 A KR 20170039436A KR 101840162 B1 KR101840162 B1 KR 101840162B1
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compound
organic
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정민우
이동훈
허정오
장분재
강민영
허동욱
한미연
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자{COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 2016년 03월 28일 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0037220호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.
유기 전자 소자의 대표적인 예로는 유기 발광 소자가 있다. 일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017030529416-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Q는 탄소수 10 내지 30의 축합 다환 방향족기; 또는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
a는 1 내지 4의 정수이고,
b는 1 내지 4의 정수이며,
c는 1 내지 4의 정수이고,
a가 2 이상인 경우, 2 이상의 R1은 서로 같거나 상이하며,
b가 2 이상인 경우, 2 이상의 R2는 서로 같거나 상이하고,
c가 2 이상인 경우, 2 이상의 R3은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자를 비롯한 유기 전기 소자에 사용되어, 유기 전기 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 전자 소자(10)를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르는 유기 전자 소자(11)를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물를 제공한다.
상기 화학식 1의 화합물은 코어 구조에 다양한 치환체를 도입함으로써 유기 발광 소자에서 사용되는 유기물층으로 사용되기에 적합한 특성을 가질 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112017030529416-pat00002
는 연결되는 부위를 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아민기; 아릴포스핀기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 실릴기; 및 N, O, S, Se 및 Si 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112017030529416-pat00003
,
Figure 112017030529416-pat00004
,
Figure 112017030529416-pat00005
,
Figure 112017030529416-pat00006
,
Figure 112017030529416-pat00007
,
Figure 112017030529416-pat00008
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 50인 것이 바람직하다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1 가기인 것을 제외하고, 전술한 시클로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있으며, 단환 또는 다환, 지방족 또는 방향족 또는 이들의 축합된 형태일 수 있으나. 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 축합 다환 방향족기는 방향족 탄화수소고리를 의미하는 것으로, 예를 들어, 나프틸렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 단환 또는 다환의 헤테로고리기는 헤테로원자로 N, O, 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 고리를 의미하는 것으로, 예를 들어 피리딘, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 피란, 티오피란, 디아진, 또는 피라진 등이 있으며, 상기 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 탄소수 10 내지 30의 축합 다환 방향족기; 또는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 치환 또는 비치환된 나프틸렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 치환 또는 비치환된 페난트렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 나프틸렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 페난트렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 및 L2는 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 N 함유 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 N을 3 이하로 포함하는 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 10 내지 30의 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 N을 3 이하로 포함하는 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 피리딘기, 치환 또는 비치환된 피리미딘기, 치환 또는 비치환된 트리아진기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딘기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기, 트리페닐렌기 또는 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 아릴기가 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기가 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 아릴기가 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기가 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 아릴기가 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서 Ar1은 페닐기가 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 카바졸기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 아릴기가 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 페닐기가 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 아릴기가 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 페닐기가 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 아릴기가 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 페닐기가 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 카바졸기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A 또는 1-B로 표시될 수 있다.
[화학식 1-A]
Figure 112017030529416-pat00009
[화학식 1-B]
Figure 112017030529416-pat00010
상기 화학식 1-A 및 1-B에 있어서,
Q, L1, L2, Ar2, R1 내지 R3, 및 a 내지 c에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이며,
X4 내지 X6 중 적어도 하나는 N이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이고,
Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112017030529416-pat00011
[화학식 3]
Figure 112017030529416-pat00012
[화학식 4]
Figure 112017030529416-pat00013
[화학식 5]
Figure 112017030529416-pat00014
상기 화학식 2 내지 5에 있어서,
L1, L2, Ar1, Ar2, R1 내지 R3, 및 a 내지 c에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
R4 및 R5는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
d는 1 내지 6의 정수이며,
e는 1 내지 8의 정수이고,
d가 2 이상인 경우, 2 이상의 R4는 서로 같거나 상이하며,
e가 2 이상인 경우, 2 이상인 R5는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R4 및 R5는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure 112017030529416-pat00015
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 후술하는 제조 방법으로 제조될 수 있다. 후술하는 제조예들에서는 대표적인 예시들을 기재하지만, 필요에 따라, 치환기를 추가하거나 제외할 수 있으며, 치환기의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 당기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응 조건 등을 변경할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 유기 전자 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 전자 소자의 대표 적인 예로서, 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 전자 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 전자 소자는 유기발광소자, 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유기트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
이하에서는 유기발광소자에 대하여 예시한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 화합물을 포함한다.
상기 호스트 물질은 전체 발광층 물질에 대하여 50 중량% 내지 99 중량%, 바람직하게는 60 중량% 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 80 중량% 내지 90 중량%를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층. 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 전자차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
상기 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계(Ir) 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층이 전자수송층인 경우, 상기 전자수송층은 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 금속 또는 금속착체를 사용할 수 있다. 일 예에 따르면 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전자수송층은 LiQ를 더 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(20) 위에 제1 전극(30), 발광층(40) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자(10)의 구조가 예시 되어 있다. 상기 도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 2에는 기판(20) 위에 제1 전극(30), 정공주입층(60), 정공수송층(70), 전자차단층(80), 발광층(40), 전자수송층(90), 전자주입층(100) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자차단층은 정공주입층으로부터 주입된 정공이 발광층을 지나 전자주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 필요한 경우에 공지의 재료를 사용하여 발광층과 전자주입층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있다.
상기 발광층의 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층의 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공차단층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
본 명세서에 따른 화합물은 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
< 합성예 1> - 중간체 1로 표시되는 화합물의 제조
Figure 112017030529416-pat00016
Figure 112017030529416-pat00017
(1) 화학식 1B의 제조
질소 분위기에서 (4-클로로페닐)(4-하이드록시페닐)메타논(화합물 1A, 100.0g, 429.81mmol)을 아세토나이트릴 1000ml에 첨가하고 교반하면서 포타슘카보네이트(118.8g, 859.62mmol)을 물 500ml에 섞어 첨가하였다. 이후, 물 중탕으로 가열하면서 1-뷰탄설포닐플로라이드(194.8g, 644.72mmol)을 천천히 첨가하였다. 이후 약 1시간동안 반응 진행 후 반응을 종료하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮춘 후 물 층과 유기층을 분리한 후 유기층을 감압증류하여 화합물 1B(210g, 95%)를 제조하였다.
(2) 화학식 1C의 제조
질소 분위기에서 상기 화합물 1B(210.2g, 408.36mmol), 비스(피나콜라토)다이보론(103.7g, 408.36mmol) 및 아세트산칼륨(120.2g, 1225.08mmol)을 섞고, 테트라하이드로퓨란(THF) 1000ml에 첨가하고 교반하면서 가열하였다. 환류되는 상태에서 [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]다이클로로팔라듐(II) (1.8g, 2.45mmol)을 넣고 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액에 물을 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 화합물 1C(100.0g, 72%)를 제조하였다.
(3) 중간체 1의 제조
질소 분위기에서 상기 화합물 1C(39.0g, 145.67mmol)와 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진(화합물 1D, 50.0g, 145.67mmol)를 테트라하이드로퓨란 300ml에 넣고 교반 및 환류 하였다. 이후 포타슘카보네이트(60.4g, 437.02mmol)를 200ml의 물에 녹여 투입한 후 충분히 교반 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(5.0g, 4.37mmol)을 투입하였다. 12시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 중간체 1(52.2g, 80%)을 제조하였다.
< 합성예 2> - 중간체 2로 표시되는 화합물의 제조
Figure 112017030529416-pat00018
화합물 2A(30.0g, 105.94mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란 500ml에 넣고 -78℃로 냉각하였다. 이후 교반 하면서 n-부틸리튬(50.9mL, 127.13mmol)을 30분에 걸쳐 천천히 적가 한 후 1시간동안 반응하였다. 이후 상기 중간체 1(28.5g, 63.57)을 고체상태로 투입하고 천천히 상온으로 승온하여 4시간동안 반응하였다. 반응 후 물을 부어 반응 종결 후 물층과 유기층을 분리 한 후 유기층은 감압증류하여 화합물 2B를 얻었다. 이를 다시 아세트산 500ml에 넣고 교반하면서 황산을 1 내지 2 방울 촉매로 투입한 후 환류하였다. 2시간동안 반응 한 후 생성된 고체를 여과하였고, 여과물을 다시 클로로포름에 녹인 후 칼슘카보네이트로 포화된 물을 이용해 중화 및 추출 한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에탄올을 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 중간체 2 (26.2g, 65%)를 제조하였다.
< 합성예 3> - 화합물 1로 표시되는 화합물의 제조
Figure 112017030529416-pat00019
질소 분위기에서 상기 중간체 2(10.0g, 15.77 mmol)와 카바졸(화합물 3A, 3.2g, 18.92mmol), 소듐 t-부톡사이드(1.8g, 18.92mmol)를 자일렌 100ml에 넣고 교반 및 환류 하였다. 이후 비스(트리-털트부틸포스핀)팔라듐(0.2g, 0.47mmol)을 투입하였다. 8시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 화합물 1(8.4g, 71%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 764
< 합성예 4> - 화합물 2로 표시되는 화합물의 제조
Figure 112017030529416-pat00020
질소 분위기에서 상기 중간체 2(10.0g, 15.77 mmol)와 화합물 4A(6.7g, 18.92mmol)을 1,4-다이옥세인 200ml에 넣고 교반 및 환류 하였다. 이후 포타슘포스페이트(10.0g, 47.31mmol)를 물 50ml에 녹여 투입한 후 충분히 교반 후 비스(디벤질리딘아세톤)팔라듐(0.3g, 0.47mmol)과 트리사이클로헥실포스핀(0.3mg, 0.95mmol)을 투입하였다. 18 시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 화합물 2(8.3g, 64%)를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 826
< 합성예 5> - 화합물 3으로 표시되는 화합물의 제조
Figure 112017030529416-pat00021
(중간체 2) (화합물 5A) (화합물 3)
질소 분위기에서 상기 중간체 2(10.0g, 15.77 mmol)와 화합물 5A(3.8g, 18.92mmol)을 1,4-다이옥세인 200ml에 넣고 교반 및 환류 하였다. 이 후 포타슘포스페이트(10.0g, 47.31mmol)를 물 50ml에 녹여 투입한 후 충분히 교반 후 비스(디벤질리딘아세톤)팔라듐(0.3g, 0.47mmol)과 트리사이클로헥실포스핀(0.3mg, 0.95mmol)을 투입하였다. 18 시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 화합물 3(7.9g, 67%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 752
< 합성예 6> - 화합물 4로 표시되는 화합물의 제조
(1) 중간체 3의 제조
Figure 112017030529416-pat00022
질소 분위기에서 중간체 2(30.0g, 47.31mmol), 비스(피나콜라토)다이보론(화합물 6A, 13.2g, 52.04mmol) 및 아세트산칼륨(13.9g, 141.92mmol)을 섞고, 테트라하이드로퓨란(THF) 100ml에 첨가하고 교반하면서 가열하였다. 환류되는 상태에서 [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]다이클로로팔라듐(II) (0.8g, 1.42mmol)와 트리(사이클로헥실)포시핀(0.8g, 2.84mml)을 넣고 24시간 동안 가열 및 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액에 물을 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 중간체 3(26.4g, 77%)을 제조하였다.
(2) 화합물 4의 제조
Figure 112017030529416-pat00023
질소 분위기에서 상기 화합물 6B(5.0g, 18.75mmol)와 상기 중간체 3(15.0g, 20.62mmol)을 테트라하이드로퓨란 150ml에 넣고 교반 및 환류 하였다. 이 후 포타슘카보네이트(7.8g, 56.24mmol)을 200ml물에 녹여 투입한 후 충분히 교반 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(0.6g, 0.56mmol)을 투입하였다. 6시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 화합물 4(9.0g, 55%)를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 830
< 합성예 7> - 화합물 5으로 표시되는 화합물의 제조
Figure 112017030529416-pat00024
질소 분위기에서 화합물 7A(5.0g, 18.75mmol)와 중간체 3(15.0g, 20.62mmol)을 테트라하이드로퓨란 150ml에 넣고 교반 및 환류 하였다. 이 후 포타슘카보네이트(7.8g, 56.24mmol)을 200ml물에 녹여 투입한 후 충분히 교반 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(0.6g, 0.56mmol)을 투입하였다. 6시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 화합물 5(6.8g, 44%)를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 831
< 실시예 >
< 실험예 1-1>
ITO(인듐주석산화물)가 1000Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판 (corning 7059 glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후, 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐기렌(hexanitrile hexaazatriphenylene)을 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 HT1(400 Å)을 진공증착한 후 발광층으로 호스트 H1과 도펀트 D1 화합물을 300 Å의 두께로 진공 증착하였다. 상기 발광층 위에 합성예 3에서 제조한 화합물 1과 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 350Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 내지 5 × 10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112017030529416-pat00025
Figure 112017030529416-pat00026
< 실험예 1-2>
상기 실험예 1-1에서 전자 수송층으로 화합물 1 대신 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 전자 수송층으로 화합물 1 대신 화합물 3를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 전자 수송층으로 화합물 1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-5>
상기 실험예 1-1에서 전자 수송층으로 화합물 1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.)제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
Figure 112017030529416-pat00027
상기 정공 주입층 위에 하기 구조의 NPB(N, N-Bis-(1-naphthalenyl)-N, N-bis-phenyl-(1, 1-biphenyl)-4, 4-diamine) 화합물을 400Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
Figure 112017030529416-pat00028
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 300Å으로 상기 합성예 3에서 제조된 화합물 1을 호스트로, Ir(ppy)3 도펀트 10 중량%와 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 아래와 같은 전자 수송 물질을 200Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
Figure 112017030529416-pat00029
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 내지 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10 -7 내지 5 × 10- 8torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-2>
상기 실험예 2-1에서 발광층으로 화합물 1 대신 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-3>
상기 실험예 2-1에서 발광층으로 화합물 1 대신 화합물 3를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-4>
상기 실험예 2-1에서 발광층으로 화합물 1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-5>
상기 실험예 2-1에서 발광층으로 화합물 1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-1>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 ET1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112017030529416-pat00030
< 비교예 1-2>
상기 실험예 1-1에서 화학식 화합물 1 하기 ET2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET2]
Figure 112017030529416-pat00031
< 비교예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 화학식 화합물 1 하기 ET3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET3]
Figure 112017030529416-pat00032
< 비교예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 ET4의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET4]
Figure 112017030529416-pat00033
< 비교예 1-5>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 ET5의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET5]
Figure 112017030529416-pat00034
상기 실험예 1-1 내지 1-5 및 비교예 1-1 내지 비교예 1-5와 같이 각각의 화합물을 전자 주입 및 수송층 물질로 사용하여 제조한 유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 98%가 되는 시간(LT98)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
< 비교예 2-1>
상기 실험예 2-1에서 화학식 화합물 1 하기 대신 EM2 의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 2-1 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[EM2]
Figure 112017030529416-pat00035
< 비교예 2-2>
상기 실험예 2-1에서 화학식 화합물 1 하기 대신 ET3 의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 2-1 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET3]
Figure 112017030529416-pat00036
< 비교예 2-3>
상기 실험예 2-1에서 화학식 화합물 1 하기 대신 ET4 의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 2-1 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET4]
Figure 112017030529416-pat00037
< 비교예 2-4>
상기 실험예 2-1에서 화학식 화합물 1 대신 하기 ET6의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[ET6]
Figure 112017030529416-pat00038
상기 실험예 2-1 내지 2-5 및 비교예 2-1 내지 2-4와 같이 각각의 화합물을 발광층 물질로 사용하여 제조한 유기 발광 소자를 10 mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20mA/cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 98%가 되는 시간(LT98)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실험예
(at 10mA/cm2)		 화합물 전압
(V@10mA/cm2)		 전류효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)		 Life Time 95% at 20mA/cm2
실험예 1-1 화합물1 3.81 6.80 (0.134, 0.133) 130
실험예 1-2 화합물2 3.70 7.05 (0.134, 0.133) 80
실험예 1-3 화합물3 3.90 6.75 (0.134, 0.133) 120
실험예 1-4 화합물4 3.60 7.10 (0.134, 0.133) 75
실험예 1-5 화합물5 3.64 7.22 (0.134, 0.133) 70
실험예 2-1 화합물1(도핑10%) 4.10 66.5 (0.445, 0.543) 70
실험예 2-2 화합물2(도핑10%) 4.20 62.4 (0.450, 0.539) 60
실험예 2-3 화합물3(도핑10%) 4.22 60.8 (0.448, 0.544) 80
실험예 2-4 화합물4(도핑10%) 4.14 64.2 (0.455, 0.535) 77
실험예 2-5 화합물5(도핑10%) 4.24 64.2 (0.455, 0.535) 90
비교예 1-1 ET1 3.90 5.30 (0.134, 0.133) 120
비교예 1-2 ET2 3.90 7.00 (0.132, 0.134) 5
비교예 1-3 ET3 3.86 6.00 (0.133, 0.135) 60
비교예 1-4 ET4 3.70 7.00 (0.134, 0.133) 25
비교예 1-5 ET5 3.63 7.20 (0.134, 0.133) 40
비교예 2-1 EM2(도핑 10%) 4.22 62.4 (0.452, 0.549) 33
비교예 2-2 ET3(도핑 10%) 4.23 60.8 (0.447, 0.534) 42
비교예 2-3 ET4(도핑 10%) 4.10 64.2 (0.454, 0.565) 19
비교예 2-4 ET6(도핑 10%) 5.22 30.5 (0.452, 0.549) 5
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본원 명세서의 화합물을 전자 수송층 물질로 사용하여 제조된 유기 발광 소자의 경우에, 상기 화합물 1, 2 및 5의 구조와 유사하나 각각 축합 구조가 아닌 화합물인 ET3 내지 ET5에 비해 효율 및 수명적 관점에서 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 또한 본원의 코어구조를 갖지 않는 비교예 1-1에 비하여 실험예 1-1 내지 1-5는 전류효율이 우수함을 알 수 있다.
또한, 본원 명세서 화합물을 발광층 물질로 사용하여 제조된 유기 발광 소자도 비교예 2-1 내지 2-4의 물질에 비해 특히 수명에서 우수한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범주에 속한다.
10, 11: 유기 발광 소자
20: 기판
30: 제1 전극
40: 발광층
50: 제2 전극
60: 정공주입층
70: 정공수송층
80: 전자차단층
90: 전자수송층
100: 전자주입층

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112017130833538-pat00039

    상기 화학식 1에 있어서,
    Q는 나프탈렌기; 또는 페난트렌기이고,
    L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐릴렌기이며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딘기; 카바졸기; 또는 트리페닐렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 둘 중 하나가 카바졸기인 경우, 나머지 하나는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딘기; 및 트리페닐렌기 중 선택되는 어느 하나이며,
    R1 내지 R3은 수소이며,
    a 내지 c는 각각 4이다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A 또는 1-B로 표시되는 화합물:
    [화학식 1-A]
    Figure 112017130833538-pat00040

    [화학식 1-B]
    Figure 112017130833538-pat00041

    상기 화학식 1-A 및 1-B에 있어서,
    Q, L1, L2, R1 내지 R3, Ar2 및 a 내지 c에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이며,
    X4 내지 X6 중 적어도 하나는 N이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이고,
    R은 수소; 또는 아릴기이며,
    Ar3 내지 Ar6은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 아릴기이다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure 112017130833538-pat00042

    [화학식 3]
    Figure 112017130833538-pat00043

    [화학식 4]
    Figure 112017130833538-pat00044

    [화학식 5]
    Figure 112017130833538-pat00045

    상기 화학식 2 내지 5에 있어서,
    L1, L2, Ar1, Ar2, R1 내지 R3, 및 a 내지 c에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    R4 및 R5는 수소이고,
    d는 6이고,
    e는 8이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure 112017030529416-pat00046
  6. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 및 3 내지 5 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 정공주입층, 정공수송층. 전자주입, 전자수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  12. 청구항 6에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 인광 소자, 유기 태양 전지, 유기감광체(OPC) 및 유기 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101859273B1 (ko) * 2015-05-14 2018-05-17 주식회사 엘지화학 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN111052427B (zh) * 2017-11-28 2023-09-12 株式会社Lg化学 有机发光器件
KR102331323B1 (ko) * 2018-11-13 2021-11-25 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
CN112805277B (zh) * 2019-02-19 2024-08-23 株式会社Lg化学 化合物及包含其的有机发光器件
CN114369055B (zh) * 2021-12-21 2024-06-28 武汉尚赛光电科技有限公司 一种有机化合物及包含其的有机电致发光器件
KR20240108699A (ko) * 2023-01-02 2024-07-09 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130105767A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-02 Jin-Sheng Lin Carbazole derivatives and organic light emitting diodes comprising the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201235442A (en) * 2003-12-12 2012-09-01 Sumitomo Chemical Co Polymer and light-emitting element using said polymer
KR101473019B1 (ko) * 2009-04-10 2014-12-15 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자
KR101861263B1 (ko) * 2010-12-14 2018-05-28 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자.
KR101950474B1 (ko) * 2012-08-22 2019-02-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102059939B1 (ko) * 2013-02-14 2019-12-30 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102148643B1 (ko) * 2013-09-26 2020-08-28 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN103539737B (zh) * 2013-10-23 2017-03-08 Tcl集团股份有限公司 一种氮杂菲并芴类衍生物、制备方法及电致荧光发光器件
KR101939552B1 (ko) * 2013-12-06 2019-01-17 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102240004B1 (ko) * 2014-03-31 2021-04-14 에스에프씨주식회사 신규한 방향족 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN105175690B (zh) * 2015-09-29 2017-12-05 南京邮电大学 一种聚4‑烷氧基‑9,9‑二苯基芴β相的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130105767A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-02 Jin-Sheng Lin Carbazole derivatives and organic light emitting diodes comprising the same

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