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KR20170103976A - 피리미딘 유도체 및 유기 전계발광 소자 - Google Patents

피리미딘 유도체 및 유기 전계발광 소자 Download PDF

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KR20170103976A
KR20170103976A KR1020177023112A KR20177023112A KR20170103976A KR 20170103976 A KR20170103976 A KR 20170103976A KR 1020177023112 A KR1020177023112 A KR 1020177023112A KR 20177023112 A KR20177023112 A KR 20177023112A KR 20170103976 A KR20170103976 A KR 20170103976A
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South Korea
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pyrimidine derivative
compound
condensed polycyclic
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노리마사 요코야마
슈이치 하야시
히데요시 기타하라
성금 최
시인 김
지영 김
현주 오
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호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따르면, 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체가 제공된다. 본 발명의 피리미딘 유도체는 신규 화합물이고, (1) 양호한 전자 주입 특성, (2) 높은 전자 이동도, (3) 우수한 정공 차단 특성, (4) 박막 형태로의 양호한 안정성, 및 (5) 우수한 내열성을 특징으로 한다.

Description

피리미딘 유도체 및 유기 전계발광 소자 {PYRIMIDINE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT}
본 발명은 유기 전계발광 소자의 제조에 적합한 화합물 및 유기 전계발광 소자 (본원 이하 종종 유기 EL 소자로 불림) 에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 피리미딘 유도체 및 상기 피리미딘 유도체를 사용하는 유기 EL 소자에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 좀더 선명한 디스플레이를 실현하는 것을 가능하게 하는, 액정 소자보다 높은 밝기 및 높은 시인성을 특징으로 하는 자가 발광 소자이고, 따라서 활발하게 연구되고 있다.
1987 년에, 이스트먼 코닥 (Eastman Kodak Company) 의 C. W. Tang et al. 이 개별적인 역할을 분담할 각종 재료를 포함하는 적층된 구조 소자를 개발하고, 유기 재료를 사용하는 유기 EL 소자를 실행에 옮겼다. 상기 유기 EL 소자는 전자를 수송할 수 있는 형광체 및 정공을 수송할 수 있는 유기 재료의 층을 적층함으로써 구성된다. 이러한 배열 때문에, 유기 EL 소자는 양전하 및 음전하를 형광체의 층 내로 주입하여 광 방출을 수행함으로써, 이에 의해 10V 이하의 전압에서 1,000 cd/㎡ 이상의 고 휘도를 수득하도록 조정된다.
현재까지, 유기 EL 소자의 실용화에 많은 개선이 이루어지고 있다. 예를 들어, 일반적으로 고 효율 및 내구성이 각각의 층에 의해 주어지는 역할이 추가로 분절되는 적층된 구조를 갖는, 즉, 기판 상에 애노드, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 캐소드를 갖는, 전계발광 소자에 의해 달성될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다.
발광 효율을 추가로 개선하기 위해, 삼중항 엑시톤을 이용하는 시도가 행해져왔고, 인광 발광 화합물을 이용하는 방향의 연구도 진행되고 있다. 추가로, 열 활성화 지연 형광 (TADF) 기반의 발광을 이용하는 소자도 개발되고 있다. 2011 년에, 규슈 대학교 (Kyushu University) 의 Adachi et al. 은 열 활성화 지연 형광 재료를 포함하는 소자를 사용함으로써 5.3% 의 외부 양자 효율을 실현시켰다.
발광층은 통상, 지연 형광을 방출하는 형광 화합물, 인광 발광 화합물 또는 재료로 호스트 재료라고 불리는 전하 수송 화합물을 도핑함으로써 제조된다. 유기 EL 소자 중의 유기 재료의 선택은 소자의 특성, 예컨대 효율 및 내구성에 심각하게 영향을 준다.
유기 EL 소자에서, 양쪽 전극으로부터 주입된 전하는 발광층에서 함께 조합되어 빛을 방출한다. 그러므로 유기 EL 소자에서, 중요한 것은 정공 및 전자의 전하가 발광층을 어떻게 효율적으로 통과하느냐이다. 전자 주입 특성을 향상시키고, 이의 이동도를 향상시키고, 따라서, 정공 및 전자의 재조합의 가능성을 향상시키고, 추가로, 발광층에서 형성되는 엑시톤을 국한시킬 때, 높은 발광 효율을 얻는 것이 가능하다. 즉, 전자 수송 재료는 중요한 역할을 한다. 그러므로, 높은 전자 주입 특성, 높은 전자 이동도, 높은 정공 차단 특성 및 정공에 대항하는 큰 내구성을 갖는 전자 수송 재료를 제공하는 것이 요구되고 있다.
소자 수명에 대해서는, 추가로, 재료의 내열성 및 무정형이 또한 중요한 인자로서 담당한다. 낮은 내열성을 갖는 재료는 소자가 구동될 때 발생되는 열로 인해 심지어 저온에서도 열적으로 분해되는데 적용되고, 악화된다. 낮은 무정형을 갖는 재료는 그의 박막이 심지어 단기간의 시간에서 결정화되고 따라서, 소자가 악화되도록 한다. 따라서, 사용하고자 하는 재료는 높은 내열성 및 양호한 무정형을 가져야만 한다.
대표적인 발광 재료인 트리스(8-히드록시퀴놀린) 알루미늄 (Alq) 은 또한 일반적으로 전자 수송 재료로서 사용되지만 정공 차단 특성이 만족스럽지 않다.
정공 차단층의 삽입 방법은 발광층 내의 전하의 재조합 가능성을 향상시키기 위해 정공이 발광층을 부분적으로 통과하는 것을 방지하기 위한 측정법 중 하나이다. 정공 차단층을 형성하는데 사용되는 정공 차단 재료로서, 지금까지는 트리아졸 유도체 (예를 들어, 특허 문헌 1 참고), 바소쿠프로인 (bathocuproin: BCP), 알루미늄의 혼합된 리간드 복합체 [알루미늄 (III) 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이토)-4-페닐 페놀레이트 (BAlq) 등이 알려져 있다.
추가로, 우수한 정공 차단 특성을 갖는 전자 수송 재료로서 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸 (TAZ) (특허 문헌 2 참고) 이 알려져 있다. TAZ 는 6.6 eV 정도의 큰 일함수 및 큰 정공 차단력을 갖는다. 따라서, TAZ 는 전자 수송 특성을 갖는 정공 차단 재료로서 사용되고, 진공 증발에 의해 또는 코팅에 의해 제조된 형광 발광층 또는 인광 발광층의 캐소드 면 상에 적층되고, 유기 EL 소자의 효율을 개선하는데 기여하고 있다. 그러나, 이의 낮은 전자 수송 특성의 심각한 문제 때문에, TAZ 는 더 높은 전자 수송 특성을 갖는 전자 수송 재료와 조합으로 사용되어야만 했다.
BCP 는 반면에, 6.7 eV 정도의 큰 일함수 및 큰 정공 차단력, 그러나 83℃ 정도의 낮은 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는다. 따라서 박막의 형태에서, BCP 는 안정성이 결핍되고 여전히 정공 차단층으로서 충분히 작동한다고 말할 수 없다.
상기 기재된 바와 같이, 재료는 이것이 막 (film) 으로 형성될 때 안정성이 여전히 결핍되거나 또는 정공을 충분한 정도로 차단하는 기능이 결핍된다. 유기 EL 소자의 특징을 향상시키기 위해, 따라서, 전자 주입/수송 성능 및 정공 차단력이 뛰어나고, 박막의 형태로의 높은 안정성을 특징으로 하는 유기 화합물을 제공하는 것이 요망된다.
일본 특허 제 2734341 호 국제 공개 제 WO2003/060956 호
본 발명의 과제는 우수한 특성을 갖는, 즉, 전자 주입/수송 성능이 뛰어나고, 정공 차단력 및 박막의 형태로의 높은 안정성을 특징으로 하고, 유기 EL 소자의 제조를 위한 재료로서 사용될 수 있는 유기 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 과제는 상기 화합물을 사용함으로써 높은 효율, 낮은 구동 전압 및 큰 내구성을 특징으로 하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명자는 피리미딘 고리가 전자에 대한 친화성을 갖고, 피리미딘 고리의 질소 원자가 금속 상에 배위될 수 있으며, 피리미딘 고리가 우수한 내열성을 갖는다는 것에 주목하였다. 본 발명자는, 추가로 피리미딘 고리 구조를 갖는 화합물을 디자인하고 화학적으로 합성하였고, 실험 기반으로 상기 화합물을 사용함으로써 다양한 유기 EL 소자를 제조하였고, 소자의 특성을 날카롭게 평가하였다. 그 결과로, 본 발명자는 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 따르면, 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체가 제공된다:
Figure pct00001
(식 중,
Ar1 및 Ar2 는 각각, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
Ar3 은 수소 원자, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
A1 및 A2 는 각각, 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
A3 은 2가 방향족 탄화수소 기, 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기, 또는 단일 결합이고,
B 는 방향족 헤테로시클릭 기임).
본 발명의 피리미딘 유도체에서,
1) 피리미딘 유도체가 하기 일반식 (1-1) 에 의해 나타내지는 것
Figure pct00002
(식 중,
Ar1 내지 Ar3, A1 내지 A3 및 B 가 상기 일반식 (1) 에서 정의된 바와 같음);
2) 피리미딘 유도체가 하기 일반식 (1-2) 에 의해 나타내지는 것,
Figure pct00003
(식 중,
Ar1 내지 Ar3, A1 내지 A3 및 B 가 상기 일반식 (1) 에서 정의된 바와 같음);
3) A1 또는 A2 가 페닐렌 기인 것;
4) A1 및 A2 가 페닐렌 기인 것;
5) A1 또는 A2 가 나프틸렌 기인 것;
6) B 가 피리딜 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피리미디닐 기, 피라디닐 기, 트리아디닐 기, 피롤릴 기, 피라졸릴 기, 이미다졸릴 기, 푸릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 퀴녹살리닐 기, 퀴나졸리닐 기, 나프티리디닐 기, 인돌릴 기, 벤조이미다졸릴 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 아크리디닐 기, 페나디닐 기, 페난트롤리닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기, 카르바졸릴 기, 카르볼리닐 기, 디벤조푸라닐 기 또는 디벤조티에닐 기인 것;
7) Ar2 가 페닐 기인 것;
8) Ar2 가 축합 폴리시클릭 방향족 기 및, 구체적으로, 나프틸 기 또는 페난트레닐 기인 것;
9) Ar3 이 수소 원자인 것;
10) Ar1 이 치환기 (상기 치환기는 치환기를 갖지 않는 축합 폴리시클릭 방향족 기인 페닐 기에 의해 소유됨) 를 갖는 페닐 기인 것; 및
11) Ar1 이 축합 폴리시클릭 방향족 기 및, 구체적으로, 치환기를 갖지 않는 축합 폴리시클릭 방향족 기인 것
이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 추가로, 한 쌍의 전극 및 그 안에 유지된 하나 이상의 유기층, 피리미딘 유도체를 함유하는 하나 이상의 유기층을 갖는 유기 EL 소자가 제공된다.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 피리미딘 유도체를 함유하는 유기층이 전자 수송층, 정공 차단층, 발광층 또는 전자 주입층인 것이 바람직하다.
본 발명의 피리미딘 유도체는 신규 화합물이고 (1) 양호한 전자 주입 특성, (2) 높은 전자 이동도, (3) 우수한 정공 차단력, (4) 그의 박막 형태로의 양호한 안정성, 및 (5) 우수한 내열성을 특징으로 한다. 구체적으로, 하기 나타내는 실시예에서 입증되듯이, 본 발명의 피리미딘 유도체는 통상의 정공 수송 재료에 의해 나타내지는 5.5 eV 의 일함수보다 약 1 이 더 큰 일함수를 나타내고, 따라서 매우 높은 정공 차단력을 갖는다.
통상의 재료와 비교되듯이, 본 발명의 피리미딘 유도체는 호의적인 전자 주입 특성을 갖고, 높은 전자 이동도를 특징으로 한다. 그러므로, 본 발명의 피리미딘 유도체가 유기 EL 소자의 전자 주입층 및/또는 전자 수송층을 구성하기 위한 재료로서 사용되는 경우, 전자는 전자 수송층으로부터 발광층 내로 고도로 효과적으로 수송되어 발광 효율을 향상시키고, 동시에, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고 내구성을 향상시키는데 기여한다.
본 발명의 피리미딘 유도체는 통상의 재료의 것에 비해 우수한 정공 차단력 뿐 아니라 우월한 전자 수송 특성을 갖고, 게다가, 그들의 박막의 형태로 매우 안정하게 남아있다. 유기 EL 소자의 정공 차단층을 구성하는 재료로서 본 발명의 피리미딘 유도체를 사용함으로써, 따라서, 유기 EL 소자는 감소된 전압에 대해 구동되고, 전류에 대항하여 향상된 저항성 및 높은 발광 효율을 유지하면서도 향상된 최대 밝기를 나타낸다.
본 발명의 피리미딘 유도체는 통상의 재료의 것보다 더 높은 전자 수송 특성 및 더 넓은 밴드 갭을 갖고, 유기 EL 소자의 발광층을 구성하는 재료로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 발광층의 호스트 재료로서 사용되는 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체는 도판트라고 불리는 형광 발광체 또는 인광 발광체를 보유할 수 있다. 그러므로, 감소된 전압에 대해 구동되고 향상된 발광 효율을 특징으로 하는 유기 EL 소자가 실현될 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 통상의 전자 수송 재료의 것보다 더 높은 전자 주입력, 더 큰 이동도, 더 큰 정공 차단 특성, 정공에 대항하는 더 높은 안정성 및 박막의 형태로의 더 높은 안정성을 갖는 피리미딘 유도체를 사용한다. 그러므로, 유기 EL 소자는 발광층에 형성된 엑시톤을 국한시키고, 정공과 전자와의 재조합의 가능성을 향상시키고, 높은 발광 효율 및 높은 동력 효율을 획득하고, 그 결과로서, 휘도 출발 전압 및 실행가능한 구동 전압을 저하시키고, 연장된 소자 수명을 실현할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 1 내지 화합물 5 를 보여주는 도해.
[도 2] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 6 내지 화합물 10 을 보여주는 도해.
[도 3] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 11 내지 화합물 15 를 보여주는 도해.
[도 4] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 16 내지 화합물 20 을 보여주는 도해.
[도 5] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 21 내지 화합물 26 을 보여주는 도해.
[도 6] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 27 내지 화합물 32 를 보여주는 도해.
[도 7] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 33 내지 화합물 37 을 보여주는 도해.
[도 8] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 38 내지 화합물 42 를 보여주는 도해.
[도 9] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 43 내지 화합물 47 을 보여주는 도해.
[도 10] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 48 내지 화합물 52 를 보여주는 도해.
[도 11] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 53 내지 화합물 57 을 보여주는 도해.
[도 12] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 58 내지 화합물 62 를 보여주는 도해.
[도 13] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 63 내지 화합물 67 을 보여주는 도해.
[도 14] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 68 내지 화합물 72 를 보여주는 도해.
[도 15] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 73 내지 화합물 76 을 보여주는 도해.
[도 16] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 77 내지 화합물 80 을 보여주는 도해.
[도 17] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 81 내지 화합물 85 를 보여주는 도해.
[도 18] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 86 내지 화합물 90 을 보여주는 도해.
[도 19] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 91 내지 화합물 95 를 보여주는 도해.
[도 20] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 96 내지 화합물 100 을 보여주는 도해.
[도 21] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 101 내지 화합물 105 를 보여주는 도해.
[도 22] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 106 내지 화합물 110 을 보여주는 도해.
[도 23] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 111 내지 화합물 113 을 보여주는 도해.
[도 24] 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 의 1H-NMR 차트.
[도 25] 실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 의 1H-NMR 차트.
[도 26] 실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 의 1H-NMR 차트.
[도 27] 본 발명의 유기 EL 소자의 구성을 예시하는 도면.
본 발명의 피리미딘 유도체는 피리미딘 고리 구조를 갖는 신규 화합물이고 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내어진다.
Figure pct00004
바람직하게는, 본 발명의 피리미딘 유도체는 하기 일반식 (1-1) 또는 일반식 (1-2) 에 의해 나타내어지는 구조를 갖는다.
Figure pct00005
Figure pct00006
상기 일반식 (1), (1-1) 및 (1-2) 에서,
Ar1 및 Ar2 는 각각, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
Ar3 은 수소 원자, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
A1 및 A2 는 각각, 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
A3 은 2가 방향족 탄화수소 기, 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기, 또는 단일 결합이고,
B 는 방향족 헤테로시클릭 기이다.
<Ar1 내지 Ar3>
Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기로서, 구체적으로 페닐 기, 비페닐릴 기, 터페닐릴 기, 테트라키스페닐 기, 스티릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 트리페닐에닐 기, 스피로비플루오레닐 기 등이 예시될 수 있다.
Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기는 치환될 수 없거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 치환기로서, 중수소 원자, 시아노 기 및 니트로 기에 더해 하기 기가 예시될 수 있다.
할로겐 원자, 예컨대 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자;
1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 예컨대 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소프로필 기, n-부틸 기, 이소부틸 기, tert-부틸 기, n-펜틸 기, 이소펜틸 기, 네오펜틸 기 및 n-헥실 기;
1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬옥시 기, 예컨대 메틸옥시 기, 에틸옥시 기 및 프로필옥시 기;
알케닐 기, 예컨대 비닐 기 및 알릴 기;
아릴옥시 기, 예컨대 페닐옥시 기 및 톨릴옥시 기;
아릴알킬옥시 기, 예컨대 벤질옥시 기 및 페네틸옥시 기;
방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기, 예컨대 페닐 기, 비페닐릴 기, 터페닐릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 트리페닐에닐 기, 스피로비플루오레닐 기 및 아세나프테닐 기;
방향족 헤테로시클릭 기, 예컨대 피리딜 기, 푸라닐 기, 티에닐 기, 푸릴 기, 피롤릴 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 인돌릴 기, 카르바졸릴 기, 벤족사졸릴 기, 벤즈티아졸릴 기, 퀴녹살릴 기, 벤즈이미다졸릴 기, 피라졸릴 기, 디벤조푸라닐 기, 디벤조티에닐 기 및 카르볼리닐 기;
아릴비닐 기, 예컨대 스티릴 기 및 나프틸비닐 기; 및
아실 기, 예컨대 아세틸 기 및 벤조일 기.
1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 및 알킬옥시 기는 직쇄일 수 있거나 분지형 형태를 가질 수 있다. 상기 치환기는 치환되지 않을 수 있거나, 또는 상기 기재된 치환기로 치환될 수 있다. 상기 치환기는 서로 독립적일 수 있고, 임의의 고리를 형성하지 않을 수 있으나, 추가로 단일 결합을 통해, 치환된 또는 비치환된 메틸렌 기를 통해, 또는 산소 원자 또는 황 원자를 통해 서로 결합되어 고리를 형성할 수 있다.
Ar1 의 바람직한 예는 페닐 기 및 축합 폴리시클릭 방향족 기이고, 더욱 바람직하게는, 페닐 기, 비페닐릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 트리페닐에닐 기 및 스피로비플루오레닐 기이고, 구체적으로 바람직하게는, 페닐 기, 비페닐릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기 및 스피로비플루오레닐 기이다. 여기서, Ar1 은 치환되지 않을 수 있거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 그러나 전체로서의 분자의 이방성의 관점에서, 치환기를 갖는 Ar1 은 전체로서 6 내지 25 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는, 전체로서 6 내지 20 개의 탄소 원자를 가져야만 한다. 치환기를 갖는 Ar1 로서, 페닐 기를 사용하는 것이 요망된다. 치환기로서, 여기서, 축합 폴리시클릭 방향족 기 및 구체적으로, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 피레닐 기, 플루오란테닐 기 또는 트리페닐에닐 기를 사용하는 것이 요망된다. Ar1 이 치환된 페닐 기인 경우, 치환기는 추가의 치환기를 가질 수 있다. 그러나 바람직하게는, 치환기는 추가의 치환기를 갖지 않는다. 치환기를 갖지 않는 Ar1 의 바람직한 예는 축합 폴리시클릭 방향족 기이다.
Ar2 의 바람직한 예는 비치환된 방향족 탄화수소 기, 치환된 또는 비치환된 축합 폴리시클릭 방향족 기 및 9,9-디메틸플루오레닐 기이다. 구체적으로 말하면, Ar2 의 바람직한 예는 비치환된 페닐 기 또는 비페닐릴 기; 치환된 또는 비치환된 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기 및 트리페닐에닐 기; 및 9,9-디메틸플루오레닐 기이다. Ar2 의 더욱 바람직한 예는 비치환된 페닐 기 또는 비페닐릴 기; 비치환된 나프틸 기, 안트라세닐 기, 페난트레닐 기, 피레닐 기, 플루오란테닐 기 및 트리페닐에닐 기; 및 9,9-디메틸플루오레닐 기이다.
Ar3 의 바람직한 예는 수소 원자 및 치환기를 갖는 페닐 기를 포함한다. Ar3 의 더욱 바람직한 예는 수소 원자이다. Ar3 의 바람직한 형태인 "치환기를 갖는 페닐 기" 의 치환기로서, 방향족 탄화수소 기, 예컨대 페닐 기, 비페닐릴 기, 및 터페닐 기; 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기, 예컨대 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 및 트리페닐에닐 기가 예시될 수 있다. 더욱 바람직한 예는 페닐 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 페난트레닐 기, 피레닐 기, 플루오란테닐 기 및 트리페닐에닐 기이다.
Ar1 및 Ar2 는 동일한 기일 수 있으나, 바람직하게는 박막의 형태의 안정성의 관점에서 상이한 기이다. Ar1 및 Ar2 가 상이한 기인 경우는 이들이 상이한 위치에서 피리미딘 고리에 결합되는 경우, 이들이 상이한 치환기를 갖는 경우 또는 이들이 상이한 위치에서 Ar1 및 Ar2 에 결합된 치환기 및 치환기를 갖는 경우를 포함한다.
Ar2 및 Ar3 은 동일한 기일 수 있다. 그러나 화합물은, 분자가 전체로서 양호한 대칭성을 습득하기 때문에 결정화되는 경향이 있다. 따라서, 박막의 안정성의 관점에서, Ar2 및 Ar3 이 상이한 기인 것이 요망된다.
<A1 내지 A3>
A1 내지 A3 에 의해 나타내지는 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기는 방향족 탄화수소 또는 축합 폴리시클릭 방향족 고리로부터 2 개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된다. 이 경우, 방향족 탄화수소 또는 축합 폴리시클릭 방향족 고리의 구체적인 예는 벤젠, 비페닐, 터페닐, 테트라키스페닐, 스티렌, 나프탈렌, 안트라센, 아세나프탈렌, 플루오렌, 페난트렌, 인단, 피렌 및 트리페닐렌을 포함한다.
A1 내지 A3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기는 비치환될 수 있거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 치환기로서, Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기에 의해 소유될 수 있는 치환기로서 상기 예시된 것들과 동일한 것들이 예시될 수 있다. 치환기에 의해 습득된 형태는 또한 동일하다.
A1 또는 A2 는 바람직하게는, 벤젠으로부터 2 개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된 2가 기 (페닐렌 기) 또는 나프탈렌으로부터 2 개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된 2가 기 (나프틸렌 기) 이다. 더욱 바람직하게는, A1 또는 A2 중 하나는 페닐렌 기이고, 다른 하나는 나프틸렌 기이거나, 또는 A1 및 A2 는 유기 EL 소자가 진공 증발 방법에 의해 형성되는 경우에서 승화 온도가 너무 높아지지 않는다는 그러한 관점에서 둘다 페닐렌 기이다.
A3 은 바람직하게는, 유기 EL 소자가 진공 증발법에 의해 형성되는 경우에 승화 온도가 너무 높아지지 않으므로 단일 결합이다.
<B>
B 에 의해 나타내지는 방향족 헤테로시클릭 기의 구체적인 예는 트리아지닐 기, 피리딜 기, 피리미디닐 기, 푸릴 기, 피롤릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 인돌릴 기, 카르바졸릴 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤조이미다졸릴 기, 피라졸릴 기, 디벤조푸라닐 기, 디벤조티에닐 기, 나프틸리디닐 기, 페난트롤리닐 기, 아크리디닐 기, 카르볼리닐 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피라디닐 기, 이미다졸릴 기, 퀴나졸리닐 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 페나디닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기 등을 포함한다.
B 에 의해 나타내지는 방향족 헤테로시클릭 기는 치환되지 않을 수 있거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 치환기로서, Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기에 의해 소유될 수 있는 상기-언급된 치환기와 동일한 것들이 예시될 수 있다. 치환기에 의해 추정되는 형태에 대해 동일한 것이 또한 유지된다.
기 B 로서, 질소-함유 헤테로시클릭 기, 예컨대 트리아지닐 기, 피리딜 기, 피리미디닐 기, 피롤릴 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 인돌릴 기, 카르바졸릴 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤조이미다졸릴 기, 피라졸릴 기, 나프틸리디닐 기, 페난트롤리닐 기, 아크리디닐 기 및 카르볼리닐 기가 바람직하다. 트리아지닐 기, 피리딜 기, 피리미디닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 인돌릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤조이미다졸릴 기, 나프티리디닐 기, 페난트롤리닐 기 또는 아크리디닐 기가 더욱 바람직하다. 피리딜 기, 피리미디닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 인돌릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤즈이미다졸릴 기, 페난트롤리닐 기 또는 아크리디닐 기가 가장 바람직하다.
또는, 기 B 로서, 피리딜 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피리미디닐 기, 피라디닐 기, 트리아지닐 기, 피롤릴 기, 피라졸릴 기, 이미다졸릴 기, 푸릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 퀴녹살리닐 기, 퀴나졸리닐 기, 나프티리디닐 기, 인돌릴 기, 벤즈이미다졸릴 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 아크리디닐 기, 페나디닐 기, 페난트롤리닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기, 카르바졸릴 기, 카르볼리닐 기, 디벤조푸라닐 기 또는 디벤조티에닐 기가 바람직하다.
도 1 내지 23 은 구체적으로 본 발명의 피리미딘 유도체 중에서 바람직한 화합물을 보여준다. 그러나 본 발명은, 이들 화합물에만 제한되지 않는다. 본원에서, 도 1 내지 23 에서 제시되는 화합물 중에, 화학식 (1-1) 에 상응하는 것은 화합물 1 내지 109 및 화합물 111 내지 113 이고, 화학식 (1-2) 에 상응하는 것은 화합물 110 이다.
<제조 방법>
본 발명의 피리미딘 유도체는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 피리미딘 유도체는 하기 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 즉, 2,4,6-트리클로로피리미딘 및 기 Ar2 에 상응하는 기를 갖는 아릴보론산 또는 아릴보론산 에스테르를 Suzuki 커플링 반응에 적용하여, 그의 네번째 위치에서 기 Ar2 에 상응하는 아릴 기로 치환된 피리미딘 (본원 이하 네번째 위치-치환된 피리미딘으로 불림) 을 합성한다. 그 후에, 네번째 위치-치환된 피리미딘 및 기 A1-A2-A3-B 에 상응하는 기를 갖는 치환기로서 헤테로아릴 기를 갖는 아릴보론산 또는 아릴보론산 에스테르를, Suzuki 커플링 반응에 적용한다. 따라서 치환기로서, 기 A1-A2-A3-B 에 상응하는 헤테로아릴 기를 갖는 아릴 기가 피리미딘 고리의 여섯번째 부분에 도입된다. 그렇게 수득된 피리미딘은 네번째 위치- 및 여섯번째 위치-치환된 피리미딘으로 불린다. 그 후에, 네번째 위치- 및 여섯번째 위치-치환된 피리미딘 및 Ar1 에 상응하는 기를 갖는 아릴보론산 또는 아릴보론산 에스테르를 Suzuki 커플링 반응에 적용하여, 이에 의해 본 발명의 피리미딘 유도체를 합성한다.
여기서, 상이한 위치에서 치환된 할로겐 원자 (예를 들어, 클로로 기) 를 갖는 트리할로겐화 피리미딘이 사용되는 경우에는, 상이한 위치에 치환기를 갖는 본 발명의 피리미딘 유도체가 합성될 수 있다.
추가로, 유사하게, 치환기로서, 아릴 기 및/또는 헤테로아릴 기를 갖는 아릴 기를 도입하고, N-브로모숙신산 이미드로 할로겐화를 실행함으로써 할로겐 기를 피리미딘 고리 내로 도입하고, 그 이후, Suzuki 커플링 반응을 실행하여 치환기로서 아릴 기 및/또는 헤테로아릴 기를 갖는 아릴 기를 도입하여, 모노할로겐화 피리미딘 또는 디할로겐화 피리미딘을 사용함으로써, 상이한 위치에 치환기를 갖는 본 발명의 피리미딘 유도체를 합성하는 것이 허용가능하다.
합성된 화합물은 컬럼 크로마토그래피에 의해, 실리카 겔, 활성탄 또는 활성점토를 사용하는 흡착 정제 방법에 의해, 재결정화 방법에 의해 또는 용매를 사용하는 결정화 방법에 의해 또는 승화 정제 방법 등에 의해 정제된다. 추가로, 화합물은 NMR 분석에 의해 확인된다.
일함수 및 유리 전이 온도 (Tg) 는 물리적 특성으로서 측정될 수 있다. 일함수는 정공 차단을 위한 지표이다. 일함수는 ITO 기판 상에 100 nm 의 두께를 갖는 박막을 형성하고 이온화 전위 측정 장치 (Model PYS-202, Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 제조) 를 사용함으로써 측정될 수 있다. 추가로, 유리 전이 온도는 박막의 안정성의 지표로서 담당한다. 유리 전이 온도 (Tg) 는 분말 및 고감도 시차 주사 열량계 (DSC 3100SA, Bruker AXS K.K. 제조) 를 사용함으로써 측정된다.
<유기 EL 소자>
본 발명의 피리미딘 유도체는 유기 EL 소자 내의 유기층의 재료로서 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 피리미딘 유도체 (본원에서 이하 종종 본 발명의 유기 EL 소자로 불림) 를 사용하여 형성된 유기 EL 소자는 애노드, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 캐소드가 기판, 예컨대 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기판) 상에 연속하여 형성되는 구조를 취한다.
본 발명의 유기 EL 소자는 추가로, 애노드와 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 가질 수 있다. 또는, 유기 EL 소자는 전자 수송층과 캐소드 사이에 전자 주입층을 가질 수 있고, 발광층과 정공 수송층 사이에 전자-차단층을 가질 수 있고, 또는 발광층과 전자 수송층 사이에 정공 차단층을 가질 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 일부 유기층이 생략될 수 있다. 예를 들어, 정공 차단층 및 전자 수송층으로서 둘다 담당하는 층, 정공 주입층 및 정공 수송층으로서 둘다 담당하는 층, 및 전자 주입층 및 전자 수송층으로서 둘다 담당하는 층을 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 추가로, 유기층은 동일한 기능을 갖는 2 개 이상의 층의 적층일 수 있다. 구체적으로, 정공 수송층은 2 개의 층의 적층일 수 있고, 발광층은 2 개의 층의 적층일 수 있고, 전자 수송층은 2 개의 층의 적층일 수 있다.
도 27 은, 예를 들어, 유리 기판 1 상에 이 순서로 형성된 투명 애노드 2, 정공 주입층 3, 정공 수송층 4, 발광층 5, 정공 차단층 6, 전자 수송층 7, 전자 주입층 8 및 캐소드 9 를 갖는 유기 EL 소자의 층의 구성을 예시한다. 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는 층이 이제 하기에 기술될 것이다.
(애노드 2)
애노드 2 로서, 큰 일함수를 갖는 전극 재료, 예컨대 ITO 또는 금이 사용된다.
(정공 주입층 3)
정공 주입층 3 은 캐소드 2 와 정공 수송층 4 사이에 제공된다. 정공 주입층 3 으로서, 공지된 재료, 예컨대 구리 프탈로시아닌에 의해 나타내지는 포르필린 (porphyline) 화합물; 별 분출 (star burst) 유형의 트리페닐아민 유도체; 트리페닐아민 삼량체 및 트리페닐아민 사량체, 예를 들어, 분자 내에 3 개 이상의 트리페닐아민 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (상기 트리페닐아민 구조는 단일 결합 또는 헤테로 원자를 갖지 않는 2가 기를 통해 서로 연결됨); 수용체-유형 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 헥사시아노아자트리페닐렌; 및 코팅-유형 중합체 재료가 사용될 수 있다.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 정공 주입층을 형성하는데 통상 사용되는 재료를 사용하는 것 외에도, 또한 트리스브로모페닐아민헥사클로로안티몬, 라디알렌 (radialene) 유도체 (International Laid-Open WO2014/009310 참고) 등 또는 이의 부분적인 구조로서 벤지딘 유도체를 갖는 중합체 화합물, 예컨대 TPD 로 P-도핑된 재료를 사용하는 것이 가능하다.
정공 주입층 3 은 박막이 진공 증발법, 스핀-코팅 방법 또는 잉크-젯 방법과 같은 공지된 방법에 의존하여 상기 재료를 사용함으로써 형성되는 경우 수득될 수 있다. 하기 기재되는 층은 또한, 진공 증발, 스핀-코팅 방법 또는 잉크-젯 방법과 같은 공지된 방법에 의해 박막을 형성함으로써 유사하게 수득될 수 있다.
(정공 수송층 4)
정공 수송층 4 는 애노드 2 와 발광층 5 사이에 제공된다. 정공 수송층 4 에 대해, 하기 재료가 사용될 수 있다.
벤지딘 유도체, 예컨대,
N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴) 벤지딘 (TPD),
N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸) 벤지딘 (NPD),
N,N,N',N'-테트라비페닐릴벤지딘;
1,1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐] 시클로헥산 (TAPC); 및
다양한 트리페닐아민 삼량체 및 사량체.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 정공 수송층 4 는 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.
정공 수송층 4 를 형성하는데 통상 사용되는 재료를 사용하는 것 외에도, 또한 트리스브로모페닐아민헥사클로로안티몬, 라디알렌 유도체 (International Laid-Open WO2014/009310 참고) 등 또는 이의 부분적인 구조로서 벤지딘 유도체를 갖는 중합체 화합물, 예컨대 TPD 로 P-도핑된 재료를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서, 정공 주입층 3 및/또는 정공 수송층 4 를 형성하기 위해 코팅-유형 중합체 재료, 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (PEDOT)/폴리(스티렌 술포네이트) (PSS) 를 사용하는 것이 허용가능하다.
(전자-차단층)
도 27 에는 예시되지 않았지만, 전자-차단층은 정공 수송층 4 와 발광층 5 사이에 제공될 수 있다. 전자-차단층의 경우, 전자-차단 작용을 갖는 공지된 화합물이 사용될 수 있다. 공지된 화합물로서, 하기 화합물이 예시될 수 있다.
카르바졸 유도체, 예컨대,
4,4',4"-트리(N-카르바졸릴)트리페닐아민 (TCTA);
9,9-비스[4-(카르바졸-9-일)페닐]플루오렌;
1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠 (mCP);
2,2-비스(4-카르바졸-9-일페닐)아다만탄 (Ad-Cz);
트리페닐실릴 기 및 트리아릴아민 구조를 갖는 화합물, 예컨대,
9-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-9-[4-(트리페닐실릴)페닐]-9H-플루오렌;
고 전자 차단 특성을 갖는 모노아민 화합물; 및
다양한 트리페닐아민 이량체.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 전자-차단층은 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.
(발광층 5)
발광층 5 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체 뿐 아니라 임의의 다른 공지된 발광 재료가 사용될 수 있다. 공지된 발광 재료로서, 다양한 금속 착물, 예컨대 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 Alq3; 안트라센 유도체; 비스스티릴벤젠 유도체; 피렌 유도체; 옥사졸 유도체; 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체; 등이 예시될 수 있다.
또한 호스트 재료 및 도판트 재료를 사용함으로써 발광층 5 를 구성하는 것이 가능하다. 호스트 재료로서, 티아졸 유도체; 벤즈이미다졸 유도체; 폴리디알킬플루오렌 유도체; 및 본 발명의 피리미딘 유도체 및 상기-언급된 발광 재료를 사용하는 것 외의 축합 고리의 일부 구조로서 인돌 고리를 갖는 헤테로시클릭 화합물이 사용될 수 있다.
도판트 재료로서, 피린 유도체; 안트라센 유도체; 퀴나크리돈, 쿠말린 (cumalin), 루브렌 (rubrene), 페릴렌 및 이의 유도체; 벤조피란 유도체; 로다민 유도체; 아미노스티릴 유도체; 및 스피로비스플루오렌 유도체가 사용될 수 있다.
발광 재료로서, 또한 인광 발광체를 사용하는 것이 가능하다. 인광 발광체로서, 금속 착물 예컨대 이리듐 또는 백금의 인광 발광체가 사용될 수 있다. 구체적으로, 녹색 인광 발광체, 예컨대 Ir(ppy)3; 청색 인광 발광체, 예컨대 Flrpic 또는 Flr6; 및 적색 인광 발광체, 예컨대 Btp2lr(acac) 가 사용될 수 있다.
호스트 재료로서, 이 경우, 하기 정공 주입·수송 호스트 재료가 사용될 수 있다:
카르바졸 유도체, 예컨대 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐 (CBP), TCTA, mCP;
축합 고리의 일부 구조로서 인돌 고리를 갖는 헤테로시클릭 화합물.
또는, 하기 전자 수송 호스트 재료가 사용될 수 있다:
p-비스(트리페닐실릴)벤젠 (UGH2);
2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸) (TPBl).
고 성능의 유기 EL 소자가 상기 호스트 재료를 사용함으로써 제작될 수 있다.
농도 ??칭 (quenching) 을 피하기 위해, 호스트 재료는 바람직하게는 진공 동시증발에 의존하여 전체 발광층에 대해 1 내지 30 중량% 의 범위의 양으로 인광 발광 재료로 도핑된다.
발광 재료로서, 추가로, 또한 지연된 형광을 방출하는 재료, 예컨대 CDCB 유도체, 예컨대 PIC-TRZ, CC2TA, PXZ-TRZ 또는 4CzlPN 을 사용하는 것이 가능하다.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 발광층 5 는 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.
(정공 차단층 6)
정공 차단층 6 은 또한 발광층 5 와 전자 수송층 7 사이에 형성될 수 있다. 정공 차단층 6 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체 뿐 아니라 정공 차단 작용을 갖는 임의의 다른 공지된 화합물이 사용될 수 있다. 정공 차단 작용을 갖는 공지된 화합물로서, 페난트롤렌 유도체, 예컨대 바소쿠프로인 (BCP), 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 BAlq, 뿐 아니라 다양한 희토류 착물, 옥사졸 유도체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체 등이 예시될 수 있다.
이들 재료는 또한 전자 수송층 7 의 재료로서 사용될 수 있다. 이들 재료는 단독으로 사용되어 막을 형성할 수 있거나, 또는 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 정공 차단층 6 은 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.
(전자 수송층 7)
전자 수송층 7 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체 뿐 아니라 다양한 금속 착물, 예컨대 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 Alq3, BAlq; 트리아졸 유도체; 트리아진 유도체; 옥사디아졸 유도체; 피리딘 유도체; 벤즈이미다졸 유도체; 티아디아졸 유도체; 안트라센 유도체; 카르보디이미드 유도체; 퀴녹살린 유도체; 피리도인돌 유도체; 페난트롤린 유도체; 실롤 유도체; 등이 사용될 수 있다.
전자 수송층 7 의 경우, 전자 수송층에 통상 사용되는 재료 뿐 아니라 금속, 예컨대 세슘으로 N-도핑된 재료가 사용될 수 있다.
이들 재료는 단독으로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또는 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 전자 수송층 7 은 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.
(전자 주입층 8)
전자 주입층 8 은 전자 수송층 7 과 캐소드 9 사이에 형성된다. 전자 주입층 8 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체, 뿐 아니라 알칼리 금속 염, 예컨대 리튬 플루오라이드 및 세슘 플루오라이드; 알칼리 토금속 염, 예컨대 마그네슘 플루오라이드; 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 리튬 퀴놀리놀; 금속 옥시드, 예컨대 알루미늄 옥시드; 등이 사용될 수 있다. 그러나, 전자 주입층 8 은, 전자 수송층 및 캐소드가 바람직하게는 선택되는 경우에는 생략될 수 있다.
전자 주입층 8 의 경우, 전자 주입층에 통상 사용되는 재료 뿐 아니라 금속, 예컨대 세슘으로 N-도핑된 재료가 사용될 수 있다.
(캐소드 9)
캐소드 9 의 경우, 낮은 일함수를 갖는 전극 재료, 예컨대 알루미늄, 또는 더 낮은 일함수를 갖는 합금, 예컨대 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금 또는 알루미늄-마그네슘 합금이 사용될 수 있다.
실시예
본 발명은 이제 실시예에 의해 구체적으로 기술될 것이지만, 본 발명의 요지 및 취지로부터 벗어나지 않는 한, 이에 의해 본 발명이 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다.
<실시예 1: 화합물 1>
2-(비페닐-4-일)-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일} 피리미딘의 합성;
2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 8.0 g,
4-비페닐보론산 3.8 g,
테트라키스트리페닐포스핀 0.44 g,
칼륨 카보네이트 7.9 g,
톨루엔 80 ml,
테트라히드로푸란 80 ml, 및
물 40 ml
을 질소로 퍼지된 반응 용기에 넣고, 가열하고, 80℃ 에서 12 시간 동안 교반하여, 반응 용액을 제조하였다. 반응 용액을 실온으로 냉각시키고, 유기층을 용액 분리 작업에 의해 수집하였다. 이후, 용액을 감압 하에 농축하여, 미정제 생성물을 수득하고, 그 다음 이것을 컬럼 크로마토그래피 (담체: 실리카 겔, 용리액: 에틸 아세테이트/헵탄) 에 의해 정제하고 이후, 테트라히드로푸란/아세톤의 혼합된 용매를 사용함으로써 재결정화에 의해 다시 정제하였다. 3.0 g 의 2-(비페닐-4-일)-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 1) (수율, 30%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00007
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 도 24 는 1H-NMR 측정의 결과를 보여준다. 수소의 하기 27 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 8.94 (1H)
8.83 (2H)
8.64 (1H)
8.43 - 8.32 (4H)
8.07 (1H)
7.97 - 7.35 (18H)
<실시예 2: 화합물 2>
2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
{4-(나프탈렌-1-일)페닐}보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 1.6 g 의 2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 2) (수율, 15%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00008
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 도 25 는 1H-NMR 측정의 결과를 보여준다. 수소의 하기 29 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 9.00 - 8.81 (3H)
8.65 (1H)
8.51 - 8.28 (4H)
8.11 - 7.32 (21H)
<실시예 3: 화합물 29>
2,4-비스(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,
2-클로로-4-(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
페난트렌-9-보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 1.2 g 의 2,4-비스(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)-비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 29) (수율, 14%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00009
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 도 26 은 1H-NMR 측정의 결과를 보여준다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 9.05 - 8.35 (14H)
8.25 - 7.52 (15H)
7.45 - 7.35 (2H)
<실시예 4: 화합물 96>
4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,
2-클로로-4-(나프탈렌-1-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
4-(나프탈렌-1-일)페닐보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 1.9 g 의 4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 96) (수율, 28%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00010
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 8.97 (1H)
8.89 (2H)
8.63 (1H)
8.51 - 8.40 (3H)
8.10 - 7.81 (12H)
7.79 - 7.40 (12H)
<실시예 5: 화합물 98>
4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-2-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,
2-클로로-4-(나프탈렌-1-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
4-(나프탈렌-2-일)페닐보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 1.8 g 의 4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-2-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 98) (수율, 26%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00011
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 8.97 (1H)
8.87 (2H)
8.66 (1H)
8.50 - 8.40 (3H)
8.19 (1H)
8.09 - 7.83 (15H)
7.76 (2H)
7.69 (1H)
7.65 - 7.50 (4H)
7.42 (1H)
<실시예 6: 화합물 100>
4-(나프탈렌-2-일)-2-{4-(나프탈렌-9-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,
2-클로로-4-(나프탈렌-2-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
4-(페난트렌-9-일)페닐보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 1.5 g 의 4-(나프탈렌-2-일)-2-{4-(페난트렌-9-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 100) (수율, 21%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00012
<실시예 7: 화합물 104>
2-(비페닐-3-일)-4-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,
2-클로로-4-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
3-비페닐보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 1.8 g 의 2-(비페닐-3-일)-4-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-6-{4'-피리딘-3-일}비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 104) (수율, 23%) 의 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00013
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 35 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 9.05 (1H)
8.97 (1H)
8.78 (1H)
8.67 (1H)
8.51 - 8.43 (2H)
8.41 - 8.32 (2H)
8.17 (1H)
8.00 - 7.66 (13H)
7.59 - 7.50 (3H)
7.49 - 7.40 (4H)
1.67 (6H)
<실시예 8: 화합물 107>
4-(비페닐-4-일)-2-(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,
2-클로로-4-(비페닐-4-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,
9-페난트렌보론산
을 사용함으로써 실시하였다.
그 결과, 2.0 g 의 4-(비페닐-4-일)-2-(페난트렌-9-일)-6-{4'-피리딘-3-일}비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 107) (수율, 30%) 의 황색을 띠는 백색 분말을 수득하였다.
Figure pct00014
수득된 황색을 띠는 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.
δ(ppm) = 8.98 (1H)
8.95 - 8.82 (2H)
8.80 (1H)
8.65 (1H)
8.58 (1H)
8.49 - 8.41 (4H)
8.29 (1H)
8.09 (1H)
7.98 (1H)
7.90 - 7.62 (14H)
7.52 (2H)
7.42 (2H)
<일함수 측정>
본 발명의 화합물을 사용함으로써, 막을 ITO 기판 상에 100 nm 의 두께로 증기-증착시키고, 이들의 일함수에 대해 이온화 전위 측정 장치 (Model PYS-202, Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 제조) 를 사용함으로써 측정하였다.
일함수
실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 6.61 V
실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 6.56 V
실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 6.49 V
실시예 4 의 화합물 (화합물 96) 6.56 V
실시예 5 의 화합물 (화합물 98) 6.56 V
실시예 6 의 화합물 (화합물 100) 6.56 V
실시예 7 의 화합물 (화합물 104) 6.58 V
실시예 8 의 화합물 (화합물 107) 6.53 V
상기 기술된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 일반적인 정공 수송 재료, 예컨대 NPD, TPD 등에 의해 소유되는 5.5 eV 의 일함수보다 큰 값을 갖고, 큰 정공 차단력을 갖는다.
<유리 전이 온도의 측정>
상기 실시예에서 수득된 화합물은 고감도 시차 주사 열량계 (DSC3100SA, Bruker AXS K.K. 제조) 를 사용함으로써 이들의 유리 전이 온도에 대해 측정하였다.
유리 전이 온도
실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 측정되지 않음
실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 104℃
실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 137℃
실시예 4 의 화합물 (화합물 96) 115℃
실시예 5 의 화합물 (화합물 98) 112℃
실시예 6 의 화합물 (화합물 100) 134℃
실시예 7 의 화합물 (화합물 104) 110℃
실시예 8 의 화합물 (화합물 107) 124℃
일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체는 100℃ 이상인 유리 전이 온도를 갖고, 박막의 형태로 안정하게 남아있다.
<소자 실시예 1>
유기 EL 소자를 유리 기판 1 상의 투명 애노드 2 로서 ITO 전극을 형성함으로써, 그리고 ITO 전극 상에, 정공 주입층 3, 정공 수송층 4, 발광층 5, 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6, 전자 주입층 8 및 캐소드 (알루미늄 전극) 9 를 본 순서로 증기-증착시킴으로써 제작하였다.
구체적으로는, 그 위에 형성된 150 nm 의 두께의 ITO 막을 갖는 유리 기판 1 을 이소프로필 알코올 중에서 20 분 동안 초음파로 세척하고, 이후, 200℃ 에서 가열된 핫 플레이트 상에서 10 분 동안 건조시켰다. 이후, ITO 가 있는 유리 기판을 UV-오존 처리에 15 분 동안 적용하고, 진공 증기 증착 장치에 두었다. 내부의 압력을 0.001 Pa 이하로 감소시켰다.
이후, 정공 주입층 3 을 형성하였다. 구체적으로 말하면, 하기 구조식의 화합물 HIM-1 을 5 nm 의 두께로 증기-증착시켜, 투명 애노드 2 를 피복하고, 이에 의해 정공 주입층 3 을 형성하도록 한다.
Figure pct00015
그 다음, 정공 수송층 4 를 형성하였다. 구체적으로 말하면, 하기 구조식의 화합물 HTM-1 을 정공 주입층 3 상에 증기-증착시켜, 이에 의해 정공 수송층 4 를 65 nm 의 두께로 형성하도록 한다.
Figure pct00016
그 다음, 발광층 5 를 형성하였다. 구체적으로 말하면, 하기 구조식의 화합물 EMD-1 및 하기 구조식의 화합물 EMH-1 을 정공 수송층 4 상에 2원 (binary) 증기 증착에 의해 EMD-1:EMH-1 = 5:95 의 증착률로 형성하고, 이에 의해 발광층 5 를 20 nm 의 두께로 형성하도록 한다.
Figure pct00017
그 다음, 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하였다. 구체적으로 말하면, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 및 하기 구조식의 화합물 ETM-1 을 발광층 5 상에 2원 증기 증착에 의해 실시예 1 의 화합물 (화합물 1):ETM-1 = 50:50 의 증착률로 형성하고, 이에 의해 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 30 nm 의 두께로 형성하도록 한다.
Figure pct00018
Figure pct00019
그 다음, 전자 주입층 8 을 형성하였다. 구체적으로 말하면, 리튬 플루오라이드를 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 상에 증착시켜, 전자 주입층 8 을 1 nm 의 두께로 형성하였다.
마지막으로, 알루미늄을 100 nm 의 두께로 증착하여, 캐소드 9 를 형성하였다.
상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
<소자 실시예 2>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00020
<소자 실시예 3>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00021
<소자 실시예 4>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 4 의 화합물 (화합물 96) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00022
<소자 실시예 5>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 5 의 화합물 (화합물 98) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00023
<소자 실시예 6>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 6 의 화합물 (화합물 100) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00024
<소자 실시예 7>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 7 의 화합물 (화합물 104) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00025
<소자 실시예 8>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 8 의 화합물 (화합물 107) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00026
<소자 비교예 1>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 하기 구조식 (특허 문헌 2 참고) 의 화합물 ETM-2 를 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
Figure pct00027
소자 실시예 1 내지 8 및 소자 비교예 1 에서 제작된 EL 소자를 이들의 소자 수명에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.
소자의 수명은 이들이 정전류로 구동됨으로써 2000 cd/㎡ 의 휘도 (초기 휘도) 에서 빛을 방출하기 시작할 때부터, 이들의 휘도가 1900 cd/㎡ 로 감쇠하는 (초기 휘도가 100% 인 경우 95% 에 상응함: 95% 감쇠) 때까지의 시간 기간으로서 측정되었다.
[표 1]
Figure pct00028
표 1 에 제시된 바와 같이, 구동 전압은 소자 비교예 1 에서 3.84 V 이었으나, 소자 실시예 1 내지 8 에서는 3.61 내지 3.84 V 정도로 낮았다. 추가로, 발광 효율은 소자 비교예 1 에서 6.35 cd/A 이었으나, 소자 실시예 1 내지 8 에서 6.53 내지 8.43 cd/A 정도로 큰 것으로 크게 개선되었다. 동력 효율은 소자 비교예 1 에서 5.20 lm/W 이었고, 이것은 그러나, 소자 실시예 1 내지 8 에서 5.33 내지 7.32 lm/W 인 것으로 크게 개선되었다. 구체적으로, 소자 수명은 비교예 1 에서 55 시간이었으나, 소자 실시예 1 내지 8 에서 187 내지 302 시간으로 크게 연장되었다.
상기 기술한 바와 같이, 일반적으로 사용되는 전자 수송 재료인 화합물 ETM-2 를 사용하는 소자와 비교하여, 본 발명의 유기 EL 소자는 우수한 발광 효율 및 전력 효율을 특징으로 하고, 추가로, 연장된 소자 수명을 제공한다.
본 발명의 피리미딘 유도체는 양호한 전자 주입 특성 및 우수한 정공 차단력을 갖고, 박막의 형태로 안정하게 남아있고, 유기 EL 소자를 제작하기 위한 화합물로서 호의적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 피리미딘 유도체를 사용함으로써 유기 EL 소자를 제작할 때, 따라서, 고 효율을 획득하고, 구동 전압을 저하시키고, 내구성을 개선하는 것이 가능하다. 이들의 용도는 따라서, 예를 들어, 가전 제품 및 조명 장비로 확장될 수 있다.
1 유리 기판
2 투명 애노드
3 정공 주입층
4 정공 수송층
5 발광층
6 정공 차단층
7 전자 수송층
8 전자 주입층
9 캐소드

Claims (21)

  1. 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체:
    Figure pct00029

    (식 중,
    Ar1 및 Ar2 는 각각, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
    Ar3 은 수소 원자, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
    A1 및 A2 는 각각, 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,
    A3 은 2가 방향족 탄화수소 기, 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기, 또는 단일 결합이고,
    B 는 방향족 헤테로시클릭 기임).
  2. 제 1 항에 있어서, 하기 일반식 (1-1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체:
    Figure pct00030

    (식 중,
    Ar1 내지 Ar3, A1 내지 A3 및 B 는 상기 일반식 (1) 에서 정의된 바와 같음).
  3. 제 1 항에 있어서, 하기 일반식 (1-2) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체:
    Figure pct00031

    (식 중,
    Ar1 내지 Ar3, A1 내지 A3 및 B 는 상기 일반식 (1) 에서 정의된 바와 같음).
  4. 제 1 항에 있어서, A1 또는 A2 가 페닐렌 기인 피리미딘 유도체.
  5. 제 1 항에 있어서, A1 및 A2 가 페닐렌 기인 피리미딘 유도체.
  6. 제 1 항에 있어서, A1 또는 A2 가 나프틸렌 기인 피리미딘 유도체.
  7. 제 1 항에 있어서, B 가 피리딜 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피리미디닐 기, 피라디닐 기, 트리아디닐 기, 피롤릴 기, 피라졸릴 기, 이미다졸릴 기, 푸릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 퀴녹살리닐 기, 퀴나졸리닐 기, 나프티리디닐 기, 인돌릴 기, 벤즈이미다졸릴 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 아크리디닐 기, 페나디닐 기, 페난트롤리닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기, 카르바졸릴 기, 카르볼리닐 기, 디벤조푸라닐 기 또는 디벤조티에닐 기인 피리미딘 유도체.
  8. 제 1 항에 있어서, Ar2 가 페닐 기인 피리미딘 유도체.
  9. 제 1 항에 있어서, Ar2 가 축합 폴리시클릭 방향족 기인 피리미딘 유도체.
  10. 제 9 항에 있어서, 축합 폴리시클릭 방향족 기가 나프틸 기인 피리미딘 유도체.
  11. 제 9 항에 있어서, 축합 폴리시클릭 방향족 기가 페난트레닐 기인 피리미딘 유도체.
  12. 제 1 항에 있어서, Ar3 이 수소 원자인 피리미딘 유도체.
  13. 제 1 항에 있어서, Ar1 이 치환기를 가진 페닐 기인 피리미딘 유도체.
  14. 제 13 항에 있어서, 페닐 기에 의해 소유되는 치환기가 치환기를 갖지 않는 축합 폴리시클릭 방향족 기인 피리미딘 유도체.
  15. 제 1 항에 있어서, Ar1 이 축합 폴리시클릭 방향족 기인 피리미딘 유도체.
  16. 제 15 항에 있어서, 축합 폴리시클릭 방향족 기가 치환기를 갖지 않는 피리미딘 유도체.
  17. 한 쌍의 전극 및 그 사이에 보유되는 적어도 하나의 유기층을 갖는 유기 전계발광 소자로서, 적어도 하나의 유기층은 제 1 항의 피리미딘 유도체를 함유하는 유기 전계발광 소자.
  18. 제 17 항에 있어서, 피리미딘 유도체를 함유하는 유기층이 전자 수송층인 유기 전계발광 소자.
  19. 제 17 항에 있어서, 피리미딘 유도체를 함유하는 유기층이 정공 차단층인 유기 전계발광 소자.
  20. 제 17 항에 있어서, 피리미딘 유도체를 함유하는 유기층이 발광층인 유기 전계발광 소자.
  21. 제 17 항에 있어서, 피리미딘 유도체를 함유하는 유기층이 전자 주입층인 유기 전계발광 소자.
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