KR100841253B1 - 방향족 아민 화합물 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자 - Google Patents

방향족 아민 화합물 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방향족 아민 화합물 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자에 관한 것으로, 분리된 두 개의 전극사이에 1층 이상의 유기 박막 층이 도입된 유기 전기 발광 소자를 제조하는데 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 바와 같이 말단에 아릴기로 치환된 하나의 방향족 아민 유도체를 가지는 청색 발광 재료로 이용될 수 있는 신규한 화합물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112006060204709-pat00001
상기 식에서, R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 등을 나타내고, 인접한 기가 서로 결합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성할 수 있으며, Ar1 내지 Ar4 및 X1 과 X2는 각각 독립적으로 특정 구조를 갖는 치환 또는 미치환 아릴기이다.
본 발명에서는 발광 효율이 높고, 수명이 길며, 청색 순도가 높은 유기 전기발광 소자 및 그를 실현하는 신규한 화합물을 제공한다.
유기 전기발광 소자, 청색 발광 화합물, 디스티릴모노아민

Description

방향족 아민 화합물 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자{Aromatic Amine Compounds And Organic Electroluminescence Using Them}
본 발명은 유기 전기발광 소자의 수명과 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있는 신규한 청색 발광층의 물질 및 이를 이용하여 청색 발광 순도가 높은 유기 전기발광 소자에 관한 것이다.
유기 물질을 사용한 유기 전기발광(EL) 소자 또는 유기 발광 다이오드는 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 패널 그리고 전계 방출 디스플레이 등과 함께 대표적인 평판 표시 장치의 하나이다. 기존 평판 표시 소자에 비해 제조 공정상 다양한 장점이 있으며 높은 휘도 및 시야각 특성이 우수하고, 응답속도가 빠르고 구동전압이 낮아 벽걸이 TV등의 평판 디스플레이 또는 디스플레이의 배면광 등의 광원으로서 사용되도록 활발하게 개발이 진행되고 있다.
유기 전기발광 소자는 일반적으로 두 개의 반대 전극 사이에 유기물 박막으로 구성되어 있으며 그 효율과 안정성을 높이기 위해 다층 박막 구조를 이루고 있다. 발광 경로는 전계를 인가하였을 때 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자의 재결합되어 전자-정공 쌍인 엑시톤을 형성하며 이 엑시톤이 다시 바닥 생태로 돌아오면서 그에 해당하는 에너지를 발광재료에 전달함에 의해 빛으로 변환된다. 근래에 들어 발광하는 빛의 색순도와 효율을 높이기 위해 엑시톤을 형성하는 발광층에 소량의 형광 또는 인광 재료를 도핑하는 방법이 이용되고 있다. 그 중의 한 분야로서, 발광 효율이 높고 수명이 긴 청색 발광 소자에 사용되는 재료의 개발이 진행되고 있다.
예를 들어, EP 0610514호 공보에는 스틸벤 화합물 및 그를 사용하는 소자가 개시되어 있다. 그러나 여기서 개시된 소자는 발광 효율이 높은 청색 발광을 내기는 하지만, 색 순도가 낮고, 수명이 낮아 실용적이지 않았다. 컬러 디스플레이의 청색용 화소로서 실용상 사용되는 것은 구체적으로 1931 CIE 색좌표 기준으로 x좌표가 0.15, y좌표가 0.15 이하이며, 반감 수명이 1만 시간 이상인 것이 필요하다.
본 발명은 상기 종래의 기술의 문제점을 고려하여 청색 빛의 색순도 및 효율이 우수하고 소자의 수명 향상과 저전압 구동이 가능한 신규 유기 전기발광 재료를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 화합물을 포함하여 청색 빛을 발광할 수 있는 유기 전기발광 소자를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한 다.
[화학식 1]
Figure 112006060204709-pat00002
상기 식에서,
R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 탄소수 1 내지 20)의 치환 또는 미치환 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 미치환 알콕시기, 탄소수 5 내지 50(바람직하게는 탄소수 6 내지 20)의 치환 또는 미치환 아릴기, 탄소수 7 내지 50(바람직하게는 탄소수 7 내지 40)의 치환 또는 비치환된 아르알킬기, 핵 탄소수 3 내지 50(바람직하게는 핵 탄소수 5 내지 12)의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 50(바람직하게는 탄소수 1 내지 6)의 치환 또는 비치환된 알콕실기, 핵 탄소수 5 내지 50(바람직하게는 핵 탄소수 6 내지 18)의 치환 또는 미치환 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 미치환 축합 다환기, 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 미치환 복소환기, 아미노기, 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 6)의 알킬아미노기, 핵 탄소수 5 내지 50(바람직하게는 핵 탄소수 6 내지 18)의 아릴아미노기, 시아노기, 니트로기, 수산기 또는 할로겐 원자이고, 인접한 기가 서로 결합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성한다.
Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, Ar1 내지 Ar4 는 탄소수 6 내지 34의 치환 또는 미치환 페닐기, 치환 또는 미치환 비페닐기, 치환 또는 미치환 터페닐기, 치환 또는 미치환 나프틸기, 치환 또는 미치환 안트릴기, 치환 또는 미치환 피렌일기, 치환 또는 미치환 피리딜기, 치환 또는 미치환 피렌기, 치환 또는 미치환 티오펜기이고, 인접한기가 서로 결합하여 포화 또는 불포화 탄화고리를 형성한다.
X1 또는 X2은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6-100의 아릴렌기 또는 접합 고리기를 가지는 치환되거나 치환되지 않은 아릴렌기이다.
상기 R1 내지 R3의 치환 또는 비치환된 알킬기로서는, 예컨대 수소원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 2-페닐아이소프로필기, 트라이클로로메틸기, 트라이플루오로메틸기, 벤질기, α-페녹시벤질기, α,α-다이메틸벤질기, α,α-메틸페닐벤질기, α,α-다이트라이플루오로메틸벤질기, 트라이페닐메틸기, α-벤질옥시벤질기 등을 들 수 있다.
R1 내지 R3의 치환 또는 비치환된 아릴기로서는, 예컨대 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 4-에틸페닐기, 바이페닐기, 4-메틸바이페닐기, 4-에틸바이페닐기, 4-사이클로헥실바이페닐기, 터페닐기, 3,5-다이클로로페닐기, 나프틸기, 5-메틸나프틸기, 안트릴기, 피렌일기 등을 들 수 있다.
R1 내지 R3의 치환 또는 비치환된 아르알킬기로서는, 예컨대 벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐아이소프로필기, 2-페닐아이소프로필기, 페닐-tert-뷰틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸아이소프로필기, 2-α-나프틸아이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸아이소프로필기, 2-β-나프틸아이소프로필기, 1-피롤릴메틸기, 2-(1-피롤릴)에틸기, p-메틸벤질기, m-메틸벤질기, o-메틸벤질기, p-클로로벤질기, m-클로로벤질기, o-클로로벤질기, p-브로모벤질기, m-브로모벤질기, o-브로모벤질기, p-요오도벤질기, m-요오도벤질기, o-요오도벤질기, p-하이드록시벤질기, m-하이드록시벤질기, o-하이드록시벤질기, p-아미노벤질기, m-아미노벤질기, o-아미노벤질기, p-나이트로벤질기, m-나이트로벤질기, o-나이트로벤질기, p-사이아노벤질기, m-사이아노벤질기, o-사이아노벤질기, 1-하이드록시-2-페닐아이소프로필기, 1-클로로-2-페닐아이소프로필기 등을 들 수 있다.
R1 내지 R3의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기로서는, 예컨대 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.
R1 내지 R3의 치환 또는 비치환된 알콕실기로서는, 예컨대 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 아이소프로폭시기, 부톡시기, 아이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기, 각종 펜틸옥시기, 각종 헥실옥시기 등을 들 수 있다.
R1 내지 R3의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기로서는, 예컨대 페녹시기, 톨릴 옥시기, 나프틸옥시기 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, Ar1 내지 Ar4 는 탄소수 6 내지 34의 치환 또는 미치환 페닐기로서 예컨대 페닐기, o-메틸페닐기, m-메틸페닐기, p-메틸페닐기, o-에틸페닐기, m-에틸페닐기, p-에틸페닐기, o-메톡시페틸기, m-메톡시페틸기, p-메톡시페틸기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 나프틸 페닐기, 안트릴 페닐기, 피렌일 페닐기 등을 들 수 있으며, 치환 또는 미치환 비페닐기, 치환 또는 미치환 터페닐기, 치환 또는 미치환 나프틸기, 치환 또는 미치환 안트릴기, 치환 또는 미치환 피렌일기, 치환 또는 미치환 피리딜기, 치환 또는 미치환 피렌기, 치환 또는 미치환 티오펜기 등을 들 수 있고 인접한기가 서로 결합하여 포화 또는 불포화 탄화고리를 형성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1에서 X1 또는 X2은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6-100의 아릴렌기 또는 접합 고리기를 가지는 치환되거나 치환되지 않은 아릴렌기이다. 바람직한 예로는
Figure 112006060204709-pat00003
Figure 112006060204709-pat00004
(여기서 n은 1 내지 4의 정수이며, X는 O 또는 S 이다.)
Ar1 내지 Ar4는 X1 또는 X2와 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 여러 가지 치환기를 포함할 수 있으나 특히, R1 은 수소 원자, R2 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 미치환 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 미치환 아릴기가 바람직하고,
Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, Ar1 내지 Ar4 는 탄소수 6 내지 34의 치환 또는 미치환 페닐기, 치환 또는 미치환 비페닐기, 치환 또는 미치환 터페닐기이고, 인접한기가 서로 결합하여 포화 또는 불포화 탄화고리를 형성한 것이 바람직하며,
X1 또는 X2은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 치환 또는 미치환된 핵 탄소수 6-50의 아릴렌기 또는 접합 고리기를 가지는 치환되거나 치환되지 않은 아릴렌기가 바람직하다.
여기서, 상기 R2 내지 R3, Ar1 내지 Ar4, X1 또는 X2에서의 '치환'에 해당하는 기는 할로겐원자, 시아노기, 니트로기 이거나 핵 탄소수 5 내지 50의 방향족 헤테로환기, 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 티오기 또는 실릴기를 나타낸다.
이하에서, 본 발명의 신규한 방향족 아민 화합물의 대표예 (1) 내지 (122)를 예시하지만, 본 발명이 이들 대표예로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006060204709-pat00005
Figure 112006060204709-pat00006
Figure 112006060204709-pat00007
Figure 112006060204709-pat00008
Figure 112006060204709-pat00009
Figure 112006060204709-pat00010
Figure 112006060204709-pat00011
Figure 112006060204709-pat00012
Figure 112006060204709-pat00013
Figure 112006060204709-pat00014
Figure 112006060204709-pat00015
Figure 112006060204709-pat00016
Figure 112006060204709-pat00017
Figure 112006060204709-pat00018
본 발명의 유기 전기발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에, 적어도 하나의 발광층을 포함하는 단층 또는 복수층으로 이루어진 유기 화합물막을 갖는 유기 전기발광 소자이고, 상기 유기 화합물막 중 1 층 이상의 층이 본 발명의 방향족 아민 화합물을 함유한다. 단층형인 경우, 기판, 양극, 음극 그리고 양극과 음극사이에 발광층이 포함된다.
통상 다층형 유기 전기발광 소자는 아래로부터 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 그리고 음극의 다층 구성으로 적층시킨 것이 있다. 다층 구조의 유기 전기발광 소자를 형성함으로써 퀀칭(quenching)에 의한 휘도 또는 수명의 저하를 방지할 수 있다. 이 때, 양극으로부터 정공을 주입하는 층을 정공 주입층, 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층을 정공 수송층이라 부른다. 마찬가지로, 음극으로부터 전자를 주입하는 층을 전자 주입층, 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층을 전자 수송층이라 부른다. 또한 필요에 따라서 정공 주입층과 정공 수송층을 따로 구분하지 않고 정공의 주입과 수송을 동시에 할 수 있는 재료를 선택할 수도 있으며 정공의 전자 수송층으로의 이동을 막는 정공 억제층을 유기발광층과 전자 수송층 사이에 형성시킬 수도 있다. 발광층은 기타 도핑 재료의 종류나 함량에 의해, 발광 휘도 또는 발광 효율의 향상, 적색 또는 백색의 발광을 얻을 수 있다. 또한, 유기 발광층은 각각 2층 이상의 층 구성으로 형성하여 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다. 상기 각 층은 재료의 에너지 준위, 내열성, 유기 화합물막 또는 금속 전극과의 밀착성 등의 각 요인에 의해 선택되어 사용된다.
기판은 유기 전기발광 소자에서 지지체 역할을 하며 일반적으로 평탄성과 기계적 강도, 여러 가지 공정을 견딜 수 있는 열적안정성, 휘발성 물질 미배출, 공기 및 수분의 침투 방지 그리고 투명성이 요구된다. 그러나 음극방향이나 측면발광을 필요로 하는 소자의 경우 반사율이 높은 기판을 사용할 수도 있다. 투명성을 지닌 재료로는 유리, 석영, 투명성 수지 필름 등이 있으며, 투명성 수지 필름에는 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄, 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리설폰, 폴리에테르 설폰, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체, 폴리비닐 플루오라이드, 테트라플루오로 에틸렌-에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르 이미드, 폴리이미드, 폴리프로필렌 등을 예로 들 수 있다. 투명하지 않은 기판재료로는 실리콘 웨이퍼, 세라믹 또는 크롬, 금 등의 금속 등이 사용될 수 있으며 상기 기판재료들이 다층으로 이루어 사용될 수 있다.
유기 전기발광 소자의 양극은 박막형태로 존재하여 전원이 연결될 수 있는 도전성 재료로 비교적 높은 일함수 (바람직하게는 4 eV이상)를 가지는 것이 적합하고, 탄소, 알루미늄, 바나듐, 철, 코발트, 니켈, 텅스텐, 은, 금, 백금, 팔라듐 및 이들의 합금, ITO, 산화주석, 산화인듐 등의 산화금속, 및 폴리티오펜 또는 폴리피롤 등의 유기 도전성 수지가 사용될 수 있다. 음극에 사용되는 도전성 물질로서는, 4 eV보다 작은 일함수를 갖는 것이 적합하고, 마그네슘, 칼슘, 주석, 납, 티탄, 이트륨, 리튬, 루테늄, 망간, 알루미늄 및 이들의 합금이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 합금으로서는, 마그네슘/은, 마그네슘/인듐, 리튬/알루미늄 등을 대표예로서 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 합금의 비율은 증착원의 온도, 분위기, 진공도 등에 의해 제어되며, 적절한 비율로 선택된다. 양극 및 음극은 필요에 따라 2층 이상의 적층 구조를 가질 수 있다. 효율적인 발광을 위해 유기 전기발광 소자의 한쪽 면 이상이 소자의 발광 파장 영역에 있어서 충분히 투명한 것이 바람직하다. 투명 전극은 상기 도전성 재료를 사용하고, 증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 예비결정된 투광성이 확보되도록 설정한다. 발광면의 전극은 10% 이상의 광투과율을 갖는 것이 바람직하다.
발광층의 발광 재료는 극히 높은 형광 양자 효율, 높은 정공 수송 능력 및 전자 수송 능력을 더불어 가지는 균일한 박막을 형성하는 것이 바람직하다. 필요에 따라 본 발명의 방향족 아민 화합물에 추가적으로 공지된 발광 재료, 도핑 재료, 정공 주입 재료 또는 전자 주입 재료를 사용할 수 있다. 이러한 방향족 아민 화합물의 바람직한 사용법에 있어서, 도핑 재료로서 사용시에는 발광층, 전자 주입층, 정공 수송층 또는 정공 주입층중 어느 한 층 또는 그 이상에 농도 0.1 내지 20중량%로 첨가한다. 더욱 바람직하게는 농도 1 내지 10중량%이다. 상기 방향족 아민 화합물과 함께 유기 화합물막에 사용할 수 있는 발광 재료 또는 호스트 재료로서는, 축합 다환 방향족이 있고, 예컨대 안트라센, 나프탈렌, 페난트렌, 피렌, 테트라센, 펜타센, 코로넨, 크리센, 플루오레세인, 페릴렌, 루브렌 및 이들의 유도체가 있다. 또한, 프탈로페릴렌, 나프탈로페릴렌, 페리논, 프탈로페리논, 나프탈로페리논, 디페닐부타디엔, 테트라페닐부타디엔, 쿠마린, 옥사디아졸, 알다진, 비스벤족사졸린, 비스스티릴, 피라진, 사이클로펜타디엔, 퀴놀린 금속 착체, 아미노퀴놀린 금속 착체, 벤조퀴놀린 금속 착체, 이민, 디페닐에틸렌, 비닐안트라센, 디아미노카바졸, 피란, 티오피란, 폴리메틴, 메로시아닌, 이미다졸 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 퀴나크리돈, 스틸벤 및 이들의 유도체등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로서는, 정공을 수송하는 능력을 갖고, 양극으로부터의 정공 주입 효율이 우수하며, 양극과 안정된 계면을 유지하면서 열안정성이 우수한 화합물을 사용해야한다. 구체적으로는, 프탈로시아닌 유도체, 나프탈로시아닌 유도체, 포르피린 유도체, 옥사졸, 옥사디아졸, 트리아졸, 이미다졸, 이미다졸론, 이미다졸티온, 피라졸린, 피라졸론, 테트라하이드로이미다졸, 하이드라존, 아실하이드라존, 폴리아릴알칸, 스틸벤, 부타디엔, 벤지딘형 트리페닐아민, 스티릴아민형 트리페닐아민, 디아민형 트리페닐아민 등과 이들의 유도체, 및 폴리비닐카바졸, 폴리실란, 도전성 고분자(PEDOT/PSS)등의 고분자 재료를 예로 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 전기발광 소자에 사용할 수 있는 정공 주입 재료중에서, 더욱 효과적인 정공 주입 재료는 방향족 3급 아민 유도체 또는 프탈로시아닌 유도체이다. 방향족 3급 아민 유도체의 구체예는 트리페닐아민, 트리톨릴아민, 톨릴디페닐아민, N,N'-디페닐-N,N'-(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, N,N,N',N'-(4- 메틸페닐) -1,1'-페닐-4,4'-디아민, N,N,N',N'-(4-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, 4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐, N,N'-디페닐-N,N'-비스-[4-(페닐-m-톨릴-아미노)-페닐]-비페닐-4,4'-디아민, N,N'-(메틸페닐)-N,N'-(4-n-부틸페닐)페난트렌-9,10-디아민, N,N-비스(4-디-4-톨릴아미노페닐)-4-페닐사이클로헥산 및 상기 방향족3급 아민의 골격 구조를 갖는 올리고머 및 중합체이지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 프탈로시아닌(Pc) 유도체의 구체예는 H2Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl2SiPc, (HO)AlPc, (HO)GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc, GaPc-O-GaPc 등의 프탈로시아닌유도체 및 나프탈로시아닌 유도체이지만, 이들에 한정되는 것이 아니다.
정공 주입층 위에는 정공 수송층이 설치된다. 이러한 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 전달받아 그 위에 위치되는 유기발광층으로 수송하는 역할을 하며, 높은 정공 이동도와 정공에 대한 안정성을 가지며, 전자를 막아주는 역할을 한다. 이러한 일반적 요구 이외에 차체 표시용으로 응용할 경우 소자에 대한 내열성이 요구되며, 유리 전이 온도(Tg)가 80 ℃ 이상의 값을 갖는 재료가 바람직하다. 이와 같은 조건을 만족하는 물질들로는 NPB, 스피로-아릴아민계화합물, 페릴렌-아릴아민계화합물, 아자시클로헵타트리엔화합물, 비스(디페닐비닐페닐)안트라센, 실리콘게르마늄옥사이드화합물, 실리콘계아릴아민화합물 등이 있다. 한편, 정공 수송층용 유기 단분자 물질은 높은 정공 이동 속도와 전기적 안정성이 뛰어난 아릴아민 계가 대표적 물질이다. 아릴아민계 물질의 열적 안정성을 높이기 위해 나프틸 치환체나 스피로 그룹을 도입한 정공수송물질이 사용되고 있다. 초기의 정공수송층 유기 물질로는 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-디페닐-4,4'-디아민(TPD)이 흔히 사용되었으나 60 ℃ 이상에서 불안정하기 때문에 유리 전이 온도가 좀더 높은 N-나프틸-N-페닐-1,1'-디페닐-4,4'-디아민(NPB) 계열 또는 좀 더 많은 방향족기가 치환된 아민류를 사용하고 있다. 특히 정공수송층 유기 단분자 물질은 정공 이동속도가 빨라야 하며 발광층과 접하여 계면을 형성하기 때문에 정공수송층-발광층 계면 여기자의 발생을 억제하기 위해서 이온화포텐셜이 정공주입층과 발광층 사이의 적절한 값을 갖고 발광층에서 이동되어 오는 전자를 적절히 제어하는 능력이 필요하다.
전자 수송층 재료로서는, 전자를 수송하는 능력이 있고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대해 우수한 전자 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자가 정공 수송층으로 이동하는 것을 방지하고, 또한 박막 형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 플루오레논, 안트라퀴노디메탄, 디페노퀴논, 티오피란 디옥사이드, 옥사졸, 옥사디아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 플루오레닐리덴메탄, 안트론 등과 이들의 유도체를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 전기발광 소자에서, 더욱 효과적인 전자 주입 재료는 금속 착체 화합물 또는 질소 함유 5원환 유도체이다. 금속 착체 화합물의 구체예는 (8-퀴놀리놀)리튬, 비스(8-퀴놀리놀)아연, 비스(8-퀴놀리놀)구리, 비스(8-퀴놀리놀)망 간, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-퀴놀리놀)알루미늄, 트리스(8-퀴놀리놀)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 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것이 아니다. 또한, 질소함유 5원 유도체는 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸 또는 트리아졸 유도체가 바람직하다. 구체적으로는, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사졸, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-티아졸, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 2-(4'-tert-부틸페닐)-5-(4"-비페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐옥사디아졸릴)]벤젠, 1,4-비스[2-(5-페닐옥사디아졸릴)-4-tert-부틸벤젠], 2-(4'-tert-부틸페닐)-5-(4"-비페닐)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-티아디아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐티아디아졸릴)]벤젠, 2-(4'-tert-부틸페닐)-5-(4"-비페닐)-1,3,4-트리아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-트리아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐트리아졸릴)]벤젠 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것이 아니다.
본 발명에 있어서, 전하 주입성 향상을 위해 발광층과 전극 사이에 무기 화합물층을 배치할 수 있다. 이러한 무기 화합물층으로서는, 알칼리 금속 화합물(불화물, 산화물 등), 알칼리 토금속 화합물 등이 있으며, 구체적으로는 LiF, Li2O, BaO, SrO, BaF2, SrF2 등을 들 수 있다.
본 발명의 유기 전기발광 소자는 온도 및 습도 분위기 등에 대한 안정성 및 수명의 향상을 위해, 소자 표면에 보호층을 형성시키거나, 실리콘 오일 또는 수지 등으로 소자 전체를 피복하여 보호할 수 있다.
유기 EL 소자의 각층은 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 도금 등의 건식 성막법 또는 방사 피복, 침지 피복, 유동 피복 등의 건식 성막법중 임의의 방법을 적용하여 형성시킬 수 있다. 막 두께는 특별히 한정되지 않으나, 적절한 막 두께를 설정할 필요가 있다. 막 두께가 너무 두꺼우면, 일정한 광 출력을 얻기 위해 높은 인가 전압이 필요하여 효율이 나빠진다. 막 두께가 너무 얇으면, 핀홀(pin hole) 등이 발생하여, 전기장을 인가하여도 충분한 발광 휘도가 얻어지지 않는다. 통상적인 막 두께는 5 nm 내지 10 ㎛의 범위가 바람직하나, 10 nm 내지 0.2 ㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를 에탄올, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디옥산 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜 박막을 형성하지만, 그 용매는 어떤 것이라도 좋다. 또한, 임의의 유기 박막층에 대해, 성막성 향상, 막의 핀홀 방지 등을 위해 적절한 수지 또는 첨가제를 사용할 수 있다. 사용이 가능한 수지로서는, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메틸 아크릴레이트, 셀룰로즈 등의 절연성 수지 및 이들의 공중합체; 폴리-N-비닐카바졸, 폴리실란 등의 광도전성 수지; 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 도전성 수지를 들 수 있다. 또한, 첨가제로서는, 산화방지제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 들 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 예컨대 벽걸이 TV의 플랫 패널 디스플레이 등의 평면 발광체, 복사기, 프린터, 액정 디스플레이의 배면광 또는 계기류 등의 광원, 표시판, 표지등 등에 이용할 수 있다.
실시예
하기 합성예 및 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이로써 본 발명이 제한되어서는 안된다.
합성예 1[화합물(1)]
A. 1-브로모-4-(1,2-디페닐비닐)-벤젠(중간체 1-1)의 합성
하기 반응식 1에 나타낸바와 같이, 아르곤 분위기하에서 테트라히드로퓨란(THF) 120 ml에 4-브로모벤조페논 10 g(38.29 mmol)과 디에틸벤질포스포스네이트 10.48 g(45.95 mmol)을 용해시키고, tert-부톡시화칼륨 5.15 g(45.49 mmol)를 THF 45.8 ml에 녹여 천천히 적하하고, 적하가 완료되면 80 ℃에서 12 시간 반응시켰다. 반응액을 상온까지 낮추고, THF를 감압 제거 하였다. 얻어진 고체를 디클로로메탄 250 ml에 용해시키고 물 250 ml를 첨가하여 추출하였다. 얻어진 유기층은 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 1-브로모-4-(1,2-디페닐비닐)벤젠(중간체 1-1)을 88%의 수율로 얻었다.
반응식 1
Figure 112006060204709-pat00019
중간체 1-1
B. 4-디페닐아미노 스틸렌(중간체 2-1)의 합성
하기 반응식 2에 나타낸바와 같이, 250 ml 플라스크에 메틸 트리페닐 포스포늄 브로마이드 15.6 g(36.5 mmol)와 4-디페닐아미노 벤즈알데히드 10 g(43.9 mmol)을 THF 120 ml에 용해시켰다. 상온에서 상기 출발물질을 완전히 용해시킨 후 tert-부톡시화칼륨 5.73 g(51.1 mmol)을 첨가한 다음, 80 ℃에서 12 시간 반응시켰다. 반응액을 상온까지 낮추고, THF를 감압 제거 한 후 얻어진 고체를 에테르 300 ml에 2회 추출하여 생성물을 분리하였다. 최종적으로 얻어진 생성물은 컬럼(디클로로메탄:헥산=1:1)을 통해 정제하여 4-디페닐아미노 스틸렌(중간체 2-1)을 70%의 수율로 얻었다.
반응식 2
Figure 112006060204709-pat00020
중간체 2-1
C. 화합물 1의 합성
하기 반응식 3에 나타낸바와 같이, 아르곤 분위기 하에서 냉각관이 장착된 250 mL등이 3구 플라스크 중에 중간체 1-1 7.3 g(21.8 mmol), 중간체 2-1 3 g(7.2 mmol), 팔라듐 아세테이트 0.08 g(0.36 mmol), 트리에틸아민 7.285 g(72 mmol) 그리고 트리-tert-부틸 포스핀 0.145 g(0.72 mmol)을 디메틸포름아미드(DMF) 100 ml로 녹인 다음, 80 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 감압하에서 용매를 제거하고 컬럼을 통해 불순물을 제거한 다음 메탄올에 세척하여 연한 노란색의 고체인 화합물 1을 55%의 수율로 얻었다.
반응식 3
Figure 112006060204709-pat00021
화합물 (1)
합성예 2 [화합물(25)]
A. 1-보로닉산-4-(1,2-디페닐비닐)-벤젠(중간체 1-2)의 합성
하기 반응식 4에 나타낸바와 같이, THF 100 ml에 중간체 1-1 5.0 g(14.9 mmol)을 용해시키고, -78 ℃에서 n-부틸리튬(n-BuLi) 12.2 ml을 첨가한 다음, 약 1 시간 동안 교반하였다. 동일한 온도에서 트리에틸보레이트 3.5 ml(44.7 mmol)을 적하한 다음 2 시간 교반 하였다. 2 시간동안 교반을 시킨 후 상온으로 온도를 시켜 24 시간 교반 하였다. 최종적으로 반응용액을 100 ml의 2 M 염산 수용액에 적하한 다음, 디클로로메탄으로 추출한 후 유기층을 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 1-보로닉산-4-(1,2-디페닐비닐)벤젠(중간체 1-2)을 70%의 수율로 얻었다.
반응식 4
Figure 112006060204709-pat00022
중간체 1-2
B. 디에틸 4-브로모벤질포스포네이트(중간체 3-1)의 합성
4-브로모벤질 브로마이드 15.0 g(60.0 mmol), 에틸 포스파이트 29.9 g(180 mmol)을 가하고, 환류하에서 18 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 반응액으로 부터 용매를 감압하에 증류 제거하였다. 증류 잔여물을 감압 증류(비점 75 ℃/2 torr)하여 에틸 포스파이트를 제거하여, 증류 잔여물 185 g(수율 99%)을 목적물로서 수득하였다.
C. 4-2-(4-브로모페닐)-비닐페닐-디페닐아민 (중간체 2-2)의 합성
하기 반응식 5에 나타낸바와 같이, THF 150 ml에 4-디페닐아미노벤즈알데히드 10.0 g(36.6 mmol)과 중간체 3-1 13.5 g(43.89 mmol)을 용해시키고, tert-부톡시화칼륨 4.95 g(43.9 mmol)를 THF 43 ml에 녹여 천천히 적하하고, 적하가 완료되면 상온에서 6 시간 반응시켰다. 반응 후 THF를 감압하에서 제거 하였다. 얻어진 고체를 디클로로메탄 220 ml에 용해시키고 물 250 ml를 첨가하여 추출하였다. 얻어진 유기층은 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 4-2-(4-브로모페닐)-비닐페닐-디페닐아민(중간체 2-2)을 92%의 수율로 얻었다.
반응식 5
Figure 112006060204709-pat00023
중간체 2-2
D. 화합물 (25) 의 합성
하기 반응식 6에 나타낸바와 같이, 톨루엔 100 ml에 중간체 2-2 5 g(11.72 mmol), 중간체 1-2 4.22 g(14.06 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.08 g(0.71 mmol)을 용해시키고, 2 M 탄산칼륨 수용액 20 ml를 첨가하여 90 ℃에서 12 시간 반응시켰다. 톨루엔을 감압제거하고 디클로로메탄으로 추출하여 유기층은 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 화합물 (25)을 73%의 수율로 얻었다.
반응식 6
Figure 112006060204709-pat00024
화합물 (25)
합성예 3[화합물(61)]
A. 4'-브로모-4-(1,2-디페닐비닐)-비페닐(중간체 1-3)의 합성
하기 반응식 7에 나타낸바와 같이, THF 100 ml에 4-벤조일-4'-브로모 비페닐 10 g(29.65 mmol)과 디에틸벤질포스포스네이트 8.12 g(35.58 mmol)을 용해시키고, tert-부톡시화칼륨 3.97 g(35.41 mmol)를 THF 32 ml에 녹여 천천히 적하하고, 적하가 완료되면 80 ℃에서 12 시간 반응시켰다. 반응액을 상온까지 낮추고, THF을 감압하에서 제거 하였다. 얻어진 고체를 디클로로메탄 250 ml에 용해시키고 물 250 ml를 첨가하여 추출하였다. 얻어진 유기층은 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 4'-브로모-4-(1,2-디페닐비닐)-비페닐(중간체 1-3)을 83%의 수율로 얻었다.
반응식 7
Figure 112006060204709-pat00025
중간체 1-3
B. 4'-보로닉산-4-(1,2-디페닐비닐)-비페닐(중간체 1-4)의 합성
하기 반응식 8에 나타낸바와 같이, THF 80 ml에 4'-브로모-4-(1,2-디페닐비닐)-비페닐 5 g(12.15 mmol)을 용해시키고, -78 ℃에서 n-부틸리튬 8.32 ml을 첨가한 다음, 동일한 온도에서 트리에틸보레이트 3.12 ml(36.45 mmol)을 적하한 다음 동일한 온도에서 1 시간 교반 하였다. 1 시간 후 상온으로 온도를 유지하면서 24 시간 교반 하였다. 100 ml 2 M 염산 수용액에 적하한 다음, 디클로로메탄으로 추출하여 유기층은 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 4'-보로닉산-4-(1,2-디페닐비닐)-비페닐(중간체 1-4)을 68%의 수율로 얻었다.
반응식 8
Figure 112006060204709-pat00026
중간체 1-4
C. 화합물 (61)의 합성
하기 반응식 9에 나타낸바와 같이, 톨루엔 100 ml에 상기 합성예 2의 중간체 2-2 5 g(11.72 mmol), 중간체 1-4 5.29 g(14.06 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.08 g(0.71 mmol)을 용해시키고, 2 M 탄산칼륨 수용액 20 ml를 첨가하여 90 ℃에서 12 시간 반응시켰다. 톨루엔을 감압제거하고 디클로로메탄으로 추출하여 유기층은 무수황산마그네슘을 이용하여 건조하고, 컬럼을 통해 정제하여 화합물 (61) 을 71%의 수율로 얻었다.
반응식 9
Figure 112006060204709-pat00027
화합물 (61)
실시예 1
ITO 투명 전극을 갖는 40 mm × 40 mm × 0.7 mm 두께의 유리 기판을 이소프로필알코올 속에서 5 분 동안 초음파로 습식 세정하였다. 습식세정 후의 산소 플라즈마를 이용하여 건식세정을 거친 후 투명 전극 라인을 갖는 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하여, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면상에, 상기 투명 전극을 덮도록 막 두께 40 nm의 N,N'-디페닐-N,N'-비스-[4-(페닐-m-톨릴-아미노)-페닐]-비페닐-4,4'-디아민 막(이하, DNTPD 막)을 성막하였다. 상기 DNTPD 막은, 정공 주입층으로서 기능한다. 다음에, DNTPD 막상에 막 두께 20 nm의 4.4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 막(이하, NPB 막)을 성막하였다. 이 NPB 막은 정공 수송층으로서 기능한다. 또한, NPB 막상에 막 두께 30 nm의 2-메틸-9,10-디-나프탈렌-2-일-안트라센(MDNA)과 상기 화합물(25)을, 화합물(25)의 조성비가 5중량%가 되도록 제어하여 2원 증착하여 성막하였다. 이 MDNA:화합물(25) 막은 발광층으로서 기능한다. 상기 막상에 막 두께 20 nm의 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 막(이하, Alq 막)을 성막하였다. 이 Alq 막은, 전자 수송층으로서 기능한다. 다음에 LiF을 증착시켜, 전자 주입층 막을 형성했다. 이 LiF 막상에 금속 Al을 증착시켜 금속 음극을 형성하여 유기 전기발광 소자를 제조하였다. 이 소자는 직류 전압 7 V에서 발광 휘도 855.7 cd/m2, 발광효율 3.02 cd/A, 1931 CIE 색좌표 기준으로 x=0.15, y=0.13에 해당하는 색순도로 순도가 높은 청색 발광이 얻어졌다. 또한, 초기 휘도를 100 cd/m2로 정전류 구동시켜 수명 시험을 한 결과, 반감수명이 11000 시 간으로 극히 길었다.
실시예 2
ITO 투명 전극을 갖는 40 mm × 40 mm × 0.7 mm 두께의 유리 기판을 이소프로필알코올 속에서 5 분 동안 초음파로 습식 세정하였다. 습식세정 후의 산소 플라즈마를 이용하여 건식세정을 거친 후 투명 전극 라인을 갖는 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하여, 우선 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면상에, 상기 투명 전극을 덮도록 막 두께 40 nm의 N,N'-디페닐-N,N'-비스-[4-(페닐-m-톨릴-아미노)-페닐]-비페닐-4,4'-디아민 막(이하, DNTPD 막)을 성막하였다. 상기 DNTPD 막은, 정공 주입층으로서 기능한다. 다음에, DNTPD 막상에 막 두께 20 nm의 4.4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 막(이하, NPB 막)을 성막하였다. 이 NPB 막은 정공 수송층으로서 기능한다. 또한, NPB 막상에 막 두께 30 nm의 2-메틸-9,10-디-나프탈렌-2-일-안트라센(MDNA)과 상기 화합물(61)의 조성비가 5중량%가 되도록 제어하여 2원 증착하여 성막하였다. 이 MDNA:화합물(61) 막은 발광층으로서 기능한다. 상기 막상에 막 두께 20 nm의 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 막(이하, Alq 막)을 성막하였다. 이 Alq 막은, 전자 수송층으로서 기능한다. 다음에 LiF을 증착시켜, 전자 주입층 막을 형성했다. 이 LiF 막상에 금속 Al을 증착시켜 금속 음극을 형성하여 유기 전기발광 소자를 제조하였다. 이 소자는 직류 전압 7 V에서 발광 휘도 817.9 cd/m2, 발광효율 3.51 cd/A, 1931 CIE 색좌표 기준으로 x=0.15, y=0.13에 해당하는 색순도로 순도가 높은 청색 발광이 얻어졌다. 또한, 초기 휘도를 100 cd/m2로 정전류 구동시켜 수명 시험을 한 결과, 반감수명이 13000 시간으로 극히 길었다.
실시예 3
실시예 2에 있어서, MDNA와 화합물(61)의 조성비를 97중량% : 3중량%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 유기 전기발광 소자를 제조하였다. 상기 소자는 직류 전압 7 V에서 발광 휘도 756.2 cd/m2, 발광 효율 3.1 cd/A, 1931 CIE 색좌표 기준으로 x=0.15, y=0.13에 해당하는 색순도를 유지하였으며 초기 휘도를 100 cd/m2로 하여 정전류 구동시켜 수명 시험을 수행한 결과, 반감 수명이 15000 시간으로 수명이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4
실시예 2에 있어서, MDNA와 화합물(61)의 조성비를 93중량% : 7중량%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 유기 전기발광 소자를 제조하였다. 상기 소자는 직류 전압 7 V에서 발광 휘도 924.6 cd/m2, 발광 효율 3.8 cd/A, 1931 CIE 색좌표 기준으로 x=0.15, y=0.14에 해당하는 색순도를 유지하였으며 초기 휘도를 100 cd/m2로 하여 정전류 구동시켜 수명 시험을 수행한 결과, 반감 수명이 12000 시간인 것을 확인할 수 있었다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 상기 화합물(25)을 하기 화합물(비교-1)로 대체한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 유기 전기발광 소자를 제조하였다. 상기 소자는 직류 전압 7 V에서 발광 휘도 527.6 cd/m2, 발광 효율 2.4 cd/A, 1931 CIE 색좌표 기준으로 x=0.15, y=0.13에 해당하는 색순도를 나타내어 비교적 순도가 높은 청색 발광이 얻어졌으나 발광 효율 및 발광휘도가 낮은 청색 발광이 얻어졌다. 또한, 초기 휘도를 100 cd/m2로 하여 정전류 구동시켜 수명 시험을 수행한 결과, 반감 수명이 5000 시간으로 짧았다.
Figure 112006060204709-pat00028
비교-1
비교예 2
실시예 1에 있어서, 상기 화합물(25)을 하기 화합물(비교-2)로 대체한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 유기 전기발광 소자를 제조하였다. 상기 소자는 직류 전압 7 V에서 발광 휘도 1256 cd/m2, 발광 효율 4.98 cd/A로 비교적 우수한 발광 특성을 보였으나 1931 CIE 색좌표 기준으로 x=0.16, y=0.21에 해당하는 색좌표로 낮은 색순도를 나타내었다.
Figure 112006060204709-pat00029
비교-2
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 신규한 화합물을 사용하는 유기 전기발광 소자는 발광 효율이 높고, 수명이 길며, 또한 청색 순도가 우수하다. 이로 인해, 본 발명의 유기 전기발광 소자는, 벽걸이 TV등의 평판 디스플레이 또는 디스플레이의 배면광 등의 다양한 유기 전기발광 소자에 사용되어질 수 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 아민 화합물
    [화학식 1]
    Figure 112008006825777-pat00030
    상기 식에서,
    R1 은 수소 원자, R2 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 미치환 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 미치환 아릴기를 나타내고,
    Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, Ar1 내지 Ar4 는 탄소수 6 내지 34의 치환 또는 미치환 페닐기, 치환 또는 미치환 비페닐기, 치환 또는 미치환 터페닐기이고, 인접한기가 서로 결합하여 포화 또는 불포화 탄화고리를 형성한다.
    X1 또는 X2은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 치환 또는 미치환된 핵 탄소수 6-50의 아릴렌기 또는 접합 고리기를 가지는 치환되거나 치환되지 않은 아릴렌기이다.
    여기서, 상기 R2 내지 R3, Ar1 내지 Ar4, X1 또는 X2에서의 '치환'에 해당하는 기는 할로겐원자, 시아노기, 니트로기 이거나 핵 탄소수 5 내지 50의 방향족 헤테로환기, 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 티오기 또는 실릴기이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    Ar1 내지 Ar4는 X1 또는 X2와 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성하는 것을 특징으로 하는 화합물
  3. 양극과 음극사이에 위치하는 것으로 적어도 하나의 발광층을 갖는 단층 또는 복수층으로 이루어진 유기 화합물 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자에 있어서, 상기 유기 화합물 박막층 중 1층 이상이 제 1 항 내지 제 2 항의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광층이 화학식 1로 표시되는 화합물을 주성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 발광층이 청색 계열의 발광을 하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 유기 화합물 박막층에 발광재료 또는 호스트 물질을 추가하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 재료 또는 호스트 물질은 안트라센, 나프탈렌, 페난트렌, 피렌, 테트라센, 펜타센, 코로넨, 크리센, 플루오레세인, 페릴렌, 루브렌 또는 이들의 유도체, 프탈로페릴렌, 나프탈로페릴렌, 페리논, 프탈로페리논, 나프탈로페리논, 디 페닐부타디엔, 테트라페닐부타디엔, 쿠마린, 옥사디아졸, 알다진, 비스벤족사졸린, 비스스티릴, 피라진, 사이클로펜타디엔, 퀴놀린 금속 착체, 아미노퀴놀린 금속 착체, 벤조퀴놀린 금속 착체, 이민, 디페닐에틸렌, 비닐안트라센, 디아미노카바졸, 피란, 티오피란, 폴리메틴, 메로시아닌, 이미다졸 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 퀴나크리돈, 스틸벤 또는 이들의 유도체인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
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