KR100846607B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR100846607B1
KR100846607B1 KR1020070047850A KR20070047850A KR100846607B1 KR 100846607 B1 KR100846607 B1 KR 100846607B1 KR 1020070047850 A KR1020070047850 A KR 1020070047850A KR 20070047850 A KR20070047850 A KR 20070047850A KR 100846607 B1 KR100846607 B1 KR 100846607B1
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김영국
곽윤현
고희주
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Abstract

본 발명은 기판; 제1전극; 제2전극; 및 제1전극과 제2전극 사이에 구비되며, 발광층, 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 제1전극이 상기 기판 측에 구비되어 있으며, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나 이상이 화학식1 로 표시되는 화합물을 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. 상기 화학식 1에 대한 사항은 발명의 상세한 설명을 참조한다. 상기 유기 발광 소자는 현저히 우수한 수명을 가질 수 있다.

Description

유기 발광 소자{Organic Light Emitting Diode}
도 1은 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 일 구현예의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명을 따르는 적색, 녹색 및 청색 발광층을 모두 구비한 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3 및 4는 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 수명을 나타낸 도면이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명>
210 : 제1전극 215 : 제1 정공 주입층
216 : 제2 정공 주입층 218 : 정공 수송층
220, 225, 230 : 발광층 240 : 전자 수송층
250 : 전자 주입층 260 : 제2전극
본 발명은 유기 발광 소자 평판 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 쌍의 전극 사이에, 전자를 트랩할 수 있는 불소기를 갖는 화합물을 포함하는 유기층이 구비된 유기 발광 소자 및 이를 구비한 평판 표시 장치에 관한 것이다. 상기 유기 발광 소자는 장수명을 가질 수 있다.
유기 발광 소자는, 형광 또는 인광 유기막에 전류를 흘려주면, 전자와 정공이 유기층에서 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 자발광형 소자로서, 경량이며, 부품이 간소하고 제작 공정이 비교적 간단한 구조를 갖고 있다. 또한 고화질 구현이 가능하며, 광시야각을 확보할 수 있으며, 동영상을 완벽하게 구현할 수 있다. 아울러, 고색순도 구현, 저소비전력, 저전압 구동이 가능하여, 휴대용 전자 기기에 적합한 전기적 특성을 갖고 있다.
상기 유기 발광 소자는 효율 향상 및 구동 전압 저하를 위하여 유기막으로서 단일 발광층만을 사용하지 않고, 전자 주입층, 발광층, 정공 수송층 등과 같은 다층 구조를 사용하는 것이 일반적이다. 예를 들어, 일본 특허 공개번호 제2002-252089호에는 정공 수송층을 구비한 유기 발광 소자가 개시되어 있다.
종래의 유기 발광 소자의 경우, 발광층을 통과한 전자 등이 정공 주입층을 공격할 수 있는데, 이는 유기 발광 소자의 수명 저하의 한 원인이 될 수 있는 바, 이의 개선이 요구된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 한 쌍의 전극 사이에, 전자를 트랩할 수 있는 특성이 있는 불소를 1 개 이상 포함하여 전기적 안정성 및 높은 전하수송능력을 갖는 화합물을 포함한 유기층을 구비한 유기 발광 소자 및 이를 구비한 평판 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제1태양은,
기판; 제1전극; 제2전극; 및 제1전극과 제2전극 사이에 구비되며, 발광층, 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 제1전극이 상기 기판 측에 구비되어 있으며, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나 이상이 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112007036185385-pat00001
상기 화학식 1 중,
X는, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬렌기이고;
R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로서, 수소, C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기 또는 C6-C30아릴기이고, 상기 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 중 인접한 2 이상은 서로 결합 또는 융합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성 할 수 있고;
n1, n2, n3, n4 및 n5는 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이며, 이 때, n1, n2, n3, n4 및 n5가 모두 0인 경우는 제외한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제2태양은,
상기 유기 발광 소자 및 박막 트랜지스터를 구비하고, 상기 유기 발광 소자의 제1전극이 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치를 제공한다.
상기 본 발명을 따르는 유기 발광 소자는 현저히 우수한 수명을 가질 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자는, 기판, 제1전극, 제2전극 및 유기층을 포함하는데, 상기 유기층은 제1전극과 제2전극 사이에 구비되며, 발광층, 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층을 포함한다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 유기층의 제1 정공 주입층 및/또는 제2 정공 주입층은 함불소 화합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로서, 상기 함불소 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:
<화학식 1>
Figure 112007036185385-pat00002
상기 화학식 1중, X는, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬렌기일 수 있다.
보다 구체적으로, X는 하기 화학식 2로 표시되는 구조들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 2>
Figure 112007036185385-pat00003
상기 화학식 2에서 R7 내지 R9는 R1 내지 R6의 경우와 같으며, R7, R8 및 R9 중 인접한 2 이상은 서로 결합 또는 융합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성할 수 있다.
한편, 상기 화학식 1 중, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이다. 이 때, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기 또는 C6-C30아릴기이다. 한편, 상기 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 중 인접한 2 이상은 서로 결합 또는 융합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성 할 수 있다.
바람직하게, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 독립적으로, 수소 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C12 헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹( 여기서 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로서, 수소, C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기 또는 C6-C30아릴기이다)일 수 있다.
보다 구체적으로 R1 내지 R6는 하기 화학식 3으로 표시되는 구조들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 3>
Figure 112007036185385-pat00004
한편, 상기 화학식 2 중 R7 내지 R9 역시 상기 화학식 3으로 표시되는 구조들 중 하나로 표시될 수 있음은 물론이다.
상기 화학식 1 중, n1, n2, n3, n4 및 n5는 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이다. 이 때, n1, n2, n3, n4 및 n5가 모두 0인 경우는 제외한다. 즉, 화학식 1로 표시되는 1개 이상의 불소를 반드시 포함한다.
보다 구체적으로, n2 및 n3는 1 또는 2일 수 있다. 또한, n4 및 n5는 1, 2 또는 3일 수 있다.
이하, 본 발명의 화학식들에서 사용된 그룹 중 대표적인 그룹의 정의를 살펴보면 다음과 같다.
상기 화학식들 중, 비치환된 C1-C30 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬 중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 치환되거나 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환되거나 또는 비치환된 C1-C30의 알킬기, 치환되거나 또는 비치환된 C1-C30의 알콕시기, 저급 알킬아미노기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기, 술폰산기, 인산기 등의 치환기로 치환될 수 있다.
상기 화학식들 중, 비치환된 C1-C30 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
상기 화학식들 중, C6-C30 아릴기는 하나 이상의 고리를 포함하는 카보사이클 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 아릴이라는 용어는 페닐, 나프틸, 안트라세닐과 같은 방향족 시스템을 포함한다. 또한, 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
상기 화학식들 중, C2-C30 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 C인 고리원자수 2 내지 30의 1가 모노사이클릭 고리 화합물 또는 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)된 것일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 예로는 피리딜, 티에닐, 퓨릴 등이 있다. 또한 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
상기 화학식 중, C6-C30 아릴옥시기란 -OA1으로 표시되는 그룹으로서, 이 때 A1은 상기 C6-C30 아릴기일 수 있다. 상기 아릴옥시기의 예로는 페녹시기 등을 들 수 있다. 상기 아릴 옥시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
상기 화학식 중, C6-C30 아릴렌기란 하나 이상의 고리를 포함하는 2가 카보사이클 방향족 시스템을 의미하며 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 상기 C6-C30 아릴렌기의 예로는 페닐렌기, 나프탈렌기 등이 있으며, 상기 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
상기 화학식 중, C2-C30 헤테로아릴렌기란 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 C인 고리원자수 2 내지 30의 2가 모노사이클릭 고리 화합물 또는 상기 고리들이 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)된 화합물을 의미한다. 상기 C2-C30 헤테로아릴렌기의 예로는 카바조일렌기 (carbazolylene) 등이 있으며, 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
상기 화학식들 중, 비치환된 C1-C30 알킬렌기의 구체적인 예로는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등을 들 수 있고, 상기 알킬렌중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C30의 알킬기의 치환기와 동일한 치환기로 치환 가능하다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물들은 하기 화합물 1 내지 85 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112007036185385-pat00005
Figure 112007036185385-pat00006
Figure 112007036185385-pat00007
Figure 112007036185385-pat00008
Figure 112007036185385-pat00009
Figure 112007036185385-pat00010
Figure 112007036185385-pat00011
Figure 112007036185385-pat00012
Figure 112007036185385-pat00013
Figure 112007036185385-pat00014
Figure 112007036185385-pat00015
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물들은 상기 화합물 3, 11, 12, 15 및 49 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 공지된 유기 합성 반응을 이용하여 수행할 수 있다. 예를 들면, n2 = n3, R4 = R1, R5 = R2인 경우, 하기 반응식 1에서와 같이 페닐카바졸 (B')과 디아민 화합물 (C')을 반응시켜 얻을 수 있다:
<반응식 1>
Figure 112007036185385-pat00016
상기 반응식 1 중, X, R1, R2, R3, R6, n1, n2, n4, n5에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다. 상기 반응식 1 중, X'는 할로겐 원소를 나타낸다. 상기 반응시 Pd2(dba)3(dba = dibenzylideneacetone), 소듐 터트부톡사이드 및 트리(터트부틸)포스핀 존재하에서 실시되며, 반응온도는 50℃ 내지 150℃인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1의 화합물은 전자를 트랩할 수 있는 불소기를 갖는 바, 본 발명을 따르는 정공 수송층 및 정공 주입층은 전자의 공격으로부터 보호되어 안정화될 수 있다. 이로써, 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 불소를 포함하는 화합물은, 유리전이점(Tg)이 높다. 따라서, 유기 발광 소자의 구동시, 유기층 중, 유기층 사이 또는, 유기층과 금속 전극 간에 발생하는 줄 열에 대한 내열성 및 고온 환경 하에서의 내구성 이 우수하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 유기층 중, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 표시되는 화합물을 포함하는 층은 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층 모두일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 유기층 중, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 층은 제1 정공 주입층 또는 제2 정공 주입층일 수 있다.
발광층으로부터의 전자의 공격에 의한 정공 수송층의 정공 수송 능력 상실 및 이에 따른 장치의 수명 단축은, 전자를 트랩할 수 있는 불소기를 갖는 화학식 1의 화합물을 제1 정공 주입층 및/또는 제2 정공 주입층에 사용함으로써 현저히 감소될 수 있으며, 특히 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층이 기판으로부터 순차적으로 적층될 경우, 상기 제2 정공 주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극 각각은 독립적으로 반사형 전극, 반투명 전극 또는 투명 전극일 수 있다. 이 때, 소자 구동시 제1 전극과 제2 전극 사이에 공진 현상이 일어날 수 있도록, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 반사형 전극이고 다른 하나는 반투명 전극 또는 투명 전극이거나, 제1 전극 및 제2 전극 모두가 투명 또는 반투명 전극인 경우에는 상기 제1전극 또는 상기 제2전극의 외면에 금속반사층이 존재할 수 있다. 이로써, 상기 유기 발광 소자의 구동시, 제1전극과 제2전극 사이의 유기층에서 발생한 광이, 제1전극과 제2전극 사이에서 공진 하면서 제1전극 또는 제2전극을 통해서 유기 발광 소자의 외부로 취출될 수 있다.
먼저 유기층에서 생성된 광이 제2전극을 통하여 외부로 취출되는 경우, 상기 정공 주입층들의 두께의 합에 대해 설명한다.
유기층에서 생성된 광이 제2전극을 통하여 외부로 취출되는 경우, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합은 50Å 내지 2000Å, 바람직하게는 100Å 내지 1000Å일 수 있다. 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 전술한 범위를 만족하는 경우, 공진 효과에 적합한 정공 주입 특성 특성을 가질 수 있어 우수한 색순도 및 효율을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 층의 두께는 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 두께 합의 50% 이하, 바람직하게는 10% 내지 50%이다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 층의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우, 발광층으로부터 주입된 전자를 효과적으로 트랩할 수 있다.
다음으로 유기층에서 생성된 광이 제1전극을 통하여 외부로 취출되는 경우, 상기 정공 주입층들의 두께의 합에 대해 설명한다.
유기층에서 생성된 광이 제1전극을 통하여 외부로 취출되는 경우, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합은 50Å 내지 800Å, 바람직하게는 100Å 내지 400Å일 수 있다. 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 전술한 범위를 만족하는 경우, 공진 효과에 적합한 정공 주입 특성 특성을 가질 수 있어 우수한 색순도 및 효율을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 정 공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 층의 두께는 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 두께 합의 50% 이하, 바람직하게는 10% 내지 50%이다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 층의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우, 발광층으로부터 주입된 전자를 효과적으로 트랩할 수 있다.
유기층의 제1 전극과 제2 전극 사이에 화학식 1의 화합물을 포함하는 제1 정공 주입층 및/또는 제2 정공 주입층을 구비한 유기 발광 소자는 뛰어난 장수명을 가지며, 또한 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 전술한 바와 같은 두께를 가짐으로 인하여, 제1 전극 및 제2 전극 사이의 공진 효과가 최적화되어 우수한 구동 전압, 전류 밀도, 발광 휘도, 색순도 및 발광 효율 등을 가질 수 있다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 유기층은 발광층, 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층을 포함한다. 상기 발광층, 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층 외에, 상기 유기층은 정공 수송층, 전자 억제층, 정공 억제층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같은, 기판/제1전극/제1 정공 주입층(HIL 1)/제2 정공 주입층(HIL 2)/정공 수송층(HTL)/발광층(EML)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL)/제2전극의 구조를 가질 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 실시예 및 이의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 단면도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명을 따르는 유기 발광 소자를 각각의 발광 컬러별로 동시에 보이도록 도시한 것이다.
먼저 기판(200) 상부에 제1전극(210)을 형성한다. 여기에서 기판(200)으로는 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성 등을 고려하여, 유리 기판 또는 플라스틱 기판 등을 다양하게 사용할 수 있다.
상기 화소 전극(210)은 전도성이 우수한 금속, 예를 들면, 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 칼슘(Ca)-알루미늄(Al) 등 또는 ITO, IZO, IN2O3 등과 같은 금속 산화물을 이용하여 반사형 전극, 반투명 전극 또는 투명 전극으로 구비될 수 있다. 상기 금속 및 금속 산화물 중 2 이상의 조합을 사용하는 것도 가능하다.
이 후, 유기층 형성 영역을 정의하는 화소 정의막(214)을 소정의 위치에 형성한다. 상기 화소 정의막은 실리콘 산화물 및 질화물과 같은 무기물 또는 절연성 유기물 등을 이용하여 증착법 또는 코팅법 등과 같이 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
이 후, 상기 제1전극(210) 상부에 화소 정의막(214)으로 정의된 영역을 따라 제1 정공 주입층(215), 제2 정공 주입층(216) 및 정공 수송층(218)을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 차례로 형성한다.
이 때, 상기 제2 정공 주입층(216)은 전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 상기 제1 정공 주입층(215)은 공지의 정공 주입 재료를 포함할 수 있다. 또는, 상기 제2 정공 주입층(216) 및 상기 제1 정공 주입층(215) 모두는 각각 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 공지의 정공 주입 재료로는 예를 들어 IDE406(이데미츠사), 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 Advanced Material, 6, p.677(1994)에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB, 용해성이 있는 전도성 고분자인 Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산) 또는 PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonic acid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly (4-styrene- sulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)), 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
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한편, 상기 정공 수송층(218)은, 예를 들면, 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 4,4'-비스카바졸릴비페닐, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4'-비스카바졸릴- 2,2'-디메틸비페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민, 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(NPB), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-N-(4-부틸페닐)디페닐아민)(poly(9,9-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine) (TFB) 또는 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-비스-N,N-페닐-1,4-페닐렌디아민(poly(9,9-dioctylfluorene-co-bis-(4-butylphenyl-bis-N,N-phenyl-1,4-phenylenediamin) (PFB) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 정공 주입층(215) 및 제2 정공 주입층(216)의 두께는 전술한 바를 참조한다.
상기 제1 정공 주입층(215) 및 제2 정공 주입층(216)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
진공증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착온도 100 내지 500℃, 진공도 10-8 내지 10-3torr, 증착속도 0.01 내지 100Å/sec 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
스핀코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공 주 입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
정공 수송층(218)도 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 정공 수송층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
정공 수송층(218)의 두께는 50 내지 1500Å인 것이 바람직하다. 상기 두께 범위에서는 우수한 정공 수송 특성 및 낮은 구동 전압을 얻을 수 있기 때문이다.
상기 제1 정공 주입층(215), 제2 정공 주입층 및 정공 수송층(218) 상부로는 각 컬러별 발광층(220, 225, 230)을 형성한다. 본 발명의 발광층 재료는 특별히 제한되지 않는다.
적색 발광층에는 예를 들면, Eu(thenoyltrifluoroacetone)3 (Eu(TTA)3, 부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸 줄로리딜-9-에닐)-4H-피란){butyl-6-(1,1,7,7,-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran: DCJTB} 등이 사용될 수 있다. 한편, Alq3에 DCJTB와 같은 도펀트를 도핑하거나, Alq3와 루브렌을 공증착하고 도펀트를 도핑하여 형성할 수도 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
녹색 발광층에는 예를 들면, 쿠마린 6(Coumarin 6), C545T, 퀴나크리 돈(Quinacridone), Ir(ppy)3 등이 사용될 수 있다. 한편, CBP(UDC사 제조)에 Ir(ppy)3를 도펀트로 사용하거나, 호스트로서 Alq3에 도펀트로서 쿠마린계 물질을 사용할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다. 상기 쿠마린계 도펀트의 구체적인 예로서 C314S, C314T, C545T 등이 있다.
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청색 발광층에는 예를 들면, 옥사디아졸 다이머 염료(oxadiazole dimer dyes(Bis-DAPOXP)), 스피로 화합물(spiro compounds)(예를 들어, Spiro-DPVBi), 트리아릴아민 화합물(triarylamine compounds), CzTT, Anthracene, TPB, BBOT, 나프탈렌 모이어티 등을 함유하고 있는 방향족 탄화수소 화합물인 BH-013X (이데미츠사) 등이 다양하게 사용될 수 있다. 한편, IDE215(상품명, 이데미쯔사 제품)에 도펀트로서 IDE118(상품명, 이데미쯔사 제품)를 사용할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
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상기 발광층의 두께는 200Å 내지 500Å, 바람직하게는 300Å 내지 400Å인 것이 바람직하다. 한편, R, G, B 영역의 각각의 발광층들의 두께는 서로 동일하거나, 상이할 수 있다. 상기 발광층의 두께가 200Å 이상인 경우에는 수명이 증가하고, 500Å이하인 경우에는 구동전압 상승폭이 낮아진다.
발광층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 발광층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층 위에 정공 억제용 물질을 진공 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공 억제층(미도시함)을 선택적으로 형성할 수 있다. 이 때 사용하는 정공 억제층용 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자 수송 능력을 가지면서 발광 화합물 보다 높은 이온화 퍼텐셜을 가져야 하며 대표적으로 bis(2-methyl-8-quinolato)- (p-phenylphenolato)-aluminum (Balq), bathocuproine(BCP), tris(N-aryl benzimidazole)(TPBI)등이 사용된다.
정공 억제층의 두께는 30Å 내지 60Å, 바람직하게는 40Å 내지 50Å인 것이 바람직하다. 정공 억제층의 두께가 30Å 이상인 경우에는 정공 억제 특성이 잘 발휘되고, 60Å 이하의 경우에는 구동전압이 높지 않다.
정공 억제층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 정공 억제층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층 상부에 전자 수송 물질을 진공 증착 또는 스핀 코팅하여 전자 수송층(240)을 선택적으로 형성한다. 전자 수송 물질은 특별히 제한되지는 않으며 Alq3 등을 이용할 수 있다.
상기 전자 수송층(240)의 두께는 100Å 내지 400Å, 바람직하게는 250Å 내지 350Å일 수 있다. 상기 전자수송층(240)의 두께가 100Å 미만인 경우에는 전자 수송 속도가 과도하여 전하균형이 깨질 수 있으며, 400Å를 초과하는 경우에는 구동전압이 상승될 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
전자 수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 전자 수송층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층 또는 전자 수송층 상부에 전자 주입층(250)을 진공 증착법 또는 스핀 코팅법을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 전자 주입층(250) 형성 재료로서는 BaF2, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층(250)의 두께는 2Å 내지 10Å, 바람직하게는 2Å 내지 5Å일 수 있다. 이 중, 2Å 내지 4Å가 특히 적합한 두께이다. 상기 전자주입층(250)의 두께가 2Å 이상인 경우에는 효과적인 전자주입층으로서 역할을 할 수 있고, 상기 전자주입층(250)의 두께가 10Å 이하인 경우에는 구동전압이 높지 않 다.
상기 전자 주입층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 전자 주입층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
이어서, 상기 전자주입층 상부에 제2전극용 물질을 증착하여 제2전극(260)을 형성함으로써 유기 발광 소자가 완성된다.
상기 제2전극용 물질로는 불화리튬(LiF), 도전성이 우수한 투명한 금속 산화물인 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO)등이 사용될 수 있다. 또는, 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 칼슘(Ca)-알루미늄(Al) 등을 박막으로 형성함으로써 반사형 전극, 반투명 전극, 또는 투명 전극으로 다양하게 형성할 수 있다. 상기 제2전극을 이루는 물질은 상기 예시된 금속 및 금속의 조합에 한정되는 것은 아님은 물론이다.
상기 제1전극 및 제2전극은 각각 애노드 및 캐소드로서의 역할을 할 수 있으며, 그 반대도 물론 가능하다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자는 다양한 형태의 평판 표시 장치, 예를 들면 수동 매트릭스 유기 발광 표시 장치 및 능동 매트릭스 유기 발광 표시 장치에 구비될 수 있다. 특히, 능동 매트릭스 유기 발광 표시 장치에 구비되는 경우, 기판 측에 구비된 제1전극은 화소 전극으로서 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자는 양면으로 화면을 표시할 수 있는 평판 표시 장치에 구비될 수 있다.
이하, 상기 화합물 3, 화합물 11, 화합물 12, 화합물 15 및 화합물 49의 바람직한 합성예 및 이를 포함한 층을 구비한 유기 발광 소자의 실시예를 구체적으로 예시하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
합성예 1 : 화합물 3 (4,4'-비스[N-(3-(9- 페닐 -9H) 카바조일 )-N-(4- 플루오로페닐 )아미노]비페닐) (4,4'-bis[(N-(3-(9- phenyl -9H) carbazolyl )-N-(4-fluorophenyl)amino]biphenyl)의 제조
하기 화학 반응식 2의 반응 경로를 거쳐 화합물 3을 합성하였다.
<반응식 2>
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중간체 A (9- 페닐 -9H- 카바졸 ) (9- phenyl -9H- carbazole )의 합성
카바졸(16.7g, 100mmol), 요오도벤젠(26.5g, 130mmol), CuI(1.9g, 10mmol), K2CO3(138g, 1mol), 및 18-크라운-6(530mg, 2mmol)을 DMPU(1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-(1H)-pyrimidinone)(500mL)에 녹인 후 170℃에서 8시간 동안 가열하였다. 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식힌 후 고체물질을 여과하고 여과액에 암모니아수 소량을 첨가한 후 디에틸에테르(300mL)로 세 번 세척하였다. 세척된 디에틸에테르층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 A를 흰색 고체로 22g(수율 90%)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 8.12 (d, 2H), 7.58-7.53 (m, 4H), 7.46-7.42 (m, 1H), 7.38 (d, 4H), 7.30-7.26 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100MHz) δ (ppm) 141.0, 137.9, 130.0, 127.5, 127.3, 126.0, 123.5, 120.4, 120.0, 109.9.
중간체 B (3- 아이오도 -9- 페닐 -9H- 카바졸 ) (3- iodo -9- phenyl -9H- carbazole )의 합성
중간체 A (9-페닐-9H-카바졸) 2.433g(10mmol)을 80% 아세트산 100mL에 넣은 후, 여기에 요오드(I2) 1.357g(5.35mmol)과 오르토-페리오디닉산(H5IO6) 0.333g(1.46mmol)을 고체상태에서 가한 후, 질소분위기에서 80℃, 2시간 교반하였다. 반응 종료후, 에틸에테르(50mL)로 세 번 추출한다. 모아진 유기층을 무수 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 B를 흰색 고체로 3.23g (수율 87%)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3, 300MHz) δ (ppm) 8.43 (d, 1H), 8.05 (d, 1H), 7.62 (dd, 1H), 7.61-7.75 (m, 2H), 7.51-7.43 (m, 3H), 7.41-7.35 (m, 2H), 7.27 (dd, 1H), 7.14 (d, 1H)
중간체 C (4,4'-비스[N-(4- 플루오로페닐 )아미노]비페닐) (4,4'-bis[N-(4-fluorophenyl)amino]biphenyl)의 합성
4,4'-디브로모비페닐 3.12g(10mmol), 4-플루오로아닐린 2.78g(25mmol), t-BuONa 2.9g(30mmol), Pd2(dba)3 183mg (0.2mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.2mmol)을 톨루엔 50mL에 녹인 후 90℃에서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물을 상온으로 식힌 후 증류수와 디에틸에테르를 가한 후 녹지 않은 고형물을 여과한 후 아세톤과 디에틸에테르로 닦아주고 진공 건조하여 중간체 C를 회색 고체로 2.72 g (수율 73 %)을 얻었다.
1H NMR (C6D6, 300MHz) δ (ppm) 8.05 (s, 2H), 7.68 (d, 2H), 7.48 (d, 4H), 7.29-7.11 (m, 22H), 7.09-7.01 (m, 6H), 6.78 (t, 4H)
화합물 3 (4,4'-비스[N-(3-(9- 페닐 -9H) 카바조일 )-N-(4- 플루오로페닐 )아미노]비페닐)의 합성
중간체 B (3-아이오도-9-페닐-9H-카바졸) 8.86g(24.0mmol), 중간체 C (4,4'-비스[N-(4-플루오로페닐)아미노]비페닐) 3.72g(10.0mmol), t-BuONa 2.88g(30.0mmol), Pd2(dba)3 180mg(0.20mmol), P(t-Bu)3 40 mg(0.20 mmol)을 톨루엔 70mL에 녹인 후 90 ℃에서 3시간 교반하였다. 상기 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식히고 증류수를 가한 후 디에틸에테르 30mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 3을 연노랑 고체로 7.18g(수율 84%)을 얻었다. 상기 과정에 따라 얻은 화합물 3을 CHCl3 에 0.2mM 농도로 묽혀서 UV Spectrum 을 얻고 최대흡수파장 351, 297, 248nm를 관찰하였다.
또한, 화합물 3에 대한 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 를 이용한 열분석 (N2 분위기, 온도구간 : 상온~ 600℃ (10℃/min)-TGA ,상온에서 400℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA) , 일회용 Al pan(DSC)) 을 통해서 Td 464℃, Tg 151℃, Tm 299℃를 얻었다.
UV 흡수 스펙트럼 및 이온화 퍼텐셜 측정기인 AC-2 를 통해서 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 5.1eV 와 LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 2.28eV 를 얻었다.
합성예 2: 화합물 11 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N-페닐아미노]비페닐) (4,4'- bis [(N-(3-(9-(4- fluorophenyl )-9H) carbazolyl )-N-phenylamino]biphenyl)의 제조
하기 화학 반응식 3의 반응 경로를 거쳐 화합물 11을 합성하였다.
<반응식 3>
Figure 112007036185385-pat00027
중간체 D (9-(4- 플루오로페닐 )-9H- 카바졸 )(9-(4- fluorophenyl )-9H-carbazole)의 합성
카바졸(16.7g, 100mmol), 4-플루오로요오도벤젠(28.9g, 130mmol), CuI(1.9g, 10mmol), K2CO3(138g, 1.0mol), 및 18-크라운-6(530mg, 2mmol)을 DMPU(1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-(1H)-pyrimidinone) (500mL)에 녹인 후 170℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식힌 후 고체물질을 여과하고 여과액에 암모니아수 소량을 가한 후 디에틸에테르(300mL)로 세 번 추출하였다. 모아진 디에틸에테르층을 다량의 증류수로 씻어준 후 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 D를 흰색 고체로 23.5g(수율 90%)을 얻었다.
중간체 E (9-(4- 플루오로페닐 )-3- 아이오도 -9H- 카바졸 ) (9-(4- fluorophenyl )-3-iodo-9H-carbazole)의 합성
중간체 D (9-(4-플루오로페닐)-9H-카바졸) 2.61g(10mmol)을 80% 아세트산 100mL에 넣은 후, 여기에 요오드(I2) 1.357g(5.35mmol)과 오르토-페리오디닉산(H5IO6) 0.333g(1.46mmol)을 고체상태에서 가한 후, 질소분위기에서 80℃, 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후, 실온으로 식히고 물을 가하고 에틸에테르(50mL)으로 세 번 추출한다. 모아진 유기층을 NaHCO3 수용액(30mL)과 Brine(50 mL)으로 차례로 씻어준 후 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 E를 흰색 고체로 3.37 g(수율 87%)을 얻었다.
중간체 F (4,4'-비스[N- 페닐아미노 ]비페닐) (4,4'-bis[N- phenylamino ] biphenyl)의 합성
4,4'-디브로모디페닐 3.12g(10mmol), 아닐린 2.3mL(25mmol), t-BuONa 2.9g(30mmol), Pd2(dba)3 183 mg(0.2 mmol), P(t-Bu)3 40 mg(0.2 mmol)을 톨루엔 50 mL에 녹인 후 90 ℃에서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물을 상온으로 식힌 후 증류 수와 디에틸에테르를 가하고 녹지 않은 고형물을 여과한 후 아세톤과 디에틸에테르로 씻어주고 진공 건조하여 중간체 F를 미색 고체로 3.0g(수율 90%)을 얻었다.
화합물 11 4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바졸 )-N- 페닐아미노 ]비페닐) (4,4'-bis[N-(3-(9-(4- fluorophenyl )-9H) carbazolyl )-N- phenylamino ] biphenyl )의 합성
중간체 E (9-(4-플루오로페닐)-3-아이오도-9H-카바졸) 9.28g(24.0mmol), 중간체 F 3.36g(10.0mmol), t-BuONa 2.88g(30.0mmol), Pd2(dba)3 180mg (0.20mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.20mmol)을 톨루엔 70mL에 녹인 후 90 ℃에서 3시간 교반하였다. 상기 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식히고 증류수를 가한 후 디에틸에테르 30mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 11을 노란색 고체로 5.98g(수율 70%)을 얻었다.
1H NMR (Acetone-D6, 400 MHz) δ (ppm) 7.95 (s, 4H), 7.57 (s, 4H), 7.37-6.92 (m, 32H); 13C NMR (Acetone-D6, 100MHz) δ (ppm) 161.0, 158.6, 146.6, 145.6, 139.7, 138.8 (d), 136.3, 131.8, 128.1 (d), 126.5, 125.8, 122.5, 121.8, 121.5, 120.0, 119.4, 117.3, 114.4, 109.6, 108.0.
상기 과정에 따라 얻은 화합물 11을 CHCl3 에 0.2 mM 농도로 묽혀서 UV Spectrum 을 얻고 최대흡수파장 351 nm를 관찰하였다.
또한, 화합물 11에 대한 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 를 이용한 열분석 (N2 분위기, 온도구간 : 상온~ 600℃ (10℃/min)-TGA ,상온에서 400 ℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA) , 일회용 Al pan(DSC)) 을 통해서 Td 438℃, Tg 154℃를 얻었다.
UV 흡수 스펙트럼 및 이온화 퍼텐셜 측정기인 AC-2 를 통해서 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 5.10 eV 와 LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 2.07 eV 를 얻었다.
합성예 3: 화합물 12 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N-(4-메틸- 페닐 )아미노]비페닐) (4,4'- bis [N-(3-(9-(4- fluorophenyl )-9H) carbazolyl )-N-(4-methyl-phenyl)amino]biphenyl)의 제조
하기 화학 반응식 4의 반응 경로를 거쳐 화합물 12을 합성하였다.
<반응식 4>
Figure 112007036185385-pat00028
중간체 G (4,4'-비스[N-(4- 메틸 - 페닐 )아미노]비페닐) (4,4'-bis[N-(4- methyl -phenyl)amino]biphenyl)의 합성
4,4'-디브로모디페닐 3.12g(10mmol), 톨루이딘 2.68g (25mmol), t-BuONa 2.9g(30mmol), Pd2(dba)3 183mg (0.2mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.2mmol)을 톨루엔 50mL에 녹인 후 90℃에서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물을 상온으로 식힌 후 증류수와 디에틸에테르를 가하고 녹지 않은 고형물을 여과한 후 아세톤과 디에틸에테르로 씻어주고 진공 건조하여 중간체 G를 회색 고체로 2.99g(수율 82%)을 얻었다.
화합물 12 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N-(4- 메틸 - 페닐 )아미노]비페닐)의 합성
중간체 E (9-(4-플루오로페닐)-3-아이오도-9H-카바졸) 9.28g(24.0mmol), 중 간체 G 3.66g(10.0mmol), t-BuONa 2.88g(30.0mmol), Pd2(dba)3 180 mg(0.20mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.20mmol)을 톨루엔 70mL에 녹인 후 90 ℃에서 3시간 교반하였다. 상기 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식히고 증류수를 가한 후 디에틸에테르 30mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 12를 노란색 고체로 5.65g (수율 64%)을 얻었다.
1H NMR (Benzene-D6, 400MHz) δ (ppm) 8.14 (d, 2H), 7.64 (d, 2H), 7.46 (d, 4H), 7.31-6.95 (m, 30 H), 2.12 (s, 6H); 13C NMR (CDCl3, 100MHz) δ (ppm) 162.2, 159.8, 149.0, 147.4, 142.3 (d), 139.0, 138.8, 135.0, 132.5, 130.7 (d), 128.0, 127.9, 127.1, 126.5, 125.8, 125.0, 124.4, 123.6, 121.8, 121.0, 119.2, 111.7, 110.7, 21.5
상기 과정에 따라 얻은 화합물 12를 CHCl3에 0.2mM 농도로 묽혀서 UV Spectrum을 얻고 최대흡수파장 351 nm를 관찰하였다.
또한, 화합물 12에 대한 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 를 이용한 열분석 (N2 분위기, 온도구간 : 상온 ~ 600℃ (10℃/min)-TGA ,상온에서 400 ℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA) , 일회용 Al pan(DSC))을 통해서 Td 408℃, Tg 157℃를 얻었 다.
UV 흡수 스펙트럼 및 이온화 퍼텐셜 측정기인 AC-2 를 통해서 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 5.10eV 와 LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 2.08eV 를 얻었다.
합성예 4: 화합물 15 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N-(4-플 루오 로- 페닐 )아미노]비페닐) (4,4'- bis [N-(3-(9-(4- fluorophenyl )-9H)carbazolyl)-N-(4-fluoro-phenyl)amino]biphenyl)의 제조
하기 화학 반응식 5의 반응 경로를 거쳐 화합물 15을 합성하였다.
<반응식 5>
Figure 112007036185385-pat00029
화합물 15 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N-(4- 플루오로 - 페닐 )아미노]비페닐)의 합성
중간체 E (9-(4-플루오로페닐)-3-아이오도-9H-카바졸) 9.28g(24.0mmol), 중간체 C 3.72g(10.0mmol), t-BuONa 2.88g(30.0mmol), Pd2(dba)3 180mg (0.20mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.20mmol)을 톨루엔 70mL에 녹인 후 90℃에서 3시간 교반하였다.
상기 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식히고 증류수를 가한 후 디에틸에테르 30mL로 세 번 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 15를 연노랑 고체로 5.97g (수율 67%)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 7.99 (d, 2H), 7.90 (s, 1H), 7.54-7.51 (m, 4H), 7.42-7.37 (m, 6H), 7.31-7.21 (m, 12H), 7.12-7.07 (m, 6H), 6.98-6.94 (t, 4H); 13C NMR (CDCl3, 100MHz) δ (ppm) 162.8, 160.4, 159.6, 157.2, 147.5, 144.4, 141.5, 140.6, 138.1, 133.5, 128.9 (d), 127.1, 126.3, 125.2, 124.3, 122.9, 121.9, 120.5, 120.0, 118.0, 116.9 (d), 115.9 (d), 110.5, 109.6.
상기 과정에 따라 얻은 화합물 15를 CHCl3에 0.2mM 농도로 묽혀서 UV Spectrum을 얻고 최대흡수파장 351nm를 관찰하였다.
또한, 화합물 15에 대한 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 이용한 열분석(N2 분위기, 온도구간 : 상온 ~ 600℃(10℃/min)-TGA ,상온에서 400℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA) ,일회용 Al pan(DSC))을 통해서 Td 442℃, Tg 151℃, Tm 306℃, Tc 218℃를 얻었다.
UV 흡수 스펙트럼 및 이온화 퍼텐셜 측정기인 AC-2 를 통해서 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 5.05eV와 LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 2.25eV를 얻었다.
합성예 5: 화합물 49 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N-페닐아미노] 옥타플루오로비페닐 ) (4,4'-bis[N-(3-(9-(4- fluorophenyl )-9H)carbazolyl)-N-phenylamino]octafluorobiphenyl)의 제조
하기 화학 반응식 6의 반응 경로를 거쳐 화합물 49를 합성하였다.
<반응식 6>
Figure 112007036185385-pat00030
중간체 H (4,4'-비스[N- 페닐아미노 ] 옥타플루오로비페닐 ) (4,4'-bis[N-phenylamino]octafluorobiphenyl)의 합성
4,4'-디아미노옥타플루오로비페닐 (4,4'-Diaminooctafluorobiphenyl) 3.28g(10.0mmole), 요오도벤젠 4.90g(24mmole), t-BuONa 2.88g (30mmol), Pd2(dba)3 183mg (0.20mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.20mmol)을 톨루엔 80mL에 녹인 후 90℃에서 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 상온으로 식힌 후 증류수와 디에틸에테르를 가하고 녹지 않은 고형물을 여과한 후 아세톤과 디에틸에테르로 씻어주고 진공 건조하여 중간체 H를 회색 고체로 5.10 g (수율 61%)을 얻었다.
화합물 49 (4,4'-비스[N-(3-(9-(4- 플루오로페닐 )-9H) 카바조일 )-N- 페닐아미노 ] 옥타플루오로비페닐 )의 합성
중간체 E (9-(4-플루오로페닐)-3-아이오도-9H-카바졸) 9.28g(24.0mmol), 중간체 H (4,4'-비스[N-페닐아미노]옥타플루오로비페닐) 3.36g(10.0mmol), t-BuONa 2.88g(30.0mmol), Pd2(dba)3 180mg (0.20mmol), P(t-Bu)3 40mg(0.20mmol)을 톨루엔 70mL에 녹인 후 90℃에서 5시간 교반하였다. 상기 반응이 완결된 후, 반응 혼합물을 상온으로 식히고 증류수를 가한 후 디에틸에테르 30mL로 세 번 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 MgSO4로 건조, 여과한 후 감압 건조하여 생성물을 얻고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 49를 연노랑 고체로 5.09g(수율 51%)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) δ (ppm) 7.92 (d, 2H), 7.58 (d, 2H), 7.45 (d, 4H), 7.29-7.13 (m, 24H); 13C NMR (CDCl3, 100MHz) δ (ppm) 161.6 (d), 158.4 (d), 146.4 (d), 144.4 (d), 140.4, 139.5, 137.0, 132.4 (d), 128.8 (d), 126.0, 125.2, 124.1, 123.2, 121.8, 120.8, 119.4, 118.9, 116.9, 115.6, 115.0, 114.9, 114.8, 109.4, 108.8
상기 과정에 따라 얻은 화합물 49를 CHCl3에 0.2mM 농도로 묽혀서 UV Spectrum을 얻고 최대흡수파장 341nm를 관찰하였다.
또한, 화합물 49에 대한 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 이용한 열분석(N2 분위기, 온도구간 : 상온 ~ 600℃ (10℃/min)-TGA, 상온에서 400 ℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA), 일회용 Al pan(DSC))을 통해서 Td 489℃, Tg 171℃를 얻었다.
UV 흡수 스펙트럼 및 이온화 퍼텐셜 측정기인 AC-2 를 통해서 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 5.23eV 와 LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 에너지준위 2.17eV 를 얻었다.
실시예 1
애노드는 코닝(corning) 15Ω/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공증착장치에 이 유리기판을 설치하였다.
상기 기판 상부에 우선 제1 정공 주입층으로서 공지의 화합물인 IDE406(이데미츠사)을 진공 증착하여 300Å 두께로 형성한 후 제2 정공 주입층으로서 본 발명 의 화합물 3을 300Å 두께로 형성하였다. 이어서 정공수송성 화합물로서 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(이하, NPB)을 300Å의 두께로 진공 증착하여 정공수송층을 형성하였다.
상기 정공수송층 상부에 공지의 청색 형광 호스트인 IDE215(이데미츠사)와 공지의 청색 형광 도펀트인 IDE118(이데미츠사)을 중량비 98 : 2로 동시 증착하여 200Å의 두께로 발광층을 형성하였다.
이어서 상기 발광층 상부에 전자수송층으로 Alq3를 300Å의 두께로 증착한 후, 이 전자수송층 상부에 할로겐화 알칼리금속인 LiF를 전자주입층으로 10Å의 두께로 증착하고, Al를 3000Å(음극 전극)의 두께로 진공 증착하여 LiF/Al 전극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조 하였다.
이 소자는 전류밀도 100mA/cm2에서 구동전압 7.32V, 발광 휘도 7,041cd/m2의 고휘도를 나타냈으며, 색좌표는 (0.143, 0.243)이고 발광 효율은 7.04cd/A이었다.
실시예 2
제1 정공 주입층 형성시 IDE 406 대신 화합물 3을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 유기 발광 소자를 제작했다.
이 소자는 전류밀도 100mA/cm2에서 구동전압 7.18V, 발광 휘도 7,110cd/m2의 고휘도를 나타냈으며, 색좌표는 (0.143, 0.244)이고 발광 효율은 7.11cd/A이었다.
실시예 3
제2 정공 주입층 형성시 상기 화합물 3 대신 화합물 15를 이용한 것을 제외 하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 유가 발광 소자를 제작했다.
이 소자는 전류밀도 100mA/cm2에서 구동전압 7.4V, 발광 휘도 6,528cd/m2를 나타냈으며, 색좌표는 (0.143, 0.243)이고 발광 효율은 6.53cd/A이었다.
실시예 4
제1 정공 주입층 형성시 IDE 406 대신 화합물 15를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 하여 유가 발광 소자를 제작했다.
이 소자는 전류밀도 100mA/cm2에서 구동전압 7.08V, 발광 휘도 6,915cd/m2를 나타냈으며, 색좌표는 (0.143, 0.242)이고 발광 효율은 6.92cd/A이었다.
비교예 1
제2 정공 주입층 형성시 상기 화합물 3 대신 IDE406(이데미츠사)을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 유가 발광 소자를 제작했다.
이 소자는 전류밀도 100mA/cm2에서 구동전압 7.75V, 발광 휘도 6,219cd/m2를 나타냈고, 색좌표는 (0.143, 0.243)으로 동일했으며 발광 효율은 6.22cd/A이었다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 유기 발광 소자는 상기 유기 발광 소자의 유기층에서 생성된 광이 제1 전극을 통하여 취출되는 경우로서, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 각각의 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층에 사용된 화합물, 구동 전압, 발광 휘도, 색좌표 및 발광 효율을 하기 표 1에 나타내었다.
제1 정공 주입층(두께:300Å) 제2 정공 주입층(두께:300Å) 구동 전압(100mA/cm2에서 V) 발광 휘도(cd/m2) 색 좌표 발광 효율(cd/A)
실시예 1 IDE 406 화합물 3 7.32 7041 (0.143,0.243) 7.04
실시예 2 화합물 3 화합물 3 7.18 7110 (0.143,0.244) 7.11
실시예 3 IDE 406 화합물 15 7.4 6528 (0.143,0.243) 6.53
실시예 4 화합물 15 화합물 15 7.08 6915 (0.143,0.242) 6.92
비교예 1 IDE 406 IDE 406 7.75 6219 (0.143,0.243) 6.22
발광 효율, 구동 전압, 휘도 등을 비교하면, 실시예 1 내지 4가 비교예 1보다 우수한 정공수송능력을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 100mA/cm2에서의 수명 비교 결과를 도 3에 나타내었다. 화합물 3 또는 화합물 15를 제1 정공 주입층 형성재료 및 제2 정공 주입층 형성 재료로 사용한 경우(즉, 실시예 2, 4의 경우) 비교예 1보다 수명이 각각 33%와 24% 향상되었으며, 특히 상기 화합물을 제2 정공 주입층 형성 재료로 사용한 경우(즉, 실시예 1, 3의 경우) 50% 이상의 현저한 수명 증가 효과를 나타내었다.
실시예 5
반사형 화소 전극으로서 1300Å 두께의 알루미늄 및 ITO 기판을 50mm x 50mm x0.7mm 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수 물 속에서 각 5 분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV, 오존 세정하여 사용하였다.
상기 화소 전극 상부에 제1 정공 주입층으로서 공지의 화합물인 IDE406(이데미츠사)을 진공 증착하여 600Å 두께로 형성한 후 제2 정공 주입층으로서 본 발명의 화합물 3을 600Å 두께로 형성한 다음, 정공주입층 상부에 정공 수송 물질인 NPB를 증착시켜 300Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 공지의 청색 형광 호스트인 IDE215(이데미츠사)와 공지의 청색 형광 도펀트인 IDE118(이데미츠사)을 중량비 98 : 2로 동시 증착하여 300Å의 두께로 청색발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 Balq를 증착하여 50Å 두께의 정공 억제층을 형성하였다. 상기 정공 억제층 상부에 Alq3을 250Å 두께로 형성하여 전자 수송층을 형성하고, 이 전자 수송층 상부에 할로겐화 알칼리금속인 LiF를 전자주입층으로 3Å의 두께로 증착하고, 투명 대향 전극으로서 MgAg 180Å을 형성하여, 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
이 소자는 구동전압 5.05V에서, 전류밀도 11.71mA/cm2, 발광 휘도 420cd/m2를 나타냈으며, 색좌표는 (0.124, 0.077)이고 발광 효율은 3.1cd/A이었다.
비교예 2
제2 정공 주입층 형성시 상기 화합물 3 대신 IDE406(이데미츠사)을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일하게 하여 유가 발광 소자를 제작했다.
이 소자는 구동전압 5.15V에서, 전류밀도 13.88mA/cm2, 발광 휘도 348cd/m2를 나타냈으며, 색좌표는 (0.132, 0.091)이고 발광 효율은 2.5cd/A이었다.
상기 실시예 5 및 비교예 2의 유기 발광 소자는 상기 유기 발광 소자의 유기층에서 생성된 광이 제2 전극을 통하여 취출되는 경우로서, 실시예 5 및 비교예 2 각각의 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층에 사용된 화합물, 구동 전압, 발광 휘도, 색좌표 및 발광 효율을 하기 표 2에 나타내었다.
제1 정공 주입층(두께:600Å) 제2 정공 주입층(두께:600Å) 전류밀도 mA/cm2(구동전압 약 5V에서) 발광 휘도(cd/m2) 색 좌표 발광 효율(cd/A)
실시예 5 IDE 406 화합물 3 11.71 420 (0.124, 0.077) 3.1
비교예 2 IDE 406 IDE 406 13.88 348 (0.132, 0.091) 2.5
발광 효율, 전류 밀도, 수명 등을 비교하면, 실시예 5가 비교예 2보다 우수한 정공수송능력을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 5 및 비교예 2의 50mA/cm2에서의 수명 비교 결과를 도 4에 나타내었다. 본 발명의 화합물 3을 제2 정공 주입층의 주입재료로 사용한 실시예 5의 경우 비교예 2보다 수명이 약 30% 정도 향상되었다.
일반적으로 정공수송재료가 발광층으로부터의 전자의 공격에 노출되는 경우, 시간이 경과함에 따라 정공수송 능력을 상실하게 되고, 결과적으로 장치의 특성이 저하되어 장치의 수명이 단축되는 문제점이 있는데, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 전자를 트랩할 수 있는 불소기를 가지고 있음으로 해서 전자의 공격에 의한 정공수송층의 정공수송능력 저하를 현저히 감소시킨다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 정공주입층은 전자의 공격으로부터 보호되어 안정화됨으로써 유기 발광 소자의 수명이 현저히 증가하게 된다.

Claims (18)

  1. 기판; 제1전극; 제2전극; 및 제1전극과 제2전극 사이에 구비되며, 발광층, 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 제1전극이 상기 기판 측에 구비되어 있으며, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나 이상이 하기 화학식1 로 표시되는 화합물을 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    <화학식1>
    Figure 112007036185385-pat00031
    상기 화학식 1 중,
    X는, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기 (arylen), 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴렌기 (heteroarylen) 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬렌기 (alkylene)이고;
    R1, R2 , R3 , R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알콕시기, 치 환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로서, 수소, C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기 또는 C6-C30아릴기이고, 상기 R1, R2 , R3, R4, R5 및 R6 중 인접한 2 이상은 서로 결합 또는 융합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성할 수 있고;
    n1, n2 n3, n4 및 n5는 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이며, 이 때, n1, n2, n3, n4 및 n5가 모두 0인 경우는 제외한다.
  2. 제1항에 있어서,
    X는 하기 화학식 2로 표시되는 구조들 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    <화학식 2>
    Figure 112007036185385-pat00032
    여기서, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로서, 수소, C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기 또는 C6-C30아릴기이고, 상기 R7, R8 및 R9 중 인접한 2 이상은 서로 결합 또는 융합하여 포화 또는 불포화 탄소 고리를 형성할 수 있다.
  3. 제1항에 있어서,
    R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 독립적으로, 수소 원자, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C12 헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹( 여기서 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로서, 수소, C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기 또는 C6-C30아릴기이다)인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 독립적으로 하기 화학식 3으로 표시되는 구조들 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
    <화학식 3>
    Figure 112007036185385-pat00033
  5. 제1항에 있어서,
    n2 및 n3가 1 또는 2인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    n4 및 n5가 1, 2 또는 3인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화합물 3, 11, 12, 15 및 49 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    Figure 112007036185385-pat00034
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 제2 정공 주입층 중 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층이 기판으로부터 순차적으로 적층될 경우, 상기 제2 정공 주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자의 작동시, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 공진 현상이 일어나는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유기층에서 생성된 광이 상기 제2전극을 통하여 외부로 취출될 경우, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 50Å 내지 2000Å 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 100Å 내지 1000Å인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 층의 두께가 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 두께 합의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유기층에서 생성된 광이 상기 제1전극을 통하여 외부로 취출될 경우, 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 50Å 내지 800Å인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층의 두께의 합이 100Å 내지 400Å인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 중 하나가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 층의 두께가 상기 제1 정공 주입층 및 상기 제2 정공 주입층 두께 합의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 유기 발광 소자 및 박막 트랜지스터를 구비하고, 상기 유기 발광 소자의 제1전극이 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
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