KR100935356B1 - 녹색 발광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고 있는유기 전기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 발광층에 채용하는 유기 전기 발광 소자에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C15)시클로알킬, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴, 트리(C6-C20)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C15)바이시클로알킬 또는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 R1 및 R2의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬 및 헤테로아릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알케닐, (C1-C20)알키닐, 할로겐, 페닐, 플루오레닐, 나프틸 또는 안트릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
본 발명에 따른 발광 화합물은 녹색의 발광화합물로서 발광 효율 및 소자 수명이 극대화된 장점이 있다.
유기 발광화합물, 녹색 발광화합물, 유기 전기 발광 소자
Description
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 발광층에 채용하는 유기 전기 발광 소자에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C15)시클로알킬, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴, 트리(C6-C20)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C15)바이시클로알킬 또 는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 R1 및 R2의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬 및 헤테로아릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알케닐, (C1-C20)알키닐, 할로겐, 페닐, 플루오레닐, 나프틸 또는 안트릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;
Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노이며, 상기 Ar1 내지 Ar4의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있다.]
고효율, 장수명 유기 EL 소자의 개발에 있어서 가장 중요한 요소는 고성능의 발광 재료의 개발이라고 하겠다. 현재 발광 재료 개발 측면에서 볼 때, 녹색 발광 재료는 적색, 청색 발광 재료에 비해, 월등한 발광 특성을 나타내고 있다. 그러나, 종래의 녹색 발광 재료로는, 패널의 대형화 및 저소비전력을 달성하는 데에는 아직도 많은 문제점을 안고 있다. 실제, 효율 및 수명 측면에서 녹색의 경우, 현재까지 다양한 종류의 재료들이 보고되고 있는데, 이들은 적색이나, 청색 발광 재료에 비하여 2 내지 5 배 이상의 특성을 나타내기는 하지만, 적색이나 청색 발광 재료의 특성 개선에 따른 녹색 발광 재료의 부담이 증대되고 있는 한편, 수명의 개선이 여전히 크게 이루어지지 않고 있어 보다 장수명 녹색 발광 재료에 대한 요구는 심각한 상황에 이르고 있다.
녹색 형광 재료로는 쿠마린 유도체(화합물 D), 퀴나크리돈 유도체(화합물 E), DPT(화합물식 F) 등이 알려져 있다. 화합물 D는 쿠마린 유도체 중 현재 가장 널리 쓰이는 C545T의 구조이다. 대체로 이들 재료는 Alq를 호스트로서 수 내지 수십 % 정도의 농도로 도핑을 하여 발광 소자를 구성한다.
한국등록특허 제0736619호에서는 안트라센의 9번과 10번 위치에 메틸, t-부틸 등이 치환되면서 2번과 6번 위치에 디아릴아미노 기가 직접 치환된 대칭 화합물에 대해서만 개시하고 있을 뿐 2번과 7번 위치에 디아릴아미노 기가 직접 치환된 비대칭 화합물에 대해서는 개시하고 있지 아니할 뿐만 아니라, 한국등록특허 제0736619호에서 안트라센 고리의 2번과 6번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접치환되면서 9번과 10번 위치에 메틸 또는 t-부틸이 치환된 대칭 화합물인 화합물 G-36, G-42, G-64의 경우 발광효율이 저하되는 것이 관찰되었으나, 이를 해결하기 위하여 안트라센의 9번과 10번 위치에 메틸 또는 t-부틸 등의 알킬이 치환되면서 2번과 7번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환되어 있는 비대칭 화합물에 대해서는 전혀 인식하고 있지 아니하였다.
한편, 미국특허 제2005/0260442호에서는 안트라센에 2개의 디아릴아미노기가 직접 치환되어 있으면서 9번과 10번 위치에 아릴, 헤테로아릴, 알킬기가 치환되어 잇는 화합물에 대해서 기재하고 있지만, 안트라센의 9번과 10번 위치에 알킬이 아닌 페닐, 나프틸 등의 아릴이 치환된 화합물에 대해서만 기재하고 있고, 또한 안트라센의 2번과 7번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환되어 있는 비대칭 화합물에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않아 상기 미국특허 제2005/0260442호는 안트라센의 2번과 7번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환되면서 9번과 10번 위치에 알킬기가 치환된 비대칭 화합물에 대해서는 구체적으로 실시하지 않았다는 것을 의 미한다.
본 발명에서는 안트라센의 2번과 7번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환되면서 9번과 10번 위치에 메틸, t-부틸, 페닐에테닐, 페닐에티닐, 시클로헥실, 트리메틸실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 벤조티아졸릴 등의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 알킬실릴, 아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 헤테로아릴 등을 도입시킨 비대칭 구조의 화합물이 발광 특성을 월등히 개선시킨다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 발명자들은 놀랍게도 단지 안트라센의 9번과 10번 위치에 메틸, t-부틸, 페닐에테닐, 페닐에티닐, 시클로헥실, 트리메틸실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 벤조티아졸릴 등의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 알킬실릴, 아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 헤테로아릴 등을 도입하는 경우에 상기의 안트라센 고리의 2번과 7번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환되어 있음에도 불구하고 종래의 정공 수송물질의 문제점 즉, 발광효율의 저하, 소자의 구동수명의 단축, 이온화 포텐셜의 상승 등의 문제점을 극복할 수 있음을 발견하고 이를 발광 재료로 적용할 수 있는 구조를 도입함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀으며, 이는 결국 한국등록특허 제0736619호 및 미국특허 제2005/0260442호 등 종래의 발명 어디에서도 인식하지 못하던 것이다. 또한 본 발명은 본 발명에 따른 유기 발광 화합물 하나 이상과 함께 안트라센 유도체 및 벤즈[a]안트라센 유도체로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 발광 호스트로 발광영역에 함께 사용하는 경우, 색순도의 개선을 통한 색재현율의 증가 및 발광효율의 현저한 증가와 동시에 소자 수명이 증가됨을 발견하였다.
본 발명의 목적은 안트라센의 9번과 10번 위치에 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 알킬실릴, 아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 헤테로아릴 등이 치환되고 안트라센 고리의 2번과 7번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환된 신규한 유기 발광 화합물을 제공하는 것이며, 본 발명의 또 다른 목적은 상기의 유기 발광 화합물 하나 이상과 함께 안트라센 유도체 및 벤즈[a]안트라센 유도체로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 발광 호스트로 사용하는 발광영역을 가진 유기 전기 발광 소자를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 색순도가 뛰어나고 발광효율이 좋으며 소자의 수명이 매우 양호한 유기 발광 화합물을 제공하는 것이며, 상기의 신규한 유기 발광화합물을 함유한 유기 전기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 발광층에 채용하는 유기 전기 발광 소자에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C15)시클로알킬, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴, 트리(C6-C20)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C15)바이시클로알킬 또 는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 R1 및 R2의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬 및 헤테로아릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알케닐, (C1-C20)알키닐, 할로겐, 페닐, 플루오레닐, 나프틸 또는 안트릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;
Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노이며, 상기 Ar1 내지 Ar4의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있다.]
본 발명에 따른 화학식 1의 유기 발광 화합물은 종래의 발명에서 예측하지 못한 녹색 발광 소자의 발광 효율 및 소자 수명을 극대화 시킨 새로운 개념의 구조를 갖는 화합물인 것에 특징이 있다. 본 발명에 따른 화학식 1의 유기 발광 화합물 은 효율적인 호스트-도판트 간의 에너지 전달 메커니즘을 보이는 구조를 선택한 것으로서, 전자 밀도 분포의 개선 효과를 바탕으로 확실한 고효율의 발광 특성을 발현할 수 있는 구조이다. 본 발명에 따른 신규한 화합물의 구조는 단순히 녹색 발광 뿐만 아니라, 청색에서 적색에 이르는 영역에서 고효율의 발광 특성을 튜닝할 수 있는 골격을 제공할 수 있으며, 또한 Alq와 같은 전자전도성이 큰 호스트 재료를 사용하는 개념에서부터 탈피하여, 정공전도성과 전자전도성이 적절히 균형을 갖는 호스트를 적용함으로써, 기존의 재료가 갖고 있던 초기 효율 저하 특성 및 저수명 특성 등을 극복, 각 컬러에서 고효율 및 장수명을 갖는 고성능의 발광 특성을 확보할 수 있다.
상기 나프틸은 1-나프틸 및 2-나프틸을 포함하며, 안트릴은 1-안트릴, 2-안트릴 및 9-안트릴을 포함하며, 플루오레닐은 1-플루오레닐, 2-플루오레닐, 3-플루오레닐, 4-플루오레닐 및 9-플루오레닐을 모두 포함한다.
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 발광 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
[상기 화학식 2에서,
R1 및 R2는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고;
Ar5 내지 Ar8은 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌이며, 상기 Ar5 내지 Ar8의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C20)아릴, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환될 수 있고;
Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 Ar9 내지 Ar12의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며;
단, Ar5가 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 m은 0이고, Ar5가 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 m은 1 내지 4의 정수이고,
Ar11이 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 x는 0이고, Ar11이 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 x는 1 내지 4의 정수이고,
Ar6가 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 n은 0이고, Ar6가 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 n은 1 내지 4의 정수이고,
Ar12가 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 y은 0이고, Ar12가 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 y은 1 내지 4의 정수이다.]
상기 화학식 1 및 화학식 2에서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 벤질, 에테닐, 페닐에테닐, 에티닐, 페닐에티닐, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 바이시클로[2.2.1]헵틸, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 바이시클로[3.2.1]옥틸, 바이시클로[5.2.0]노닐, 바이시클로[4.2.2]데실, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 피리딜, 피 롤릴, 퓨란일, 티오펜일, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 테트라졸릴, 피라지닐, 피리미딜, 퀴놀릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조티아졸릴 또는 벤조옥사졸릴로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 화학식 2에서 Ar5 내지 Ar8은 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜, 퀴놀릴, 퓨란일, 티오펜일, 티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 벤조퓨란일, 벤조티아졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 모폴리노, 티오모폴리노, 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1.4-페닐렌, 1,3,4-페닐렌, 1,3,5-페닐렌 또는 하기 구조에서 선택되며,
상기 Ar5 내지 Ar8의 페닐, 바이페닐, 나프틸, 플루오레닐 또는 벤조이미다 졸릴은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환되며; R11 내지 R16은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬 또는 (C6-C20)아릴이고; A는 CR21R22, NR23, O 또는 S이고; R21 내지 R23은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬 또는 (C6-C20)아릴인 것을 특징으로 한다.
또한, Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴이며; 상기 Ar9 내지 Ar12의 페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환될 수 있 다.
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데 실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 벤질, 에테닐, 페닐에테닐, 에티닐, 페닐에티닐, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 바이시클로[2.2.1]헵틸, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 바이시클로[3.2.1]옥틸, 바이시클로[5.2.0]노닐, 바이시클로[4.2.2]데실, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 피리딜, 피롤릴, 퓨란일, 티오펜일, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 테트라졸릴, 피라지닐, 피리미딜, 퀴놀릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조티아졸릴 또는 벤조옥사졸릴이고;
R101, R102, R103 및 R104는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나트필, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴이고;
R201, R202, R203 및 R204는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;
R205 및 R206은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;
R207 및 R208은 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 플루오르 또는 시아노이고;
R209 및 R210은 서로 독립적으로 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;
Ar9, Ar10, Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴이며, 상기 Ar9 내지 Ar12의 페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트 리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환될 수 있으며;
a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
m, n, x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.]
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이, 제조될 수 있다.
[반응식 1]
[상기 반응식 1에서, R1, R2, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.]
또한 본 발명은 유기 전기 발광 소자를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 제1전극;제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 전기 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학 식 1의 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 전기 발광 소자는 상기 유기물층이 발광영역을 포함하며, 상기 발광영역은 상기 화학식 1의 하나 이상의 유기 발광 화합물을 발광 도판트로 하여 하나 이상의 호스트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 유기 전기 발광 소자에 적용되는 호스트는 특별히 제한되지 않으나, 하기 화학식 3 내지 화학식 5로 표시되는 안트라센 유도체 또는 벤즈[a]안트라센 유도체로 예시될 수 있다.
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[상기 화학식 3 내지 화학식 5에서,
R301 및 R302는 서로 독립적으로 (C6-C20)방향족 고리 또는 접합 다환 방향족 고리이고; R303는 수소, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, 할로겐, (C5-C7)시클로알킬, 또는 (C6-C20)방향족 고리 또는 접합 다환 방향족 고리이며; 상기 R301 내지 R303의 각 방향족 고리는 (C1-C20)알킬기, (C1-C20)알콕시, 할로겐, (C5-C7)시클로알킬이 더 치환될 수 있으며;
B 및 D는 서로 독립적으로 화합결합이거나 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 C6-C30아릴렌이며;
Ar10 및 Ar30는 하기 구조에서 선택되는 아릴이며, 상기 Ar10 및 Ar30의 아릴은 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴로부터 선택된 치환기가 하나이상 치환될 수 있고;
Ar20는 페닐렌, 나프틸렌, 안트릴렌, 플루오레닐렌, 페난트릴렌, 테트라세닐렌, 나프타세닐렌, 크라이세닐렌, 펜타세닐렌, 피레닐렌, 또는 하기 구조의 화합물이며, 상기 Ar20의 아릴렌은 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환될 수 있으며;
R311, R312, R313 및 R314는 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬 또는 (C6-C20)아릴이고;
R321, R322, R323 및 R324는 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴 또는 할로겐이다.]
상기 발광영역의 의미는 발광이 이루어지는 층으로서 단일 층일 수 있으며, 또한 2개 이상의 층이 적층된 복수의 층일 수 있다. 본 발명의 구성에서의 호스트-도판트를 혼합하여 사용하는 경우, 단순히 화학식 1의 유기 발광 화합물만을 사용하는 경우와는 달리 본 발명의 발광 호스트에 의한 발광 효율의 현저한 개선을 확인할 수 있었다. 이는 2 내지 5%의 도핑 농도로 구성할 수 있는데, 기존의 다른 호스트 재료에 비하여 정공, 전자에 대한 전도성이 매우 뛰어나며, 물질 안정성을 매우 우수하여 발광효율 뿐만 아니라, 수명도 현저히 개선시키는 특성을 보여 주고 있다.
따라서, 상기 화학식 3 내지 화학식 5로부터 선택되는 화합물을 발광 호스트로 채택하는 경우, 본 발명의 화학식 1의 유기 발광 화합물의 전기적 단점을 상당히 보완해 주는 역할을 하고 있다고 설명할 수 있다.
상기 화학식 3 내지 화학식 5의 호스트 화합물은 하기 구조의 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기 발광화합물은 발광효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 양호한 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 대표 화합물을 들어 본 발명에 따른 유기 발광 화합물, 이의 제조방법 및 소자의 발광특성을 설명하나, 이는 단지 그 실시 양태를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것 은 아니다.
[제조예]
[제조예 1]화합물 1023의 제조
화합물 A의 제조
브로모시클로헥산 44.1 g(270.7 mmol)을 건조된 테트라하이드로퓨란 용매 (tetrahydrofuran) 500 ml에 녹인 후에, -78℃에서 2.5M n-부틸리튬(n-butyllithium, 2.5M solution in n-Hexane) 130.0 mL(324.9 mmol)를 천천히 적가 하였다. 1시간동안 교반한 후에 2,7-디클로로안트라센-9,10-디온(2,7-dichloroanthracene-9,10-dione) 30.0 g(108.3 mmol)를 첨가하고 천천히 실온으로 올리면서 교반하였다. 17시간 뒤 물을 넣고 30분 동안 교반하고 에틸아세테이트 500 mL로 추출하고 물 500 mL로 세척한 후 얻은 유기층에 황산마그네슘을 넣어 수분을 제거한 후 감압 증류하고 건조하여 화합물 A 21.3 g(47.8 mmol)를 얻었다.
화합물 B의 제조
화합물 A 21.3 g(47.8 mmol), 요오드화칼륨 31.7 g(191.2 mmol), 소듐하이드로포스파이트(sodium hydrophosphite) 40.5 g(382.4 mmol), 아세트산 300 mL를 넣고 120℃에서 환류 교반하였다. 15시간 뒤 물 500 mL을 넣고 1시간동안 교반 후 감압 여과하여 얻은 침전물을 물 300 mL로 3회, 아세톤 300 mL로 1회 세척한 후 건조하여 화합물 B 12.5 g(30.4 mmol)를 얻었다.
화합물 1023의 제조
화합물 B 12.5 g(30.4 mmol), 디페닐아민 15.4 g(91.2 mmol), 팔라듐아세테이트 0.34 g(1.52 mmol), 트리(t-부틸)포스핀 0.6 g(3.0 mmol), 소듐 t-부톡시드(Sodium tert-butoxide) 9.3 g(97.3 mmol), 톨루엔 250 ml를 넣고 질소 대기 하에서 환류 교반 하였다. 8시간 후 실온으로 내린 뒤 에틸아세테이트 400 mL로 추출, 감압건조시켰다. 이를 컬럼크로마토그라피(디클로로메탄:n-헥산 = 5:1)로 분리하여 원하는 목적화합물 1023 9.2 g(44 %)를 얻었다.
상기 제조예 1의 방법을 이용하여 하기 표 1의 유기 발광 화합물 1 내지 화합물 5137을 제조하였으며, 표 2에 제조된 유기 발광 화합물들의 1H NMR 및 MS/FAB를 나타내었다.
[표 1]
[표 2]
[실시예 1] 본 발명에 따른 유기 발광 화합물을 이용한 OLED 소자 제작
본 발명의 발광 재료를 이용한 구조의 OLED 소자를 제작하였다.
우선, OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)(1)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막(15 Ω/□) (2)을, 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다.
다음으로, 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 하기 구조의 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine (2-TNATA)을 넣고, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 60 nm 두께의 정공주입층(3)을 증착하였다.
이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기구조 N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine (NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 NPB를 증발시켜 정공주입층 위에 20 nm 두께의 정공전달층(4)을 증착하였다.
정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트로서 하기 구조의 H-5를 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 본 발명에 따른 화합물 1031을 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트를 기준으로 2 내지 5 mol%로 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층(5)을 증착하였다.
이어서 전자전달층(6)으로써 하기 구조의 tris(8-hydroxyquinoline)-aluminum(III) (Alq)를 20 nm 두께로 증착한 다음, 전자주입층(7)으로 하기 구조의 화합물 lithium quinolate (Liq)를 1 내지 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극(8)을 150 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제작하였다.
재료 별로 각 화합물은 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 발광재료로 사용하였다.
[비교예 1] 종래의 발광 재료를 이용한 OLED 소자 제작
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 상기 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 발광 호스트 재료인 tris(8-hydroxyquinoline)-aluminum(III) (Alq)를 넣고, 또 다른 셀에는 하기 구조의 Coumarin 545T(C545T)를 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이 때의 도핑 농도는 Alq 기준으로 1 내지 3 mol%가 바람직하다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로 전자전달층과 전자주입층을 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 150 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제작하였다.
[비교예 2] 종래의 발광 재료를 이용한 OLED 소자 제작
실시예 1과 동일한 방법으로 정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 상기 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 발광 호스트 재료인 H-5를 넣고, 또 다른 셀에는 화합물 G를 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트를 기준으로 2 내지 5 mol%로 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하 였다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로 전자전달층과 전자주입층을 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 150 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제작하였다.
[실시예 2] 제조된 OLED 소자의 발광 특성
상기 실시예 1과 비교예 1-2에서 제조된 본 발명에 따른 유기 발광 화합물과 종래의 발광 화합물을 함유하는 OLED 소자의 발광 효율을 각각 5,000 cd/m2 및 20,000 cd/m2 에서 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 특히 녹색 발광 재료의 경우, 고휘도 영역에서의 발광 특성이 매우 중요하므로 이를 반영하기 위하여 20,000 cd/m2 정도 되는 고휘도 데이터를 첨부하였다.
[표 3]
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 화합물 H-5와 3.0 % 도핑을 한 화합물 1031의 경우, 가장 높은 발광 효율을 보였으며, 이는 종래의 Alq:C545T(비교예 1) 또는, 화합물 G (비교예 2) 대비 2배가 넘는 발광 효율을 보였다.
특히, 본 발명의 고성능 발광 재료들은 20,000 cd/m2의 고휘도에서도 효율의 저하가 1 cd/A 이내인 것은 본 발명의 발광 재료가 저휘도 뿐만 아니라, 고휘도에서도 좋은 특성을 유지할 수 있는 정도의 뛰어난 재료 특성을 의미한다. 이는 수동형 내지 능동형 유기 전기발광 소자에서 모두 유리한 특성을 가질 수 있다는 것을 보여 주고 있다.
이러한 특성은 종래의 발광 재료의 경우, 전자 전도성이 뛰어난 재료들의 특성과 반대되는 개념으로 본 발명 재료가 가질 수 있는 최고의 장점이라는 점을 보여주는 결과이다.
도 1 - OLED 소자의 단면도
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 - 글래스 2 - 투명전극
3 - 정공주입층 4 - 정공전달층
5 - 발광층 6 - 전자전달층
7 - 전자주입층 8 - Al 음극
Claims (15)
- 하기 화학식 1로 표시되는 유기 발광 화합물.[화학식 1]
[상기 화학식 1에서,R1 및 R2는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C15)시클로알킬, 트리(C1-C20)알킬실릴, 트리(C6-C20)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C15)바이시클로알킬 또는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 R1 및 R2의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬 및 헤테로아릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알케닐, (C1-C20)알키닐, 할로겐, 페닐, 플루오레닐, 나프틸 또는 안트릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노이며, 상기 Ar1 내지 Ar4의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있다.] - 제 1항에 있어서,하기 화학식 2로 표시되는 유기 발광 화합물.[화학식 2]
[상기 화학식 2에서,R1 및 R2는 상기 청구항 제1항의 화학식 1에서의 정의와 동일하고;Ar5 내지 Ar8은 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌이며, 상기 Ar5 내지 Ar8의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C20)아릴, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환될 수 있고;Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 Ar9 내지 Ar12의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며;단, Ar5가 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 m은 0이고, Ar5가 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 m은 1 내지 4의 정수이고,Ar11이 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 x는 0이고, Ar11이 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 x는 1 내지 4의 정수이고,Ar6가 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 n은 0이고, Ar6가 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 n은 1 내지 4의 정수이고,Ar12가 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노인 경우 y은 0이고, Ar12가 (C6-C20)아릴렌 또는 (C4-C20)헤테로아릴렌인 경우 y은 1 내지 4의 정수이다.] - 제 2항에 있어서,상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 벤질, 에테닐, 페닐에테닐, 에티닐, 페닐에티닐, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 바이시클로[2.2.1]헵틸, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 바이시클로[3.2.1]옥틸, 바이시클로[5.2.0]노닐, 바이시클로[4.2.2]데실, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 피리딜, 피롤릴, 퓨란일, 티오펜일, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 테트라졸릴, 피라지닐, 피리미딜, 퀴놀릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조티아졸릴 또는 벤조옥사졸릴인 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
- 제 2항에 있어서,Ar5 내지 Ar8은 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜, 퀴놀릴, 퓨란일, 티오펜일, 티아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 벤조퓨란일, 벤조티아졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 모폴리노, 티오모폴리노, 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1.4-페닐렌, 1,3,4-페닐렌, 1,3,5-페닐렌 또는 하기 구조에서 선택되며,
상기 Ar5 내지 Ar8의 페닐, 바이페닐, 나프틸, 플루오레닐 또는 벤조이미다졸릴은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환되며; R11 내지 R16은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬 또는 (C6-C20)아릴이고; A는 CR21R22, NR23, O 또는 S이고; R21 내지 R23은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬 또는 (C6-C20)아릴인 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물. - 제 2항에 있어서,Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴이며;상기 Ar9 내지 Ar12의 페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
- 제 2항에 있어서,하기 화합물로부터 선택되는 유기 발광 화합물.
[R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 벤질, 에테닐, 페닐에테닐, 에티닐, 페닐에티닐, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 바이시클로[2.2.1]헵틸, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 바이시클로[3.2.1]옥틸, 바이시클로[5.2.0]노닐, 바이시클로[4.2.2]데실, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 피리딜, 피롤릴, 퓨란일, 티오펜일, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 테트라졸릴, 피라지닐, 피리미딜, 퀴놀릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조티아졸릴 또는 벤조옥사졸릴이고;R101, R102, R103 및 R104는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴이고;R201, R202, R203 및 R204는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;R205 및 R206은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;R207 및 R208은 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 플루오르 또는 시아노이고;R209 및 R210은 서로 독립적으로 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.] - 제 2항에 있어서,하기 화합물로부터 선택되는 유기 발광 화합물.
[R1 및 R2는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 벤질, 에테닐, 페닐에테닐, 에티닐, 페닐에티닐, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 트리페닐실릴, 아다만틸, 바이시클로[2.2.1]헵틸, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 바이시클로[3.2.1]옥틸, 바이시클로[5.2.0]노닐, 바이시클로[4.2.2]데실, 바이시클로[2.2.2]옥틸, 4-펜틸바이시클로[2.2.2]옥틸, 피리딜, 피롤릴, 퓨란일, 티오펜일, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 테트라졸릴, 피라지닐, 피리미딜, 퀴놀릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조티아졸릴 또는 벤조옥사졸릴이고;Ar9, Ar10, Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴이며, 상기 Ar9 내지 Ar12의 페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 피렌일, 페릴렌일, 플루오란텐일, 피리딜 또는 퀴놀릴은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴로부터 선택되는 하나 이상이 더 치환될 수 있으며;R101 및 R103는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 트리플루오르메틸, 퍼플루오르에틸, 트리플루오르에틸, 퍼플루오르프로필, 퍼플루오르부틸, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 플루오르, 시아노, 페닐, 나프틸, 안트릴, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 트리(t-부틸)실릴, t-부틸디메틸실릴, 디메틸페닐실릴 또는 트리페닐실릴이고;R201, R202, R203 및 R204는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;R205 및 R206은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;R207 및 R208은 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 플루오르 또는 시아노이고;R209 및 R210은 서로 독립적으로 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 페닐 또는 나프틸이고;a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;m, n, x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.] - 제 6항에 있어서,하기 화합물로부터 선택되는 유기 발광 화합물.
- 제 6항에 있어서,하기 화합물로부터 선택되는 유기 발광 화합물.
- 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,상기 유기 발광 화합물은 발광층의 도판트 물질로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제1전극;제2전극; 및상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 전기 발광 소자에 있어서,상기 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.[화학식 1]
[상기 화학식 1에서,R1 및 R2는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C15)시클로알킬, 트리(C1-C20)알킬실릴, 트리(C6-C20)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C15)바이시클로알킬 또는 (C4-C20)헤테로아릴이며, 상기 R1 및 R2의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬 및 헤테로아릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알케닐, (C1-C20)알키닐, 할로겐, 페닐, 플루오레닐, 나프틸 또는 안트릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴, 모폴리노 또는 티오모폴리노이며, 상기 Ar1 내지 Ar4의 아릴 또는 헤테로아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C3-C15)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C20)알킬실릴, 디(C1-C20)알킬(C6-C20)아릴실릴 또는 트리(C6-C20)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있다.] - 제 12항에 있어서,상기 유기물층은 발광영역을 포함하며, 상기 발광영역은 상기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 유기 발광 화합물과 하나 이상의 호스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 13항에 있어서,호스트는 하기 화학식 3 내지 화학식 5로 표시되는 화합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[상기 화학식 3 내지 화학식 5에서,R301 및 R302는 서로 독립적으로 (C6-C20)방향족 고리 또는 접합 다환 방향족 고리이고; R303는 수소, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, 할로겐, (C5-C7)시클로알킬, 또는 (C6-C20)방향족 고리 또는 접합 다환 방향족 고리이며; 상기 R301 내지 R303의 각 방향족 고리는 (C1-C20)알킬기, (C1-C20)알콕시, 할로겐, (C5-C7)시클로알킬이 더 치환될 수 있으며;B 및 D는 서로 독립적으로 화합결합이거나 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환 되거나 치환되지 않은 C6-C30아릴렌이며;Ar10 및 Ar30는 하기 구조에서 선택되는 아릴이며, 상기 Ar10 및 Ar30의 아릴은 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴 또는 (C4-C20)헤테로아릴로부터 선택된 치환기가 하나이상 치환될 수 있고;
Ar20는 페닐렌, 나프틸렌, 안트릴렌, 플루오레닐렌, 페난트릴렌, 테트라세닐렌, 나프타세닐렌, 크라이세닐렌, 펜타세닐렌, 피레닐렌, 또는 하기 구조의 화합물이며, 상기 Ar20의 아릴렌은 (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환될 수 있으며;
R311, R312, R313 및 R314는 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬 또는 (C6-C20)아릴이고;R321, R322, R323 및 R324는 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C6-C20)아릴, (C4-C20)헤테로아릴 또는 할로겐이다.] - 제 14항에 있어서,상기 호스트는 하기 구조의 화합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
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