KR101622443B1 - 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 발광소자의 인광성 청색 발광소재로 사용가능한 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 전자주개인 카바졸과 전자받개인 벤즈이미다졸을 포함하고 있어 청색의 인광을 발광하기에 충분한 에너지를 가지므로 청색에 해당하는 좋은 색좌표를 나타내며, 열적 안정성 및 형태적 안정성이 우수하여 유기 발광소자용 박막으로 제조할 경우, 고온에서도 소자의 물리적 성질의 변화없이 우수한 발광 성능을 유지할 수 있으므로, 이를 이용한 유기 발광소자용 발광소재로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기 발광소자{Novel bemzimidazole-carbazole derivative, preparation method thereof and organic light-emitting diode using the same}
본 발명은 유기 발광소자의 인광성 청색 발광소재로 사용가능한 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유기 발광소자(Organic Light-Emitting Diode; OLED)는 기본적으로 두 개의 전극사이에 유기 발광층을 포함하는 유기 박막이 샌드위치 되어 있는 구조로서, 두 전극 중 최소 하나의 전극은 투명하고, 두 전극 사이에 적당한 전압, 일반적으로 직류 5 내지 10 V 사이의 전압이 인가되면 유기 발광층에서 가시광 영역의 빛이 나오는 것을 활용한 일종의 유기 전자 소자이다.
이와 같은 유기 발광소자는 기본적으로 전극을 포함한 실제 소자의 두께가 수 마이크로미터 이하로 매우 얇고, 소자 자체에서 직접 빛이 나오는 자발광소자이므로, 이에 따른 응답 속도가 빠르고, 표시 소자로서 시야각이 넓다. 또한, 제조 공정이 간단하고, 유기 박막을 이용한 유연한 소자의 구현이 가능하며, 진공 공정뿐만 아니라 경우에 따라서는 용액 상태로부터 인쇄 공정을 통한 소자의 구현이 가능하므로 차세대 표시소자 및 조명 측면에서 많은 관심을 받고 연구가 진행되고 있다.
일반적으로 유기 발광층은 하나 이상의 유기 및 유기금속 화합물 또는 유기/무기 하이브리드 재료로 이루어지며, 그 발광 메커니즘에 따라 일중항 엑시톤의 발광 감쇄에 기인하는 형광 방식 또는 삼중항 엑시톤의 발광 감쇄를 이용하는 인광 방식의 두 가지로 나눌 수 있다.
초기 유기 발광소자는 일중항 상태로부터 광을 방출하는 방출 분자("형광성")로 사용되었다(특허문헌 1). 그러나, 형광성 방출은 일반적으로 10 나노초(ns)보다 짧은 시간 프레임 내에 발생한다는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는, 단일항 여기자 및 삼중항 여기자를 동시에 이용하기 때문에 여기 후에도 수 초까지 지속될 수 있는 인광(Phosphorescence)을 이용하여 짧은 시간의 프레임을 개선하고, 전계 발광 효율성을 높이는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
게스트-호스트 시스템용으로 잘 알려진 호스트 물질에는 정공-수송 4,4'-N,N'-다이카바졸-바이페닐(CBP) 및 전자-수송 알루미늄 8-하이드록시퀴놀린(AlQ3)이 포함되고, 양쪽 모두 유기 발광소자에 사용되고 있다. 그러나, 이들 공지된 호스트 물질이 모든 인광 게스트에 적절한 것은 아니다. 예를 들어, 인광 에미터(emitter)용 호스트 화합물은, 호스트의 삼중항 에너지가 인광 에미터의 삼중항 에너지보다 높아야 한다는 중요한 조건을 반드시 충족시켜야 한다. 인광 에미터에서 인광을 효율적으로 제공하기 위해서는, 호스트의 최저 여기된 삼중항 상태가 인광 에미터의 최저 발광 상태보다 더 높은 에너지를 가져야 한다. 인광 에미터에서의 방출이 바람직하기 때문에, 최저 여기된 상태는 호스트 화합물이 아닌, 인광 에미터에서 비롯되어야 한다. 그러므로, 당해 기술분야에서는 광스펙트럼에서, 예를 들면 스펙트럼의 청색 영역에서, 짧은 방출 파장을 가지는 게스트에 대해 적절한 호스트 물질에 대한 지속적인 요구가 있다.
종래에, 호스트 물질에 대한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 이에 따른 양호한 인광 방출 특성을 가지는 호스트 물질들이 보고되고 있다.
먼저, 바이피리딘 구조를 중심으로 카바졸이 도입된 화합물을 호스트 물질로 사용한 문헌과, 호스트 물질로 올리고카바졸 구조를 이용하여 유기 발광소자를 제조에 관한 문헌이 발표된 바 있다(특허문헌 2 또는 특허문헌 3).
또한, 전자주개인 카바졸과 전자받개인 피리딘을 포함하는 구조를 중심으로 하는 화합물을 호스트 물질로 사용하여 높은 인가전류에서도 사용가능한 유기 발광소자를 개발한 내용이 알려져 있으며, 카바졸기와 포스핀옥사이드를 중심으로 하는 화합물을 이용한 유기 발광소자에 대한 내용이 보고된 바 있다(비특허문헌 1 또는 비특허문헌 2).
그러나, 상기 개시된 물질들 중 어느 것도 유기 발광소자 적용에 필요한 모든 요구사항들(예컨대, 적절한 에너지 준위, 전하 수송 능력, 용액으로부터 균일막을 형성하는 가공성, 비정질상을 형성하는 능력, 양호한 도펀트 분산능력, 형태적 안정성, 장치의 작동조건하에서의 열적 및 전기화학적 안정성)을 만족시키지 못하고 있다. 따라서, 상기 언급된 요구사항들을 만족시킬 수 있는 새로운 호스트 물질의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
이에, 본 발명자들은 유기 발광소자에 사용되는 인광성 청색 발광소재를 연구하던 중, 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체가 유기 발광소자의 소재로 사용할 경우, 높은 유리전이온도를 가지고, 청색에 해당하는 좋은 색 좌표를 나타내는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
미국 공개특허 제4769292호; 국제 공개특허 제2010-090925호; 국제 공개특허 제2009-086028호.
Shi-Jian Su, et al. Chem. Mater. 20,(2008), 1691; Jeon.S.O., et al. Adv. Mater. 22,(2010), 1872.
본 발명의 목적은 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 인광성 청색 발광소재로 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함하는 유기 발광소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112013036189780-pat00001
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 본 명세서에서 정의한 바와 같다).
또한, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이,
화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물의 커플링 반응을 수행하여 화학식 1의 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체의 제조방법을 제공한다:
[반응식 1]
Figure 112013036189780-pat00002
(상기 반응식 1에서, R1 및 R2는 본 명세서에서 정의한 바와 같다).
나아가, 본 발명은,
제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 발광소자에 있어서,
상기 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자를 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112013036189780-pat00003
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 본 명세서에서 정의한 바와 같다).
본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 전자주개인 카바졸과 전자받개인 벤즈이미다졸을 포함하고 있어 청색의 인광을 발광하기에 충분한 에너지를 가지므로 청색에 해당하는 좋은 색좌표를 나타내며, 열적 안정성 및 형태적 안정성이 우수하여 유기 발광소자용 박막으로 제조할 경우, 고온에서도 소자의 물리적 성질의 변화없이 우수한 발광 성능을 유지할 수 있으므로, 이를 이용한 유기 발광소자용 발광소재로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 유기 발광소자의 개략적인 구조 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 3 내지 실시예 4에 색좌표를 나타낸 CIE색좌표 그래프이다.
이하에서, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 제공한다:
Figure 112013036189780-pat00004
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 독립적으로 또는 선택적으로 수소; C1 내지 C4의 직쇄 또는 측쇄 알킬; 하이드록시; 또는 C1 내지 C4의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고, 두 개의 R1은 서로 동일 또는 상이할 수 있다.
바람직하게는, 상기 R1 및 R2는 독립적으로 또는 선택적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, tert-부틸, 하이드록시, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시이다.
상기 화학식 1로 표시되는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체의 구체적인 예는 다음과 같다.
(1) 9-(3'-(1-(4-tert-부틸페닐)-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)-6'-메틸바이페닐-3-일)-9H-카바졸; 또는
(2) 3,6-다이-tert-부틸-9-(3'-(1-(4-tert-부틸페닐)-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)-6'-메틸바이페닐-3-일)-9H-카바졸.
또한, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이,
화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물의 커플링 반응을 수행하여 화학식 1의 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체의 제조방법을 제공한다:
[반응식 1]
Figure 112013036189780-pat00005
(상기 반응식 1에서,R1 및 R2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
본 발명에 따른 상기 단계는 화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물의 커플링 반응으로 구성되며, 보다 구체적으로 아르곤(Ar) 가스 존재 하에서, 전이금속 촉매 및 염기를 이용한 화학식 2의 화합물과 화학식 3의 스즈키 반응(Suzuki reaction)을 수행하여 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로 구성된다.
이때, 반응에 사용가능한 전이금속으로는 예컨대 0가 내지 2가의 팔라듐, 니켈, 구리 등이 사용되고, 이들은 트라이페닐포스핀, 다이벤질리덴아세톤, 비스(다이페닐포스피노페로센), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐, 트라이페닐포스핀팔라듐 아세테이트, 트라이에틸포스파이트팔라듐 아세테이트 등과 착체를 형성할 수 있다. 바람직하게는 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐을 사용할 수 있다.
또한, 반응용매는 예컨대 헥산, 펜탄, N,N-다이메틸포름아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드, 다이클로로메탄, 클로로포름, 다이에틸에테르, 벤즈이미다졸-카바졸산, 테트라하이드로퓨란, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세토니트릴, 톨루엔, 피리딘, 다이에톡시에탄, 1,2-다이클로로에탄, 증류수 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 다이에톡시에탄 및 증류수의 혼합용매를 사용할 수 있다.
나아가, 반응 온도는 특별히 제한되지는 않으나, 상온 내지 사용되는 용매의 비등점 범위 내에서 조절될 수 있다. 바람직하게는 -80℃ 내지 100℃이고, 더욱 바람직하게는 70℃ 내지 100℃이다. 한편, 반응시간은 5분 내지 5일 정도, 바람직하게는 20시간 내지 26시간 동안 수행될 수 있다
출발물질의 제조 1:
또한, 본 발명에 따른 상기 제조방법의 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이,
화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 1-브로모-3-아이오도벤젠과 반응시켜 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 제조된 화학식 6의 화합물을 보론화 반응을 수행하여 화학식 2로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다:
[반응식 2]
Figure 112013036189780-pat00006
(상기 반응식 2에서, R1은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
이하, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 상기 단계 1은 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 1-브로모-3-아이오도벤젠과 반응시켜 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 유기 용매에 용해시킨 다음, 구리 촉매 및 염기를 첨가하고, 120℃ 내지 140℃에서 커플링 반응을 수행하여 화학식 6으로 표시되는 커플링 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 반응에 사용가능한 구리 촉매는 CuCl, CuBr, CuBrSMe2, CuI, CuOAc, Cu2O, Cu(CH3CN)4BF4, Cu(CH3CN)4PF6, CuCN, CuTc(Tc = 티오펜 2-카복실레이트), (CuOTf)2benzene(Tf = trifluoromethanesulfonate) 등의 1가 구리촉매; CuCl2, CuBr2, Cu(OAc)2, Cu(OTf)2, CuO 등의 2가 구리 촉매; 또는 구리 분말을 들 수 있다. 바람직하게는 구리 분말을 사용할 수 있다.
또한, 반응에 사용가능한 염기로는 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트 등을 들 수 있다. 바람직하게는 소듐 카보네이트를 사용할 수 있다.
나아가, 반응 유기용매로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥산, 헵탄, 클로로포름, 염화메틸렌, 사염화탄소, 1,2-다이클로로에탄, 다이에틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 벤즈이미다졸-카바졸산, N,N-다이메틸포름아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 N,N-다이메틸포름아마이드를 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 화학식 6의 화합물을 보론화 반응을 수행하여 화학식 2로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로 상기 단계 1에서 제조된 화학식 6의 화합물과 비스(피나콜라토)다이보론을 팔라듐 촉매 및 염기 존재 하에서 보론화 반응을 수행하여 화학식 2로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 팔라듐 촉매로는 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(Ⅱ) 다이클로라이드, [1,1'-비스(다이페닐포스핀)페로센]팔라듐(Ⅱ) 다이클로라이드, 팔라듐 아세테이트, 팔라듐 다이벤질리덴아세톤 등의 2가 팔라듐을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 [1,1'-비스(다이페닐포스핀)페로센]팔라듐(Ⅱ) 다이클로라이드를 사용할 수 있다.
또한, 반응용매로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥산, 헵탄, 클로로포름, 염화메틸렌, 사염화탄소, 1,2-다이클로로에탄, 다이에틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 벤즈이미다졸-카바졸산, N,N-다이메틸포름아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 다이옥산을 사용할 수 있다.
출발물질의 제조 2:
나아가, 본 발명에 따른 상기 제조방법의 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이,
화학식 7로 표시되는 2-나이트로아닐린을 화학식 8로 표시되는 화합물과 반응시켜 화학식 9로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 A);
상기 단계 A에서 제조된 화학식 9의 화합물을 하이드라진·하이드레이트와 반응시켜 화학식 10으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 B); 및
상기 단계 B에서 제조된 화학식 10의 화합물과 화학식 11로 표시되는 화합물을 커플링 반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 C);를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다:
[반응식 3]
Figure 112013036189780-pat00007
(상기 반응식 3에서, R2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
이하, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 상기 단계 A는 화학식 7로 표시되는 2-나이트로아닐린을 화학식 8로 표시되는 화합물과 반응시켜 화학식 9로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로 화학식 7로 표시되는 2-나이트로아닐린과 화학식 8로 표시되는 화합물을 염기와 함께, 구리 촉매 및 피페콜린 산(pipecolinic acid)이 용해되어 있는 유기 용매에 첨가하여 100℃ 내지 120℃에서 커플링 반응을 수행하여 화학식 9로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 구리 촉매로는 CuCl, CuBr, CuBrSMe2, CuI, CuOAc, Cu2O, Cu(CH3CN)4BF4, Cu(CH3CN)4PF6, CuCN, CuTc(Tc = thiophene 2-carboxylate), (CuOTf)2benzene(Tf = trifluoromethanesulfonate) 등의 1가 구리촉매; CuCl2, CuBr2, Cu(OAc)2, Cu(OTf)2, CuO 등의 2가 구리 촉매; 또는 구리 분말을 사용할 수 있고, 바람직하게는 CuI를 사용할 수 있다.
또한, 반응 유기용매로는 클로로포름, 염화메틸렌, 사염화탄소, 1,2-다이클로로에탄, 다이에틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 벤즈이미다졸-카바졸산, N,N-다이메틸포름아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 N,N-다이메틸포름아마이드를 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 단계 B는 상기 단계 A에서 제조된 화학식 9로 표시되는 화합물을 하이드라진·하이드레이트와 반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로 상기 단계 A에서 제조된 화학식 9로 표시되는 화합물 및 Pd/C를 유기용매에 용해시킨 후, 하이드라진·하이트레이트를 첨가하고 반응시켜 나이트로기가 아민기로 환원된 화학식 10으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 반응 유기용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란 또는 이들의 혼합용액을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 단계 C는 상기 단계 2에서 제조된 화학식 10의 화합물과 화학식 11로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로는 아르곤 존재 하에서 둥근바닥 플라스크에 유기 용매를 투입하고 화학식 10의 화합물을 용해시킨 후, 화학식 11로 표시되는 화합물 및 소듐바이설파이트(NaHSO3)를 첨가하고 100℃-120℃의 반응온도에서 반응을 수행하여 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 반응 유기용매로는 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMA), 디메틸설폭사이드(DMSO) 또는 다이클로로메탄(DCM)을 사용할 수 있고, 바람직하게는 디메틸포름아미드(DMF)를 사용할 수 있다.
나아가, 본 발명은,
제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 발광소자에 있어서,
상기 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자를 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112013036189780-pat00008
(상기 반응식 1에서, R1 및 R2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
이때, 상기 화학식 1의 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함하는 유기물층은 발광층으로서의 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 유기 발광소자는 양극, 음극 및 두 전극 사이에 상기 화학식 1의 화합물을 발광 호스트 물질로 포함하는 발광층을 하나의 구성단위로 포함하는 단층형이거나, 전하 수송층과 함께 양극, 상기 화학식 1의 화합물을 발광물질로 포함하는 발광층 및 음극이 순서대로 적층된 다층형 구조를 갖는다.
구체적으로, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 발광소자에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함할 수 있다.
일반적으로, 하나의 발광층으로만 이루어진 단층형 소자보다는 발광층과 전하 수송층이 조합된 다층형 소자가 우수한 특성을 나타내며, 이는 발광물질과 전하 수송재료가 적절하게 조합됨으로써 전극으로부터 전하가 주입될 때 에너지 장벽이 감소되고, 전하 수송층이 전극으로부터 주입된 정공 또는 전자를 발광층 영역에 속박시킴으로써 주입된 정공과 전자의 수밀도가 균형을 이루도록 해주기 때문이다. 특히, 인광 발광소자의 경우에는 인광 발광물질의 발광 지속기간(emission duration)이 길기 때문에 효율을 증가시키기 위해서는 발광층에 정공을 가두어 오랫동안 정공이 발광층에 머물게 해야만 우수한 인광 발광특성을 나타내게 되므로 다층형 발광소자가 더 바람직하다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유기 발광소자는 기본적으로 투명전극(양극), 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 금속전극(음극)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진다. 발광효율의 향상을 목적으로 도 2에 나타낸 바와 같이 발광층과 전자 수송층 사이에 정공 차단층을 포함하거나, 도 3에 나타낸 바와 같이 발광층과 전자 수송층 사이 및 발광층과 정공 수송층 사이에 각각 정공 차단층 및 전자 차단층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광소자에서 투명전극(양극) 및 금속전극(음극)은 통상적인 전극재료, 예를 들면, 투명전극은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 SnO2로, 금속전극은 Li, Mg, Ca, Ag, Al, In 등의 금속 또는 이들 중 2 이상의 합금으로 각각 형성될 수 있으며, 금속전극의 경우 단층 또는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층에서 본 발명의 화학식 1의 화합물은 인광성 청색 발광소재로 사용될 수 있으며, 단층 또는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 이때, 화학식 1의 화합물은 인광 도펀트를 더 포함할 수 있으며, 상기 인광 도펀트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)루테늄, 비스(2-페닐피리디나토-N,C2)팔라듐, 비스(2-페닐피리디나토-N,C2)플래티늄, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)오스뮴, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)레늄, 옥타에틸 플래티늄 포르피린, 옥타페닐 플래티늄 포르피린, 옥타에틸 팔라듐 포르피린, 옥타페닐 팔라듐 포르피린, 이리듐(Ⅲ)비스[(4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2']피콜리네이트(Firpic), 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)이리듐(Ir(ppy)3), fac-트리스(2-페닐피리딘)이리듐(Ⅲ)(fac-Ir(ppy)3), 비스-(2-페닐피리디나토-N,C2)이리듐(아세틸아세토네이트)(Ir(ppy)2(acac)) 및 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀 플래티늄(Ⅱ)(PtOEP) 등을 사용할 수 있다.
정공 수송층은 통상적인 정공 수송물질, 예를 들면 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아민]비페닐(α-NPD), N,N-디페닐-N,N-비스(3-메틸페닐)-1,1-비페닐-4,4-디아민(TPD) 및 폴리-(N-비닐카바졸)(PVCz) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있고, 별개의 층으로 하여 2층 이상 적층시킬 수도 있다.
정공 차단층은 5.5 내지 7.0 사이의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 값을 가지며 정공 수송능력은 현저히 떨어지면서 전자 수송능력이 우수한 물질로 구성되는데, 이러한 물질로는 바쏘쿠프로인(Bathocuproine, BCP), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ), 비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리나토)-알루미늄 바이페녹시드(BAlq) 등이 적합하다. 또한, 전자 차단층으로는 일반적으로 LUMO 값이 큰 물질을 사용하며 이리듐(Ⅲ)트리스(1-페닐피라졸-N,C2')(Ir(ppz)3) 등이 적합하다.
전자 수송층(전자 수송성 발광층)은 통상적인 전자 수송물질, 예를 들면 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3) 또는 루브렌(rubrene) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 구성할 수 있고, 별개의 2층 이상의 층들이 적층될 수도 있다.
또한, 발광효율 및 수명 등의 소자 특성을 향상시키기 위해 양극과 정공 수송층의 사이에 예를 들어, 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine, CuPc)을 포함하는 통상적인 정공 주입층을 삽입할 수 있고, 음극과 전자 수송층의 사이에 예를 들어, LiF을 포함하는 통상적인 전자 주입층을 삽입할 수 있다.
상기 양극, 음극, 발광층, 수송층, 주입층 및 차단층 등은 통상적인 증착방법에 의해 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 인광성 청색 발광소재로 유용하다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 종래의 인광성 청색 발광소재들에 비하여 높은 분자량을 가져 높은 유리전이온도(Tg) 값을 가지므로, 열적 안정성 및 형태적 안정성이 높다(실험예 1 참조). 또한, 전자주개인 카바졸과 전자받개인 벤즈이미다졸을 포함하고 있어, 정공 수송 능력과 전자 수송 능력을 동시에 갖춘 양극성(bipolar) 구조를 이룸으로써, 청색의 인광을 발광하기에 충분한 에너지를 가지므로 청색에 해당하는 좋은 색좌표를 나타낸다. 아울러, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 인광성 청색 발광소재로 사용하는 유기 발광소자는 종래에 인광성 청색 발광소재로 알려져 있는 1,3-다이(9H-카바졸-9-일)벤젠(mCP)을 사용하는 유기 발광소자와 대비하여 발광효율 및 전류효율 등의 물성이 동등한 정도로 나타났으며, 이로부터 본 발명에 따른 유기 발광소자의 물성이 우수함을 알 수 있다(실험예 2 참조).
따라서, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 열적 안정성 및 형태적 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 청색의 인광을 발광하기에 충분한 에너지를 가져 유기 발광소자에 사용할 경우, 청색에 해당하는 좋은 색좌표 및 우수한 물성을 나타내므로 인광성 청색 발광소재로 유용하게 사용될 수 있다.
이하에서, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 구체적으로 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 제조예 1> 9-(3-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 다이옥사보로란 -2-일) 페닐 )-9H-카 바졸 의 제조
Figure 112013036189780-pat00009
단계 1: 9-(3- 브로모페닐 )-9H- 카바졸의 제조
1-브로모-3-아이오도벤젠(145 ml, 53 mmol), 카바졸(8.7 g, 52 mmol), 구리 분말(10.1 g, 159 mmol) 및 포타슘 카보네이트(22 g, 159 mmol)를 다이메틸포름아마이드(120 ml)에 용해시킨 후, 130℃에서 24시간 동안 아르곤 존재 하에서 교반하였다. 반응을 종료되면, 반응혼합물을 상온으로 냉각시키고, 에틸아세테이트에 묽혀 셀라이트 여과하였다. 여과물에 물을 붓고, 에틸아세테이트로 추출한 다음, 추출된 유기층을 소금물로 세척하였다. 세척된 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시키고, 컬럼크로마토그래피(실리카겔)로 정제하여 목적화합물(14.9 g, 89%)을 얻었다.
단계 2: 9-(3-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 다이옥사보로란 -2-일) 페닐 )-9H-카바졸의 제조
상기 단계 1에서 제조된 화합물(3.0 g, 9.3 mmol), 비스(피나콜라토)다이보론(2.6 g, 10 mmol), 포타슘 아세테이트(2.7 g, 28 mmol) 및 [비스(다이페닐포스피노)-페로센]다이클로로 팔라듐(Ⅱ) 착물(0.32 g, 0.39 mmol)을 다이옥산(60 ml)에 용해시킨 후, 80℃에서 24시간 동안 질소 존재 하에서, 교반하였다. 반응이 종료되면, 상온으로 냉각시키고, 반응혼합물을 셀라이트 여과하였다. 여과액에 물을 붓고, 에틸아세테이트로 추출한 다음, 추출된 유기층을 소금물로 세척하였다. 세척된 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시키고, 컬럼크로마토그래피(실리카겔)로 정제하여 목적화합물(2.3 g, 68%)을 얻었다.
< 제조예 2> 3,6- 다이 - tert -부틸-9-(3-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 다이옥사 보로란-2-일) 페닐 )-9H- 카바졸의 제조
Figure 112013036189780-pat00010
상기 제조예 1의 단계 1에서 카바졸을 사용하는 대신에 3.6-다이-tert-부틸-9H-카바졸을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물(2.9 g, 65%)을 얻었다.
< 제조예 3> 1-(4- tert - 부틸페닐 )-2-(3- 아이오도 -4- 메틸페닐 )-1H- 벤조[d]이 미다졸의 제조
Figure 112013036189780-pat00011
단계 1: N-(4- tert - 부틸페닐 )-2- 나이트로벤젠아민의 제조
건조된 500 ml의 2구 둥근바닥 플라스크에 CuI(1.6 g, 8.7 mmol) 및 피페콜린산(2.2 g, 17.4 mmol)을 투입하고, 다이메틸포름아마이드(150 ml)를 주입하여 용해시킨다. 상기 혼합물을 아르곤 가스로 10분 동안 탈가스화하고, 아르곤 가스 존재 하에서 2-나이트로아닐린(10 g, 72.4 mmol), 브로모 4-tert-부틸 벤젠(7.3 ml, 43 mmol) 및 포타슘 카보네이트(19.3 g, 144 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 교반이 종료되면, 상기 반응혼합물에 물을 붓고, 다이클로로메탄으로 2회 추출하였다. 추출된 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시키고, 감압건조시킨 후, 컬럼크로마토그래피(실리카겔, n-헥산:에틸아세테이트)로 정제하여 순수한 노란색 고체의 목적화합물(14.8 g, 75.6%)을 얻었다.
단계 2: N-(4- tert - 부틸페닐 )벤젠-1,2- 다이아민의 제조
상기 단계 1에서 제조된 화합물(4.8 g, 17.8 mmol)을 에탄올에 용해시킨 후, Pd/C(0.48 g, 10 중량%) 및 하이드라진·하이드레이트(4.8 ml)를 첨가하고, 80℃에서 교반하였다. 반응이 종료되면, 반응혼합물을 셀라이트 여과하고, 여과액을 물에 첨가하여 침전을 형성하였다. 생성된 침전을 수집하여 컬럼크로마토그래피(실리카겔, n-헥산:에틸아세테이트)로 정제하여 노란 고체의 목적화합물(3.54 g, 83%)을 얻었다.
단계 3: 1-(4- tert - 부틸페닐 )-2-(3- 아이오도 -4- 메틸페닐 )-1H- 벤조[d]이미다졸의 제조
건조된 500 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 단계 2에서 제조된 화합물(6.8 g, 28.5 mmol)을 용해시킨 다이메틸포름아마이드(0.2 M)을 투입하고, 3-아이오도-4-메틸벤즈알데하이드(12.3 g, 50 mmol) 및 소듐바이설파이트(10.8 g, 104 mmol)를 첨가하였다. 그 후, 상기 혼합물을 아르곤 존재 하에서 110℃에서 교반하였다. 반응이 종결되면, 컬럼크로마조그래피(실리카겔, 헥산:에틸아세테이트)로 정제하여 노란 고체의 목적화합물(12.1 g, 91%)을 얻었다.
< 실시예 1> 9-(3'-(1-(4- tert - 부틸페닐 )-1H- 벤조[d]이미다졸 -2-일)-6'- 메틸바이페닐 -3-일)-9H- 카바졸의 제조 (화합물 1a)
Figure 112013036189780-pat00012
250 ml 2구 둥근바닥 플라스크에 다이메톡시에탄(100 ml) 및 증류수(30 ml)를 주입하고, 10분 동안 아르곤 가스로 탈가스화한다. 그 후, 상기 제조예 1에서 제조된 화합물(0.79 g, 2.2 mmol), 제조예 3에서 제조된 화합물(1.0 g, 2.2 mmol) 및 소듐 카보네이트(0.46 g, 4.3 mmol)를 첨가하고, 80℃로 승온하였다. 온도가 승온되면, 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0.25 g, 0.22 mmol)을 첨가하고, 24시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면, 반응 생성물에 물을 첨가하고, 다이클로로메탄으로 2회 추출하였다. 추출된 유기층을 마그네슘설페이트로 건조시키고, 감압증발시킨 후, 컬럼크로마토그래피(실리카겔, n-헥산:에틸아세테이트)로 정제하여 백색 고체의 목적화합물(1.1 g, 95%)을 얻었다.
1H-NMR (CDCl3): δ 1.25 (s, 9H), 2.38 (s, 3H), 7.13-7.14 (d, 1H), 7.25-7.33 (m, 4H), 7.34-7.37 (m, 4H), 7.39-7.45 (m,8H), 7.49-7.51 (d, 1H), 7.54-7.57 (t, 1H), 7.59-7.61 (d,1H), 7.87-7.89 (d, 1H), 8.14-8.15 (d,2H).
< 실시예 2> 3,6- 다이 - tert -부틸-9-(3'-(1-(4- tert - 부틸페닐 )-1H- 벤조[d]이미다졸 -2-일)-6'- 메틸바이페닐 -3-일)-9H- 카바졸 (화합물 1b)
Figure 112013036189780-pat00013
상기 실시예 1에서 제조예 1에서 제조된 화합물을 사용하는 대신에 제조예 2에서 제조된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 수행하여 백색 고체의 목적화합물(1.2 g, 78%)을 얻었다.
1H-NMR (CDCl3): δ 1.26 (s, 9H), 1.44-1.46 (s, 18H), 2.36 (s, 3H), 7.07 (d, 1H), 7.25-7.26 (s, 5H), 7.33-7.35 (m, 4H), 7.37 (s, 1H), 7.42-7.52 (m, 6H), 7.59 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 8.13 (s, 2H).
< 실시예 3> 본 발명에 따른 벤즈이미다졸 - 카바졸 유도체를 포함하는 유기 발광소자의 제조-1
패턴된 ITO 기판을 세척한 다음, 산소 플라즈마로 전처리하였다. 패턴된 ITO 기판에, 인광성 청색 발광소재로서 상기 실시예 1에서 제조된 벤즈이미다졸-카바졸 유도체 및 도펀트로서 이리듐(Ⅲ)비스[(4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2']피콜리네이트(Firpic)를 인광 발광층으로 포함하는, 정공 또는 전자 주입층, 수송층 등의 유기층을 순차적으로 진공열 증착하여, 유기 발광소자를 제조하였다. 이때, 열 증발의 증발 속도는 2 A/S, 기본 압력은 3×10-6 토르(Torr)이다.
< 실시예 4> 본 발명에 따른 벤즈이미다졸 - 카바졸 유도체를 포함하는 유기 발광소자의 제조-2
유기 발광층 조성물 용액으로 토펀트로서 이리듐(Ⅲ)비스[(4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2']피콜리네이트(Firpic)를 사용하는 대신에 비스(4',6'-다이플루오로페닐폴리디나토)테트라키스(1-피라졸)보레이트 이리듐(Ⅲ)(Flr6)을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여 유기 발광소자를 제조하였다.
< 비교예 1> 1,3- 다이(9H-카바졸-9-일)벤젠을 포함하는 유기 발광소자의 제조-1
Figure 112013036189780-pat00014
1,3-다이(9H-카바졸-9-일)벤젠(mCP)은 공지의 방법으로 제조하였으며, 이렇게 얻어진 1,3-다이(9H-카바졸-9-일)벤젠을 상기 실시예 3에서 유기 발광층 조성물 용액의 인광성 청색 발광소재로서 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용하는 대신에 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여 유기 발광소자를 제조하였다.
< 비교예 2> 1,3- 다이(9H-카바졸-9-일)벤젠을 포함하는 유기 발광소자의 제조-2
상기 실시예 4에서 유기 발광층 조성물 용액의 청색 발광소재로서 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용하는 대신에 1,3-다이(9H-카바졸-9-일)벤젠을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 수행하여 유기 발광소자를 제조하였다.
< 실험예 1> 본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸 - 카바졸 유도체의 물성 평가
본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 인광성 청색 발광소자의 발광소재로 사용하기 위한 적합성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 화합물의 물리적 특성을 평가하기 위하여, 고성능 액체크로마토그래피(HPLC, Hewlett Packard사, 1100 series)를 수행하여 순도를 확인하고, 시차주사 열량계(DSC-Q1000, TA instrument사)로 0℃ 내지 400℃ 범위에서 유리전이온도(Tg)를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
순도 (%) HOMO 에너지 값 LUMO 에너지값 유리전이온도(℃)
실시예 1 99.9 -5.62 -3.48 128
실시예 2 99.7 -5.56 -3.54 -
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 인광성 청색 발광소재로 사용하기에 적합한 물리적 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 화합물은 고순도에서 측정된 HOMO 에너지값은 -5.65 eV 및 -5.56 eV, LUMO에너지값은 -3.48 eV 및 -3.54 eV으로 확인되어, 각 화합물의 HOMO-LUMO 밴드갭은 2.14 eV 및 2.02 eV인 것을 알 수 있다. 또한, 유리전이온도(Tg)는 128℃으로 확인되었다(실시예 1의 화합물). 이로부터, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 화합물은 화합물이 가지는 에너지 밴드갭이 인광성 청색발광을 하기에 충분한 에너지를 가지고 있음을 알 수 있을 뿐만 아니라, 높은 유리전이온도를 갖고 있으므로 열적 안정성 및 형태적 안정성이 높은 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 청색발광을 하기에 충분한 에너지를 가지고 있으며, 높은 유리전이온도를 가져 열적 안정성 및 형태적 안정성이 높으므로, 유기 발광소자의 인광성 청색 발광소재로 유용하게 사용될 수 있다.
< 실험예 2> 본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸 - 카바졸 유도체를 포함하는 유기 발광소자의 물성 평가
본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 인광성 청색 발광소재로 사용한 유기 발광소자의 물성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
본 발명에 따른 실시예 3 및 실시예 4에서 제조된 유기 발광소자와 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 유기 발광소자의 물리적 특성을 비교평가하기 위하여, EL 스펙트럼과 CIE 색 좌표는 Spectrascan PR650의 측광을 측정하였다. 또한 전류 전압 발광 (J-V-L) 특성은 Keithley 2400 소스 장치를 사용하여 측정하여 물성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2 및 도 4에 나타내었다.
전압 (V) 발광효율 (Lm/W) 전류효율 (cd/A) 색좌표
(CID x, CIE y)
실시예 3 6.640 5.41 11.44 (0.144, 0.323)
실시예 4 6.58 1.46 3.05 (0.152, 0.256)
비교예 1 6.20 6.14 12.12 (0.146, 0.322)
비교예 2 6.52 3.60 7.47 (0.147, 0.247)
상기 표 2 및 도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 3 및 실시예 4에서 제조된 유기 발광소자는 청색 발광소재로서 우수한 색좌표를 가지며, 발광효율 및 전류효율의 유기 발광소자의 물성이 우수한 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 청색 발광소재로서 본 발명에 따른 실시예 1의 화합물 및 도펀트로서 이리듐(Ⅲ)비스[(4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2']피콜리네이트(Firpic)를 사용하여 제조된 실시예 3의 유기발광소자의 경우, CIE 색좌표에서 (0.144, 0.323)의 청색에 해당하는 색좌표, 6.64 V의 전압, 5.41 Lm/W의 발광효율 및 11.44 cd/A의 전류 효율을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 청색 발광소재로서 본 발명에 따른 실시예 1의 화합물 및 도펀트로서 비스(4',6'-다이플루오로페닐폴리디나토)테트라키스(1-피라졸)보레이트 이리듐(Ⅲ)(Flr6)을 사용하여 제조된 실시예 4의 유기발광소자의 경우, CIE 색좌표에서 (0.152, 0.256)의 청색에 해당하는 색좌표, 6.58 V의 전압, 1.46 Lm/W의 발광효율 및 3.05 cd/A의 전류효율을 갖는 것으로 나타났다. 이는, 종래에 인광성 청색 발광소재로 잘 알려진 1,3-다이(9H-카바졸-9-일)벤젠(mCP) 및 실시예 3 및 실시예 4와 동일한 도펀트를 사용한 비교예 1 및 비교예 2와 유기 발광소자의 물성이 유사한 것을 알 수 있다. 이로부터, 본 발명에 따른 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 청색에 해당하는 좋은 색좌표를 갖는 것을 알 수 있으며, 종래에 알려진 청색 유기 발광소재와 유사한 물성을 나타내는 것을 통하여 그 물성이 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 인광성 청색 발광소재로 포함하는 유기 발광소자는 종래에 알려진 인광성 청색 발광소자와 대비하여 유사한 물성을 가지므로 그 물성이 우수할 뿐만 아니라, CIE 색좌표에서 청색에 해당하는 좋은 색좌표를 가지고 있으므로, 본 발명에 따른 화학식 1포 표시되는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 유기 발광소자의 인광성 청색 발광소재로 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체:
    [화학식 1]
    Figure 112016000918728-pat00015

    (상기 화학식 1에서,
    R1은 독립적으로 또는 선택적으로 수소; 또는 C1 내지 C4의 직쇄 또는 C3 내지 C4의 측쇄 알킬이고, 두 개의 R1은 서로 동일 또는 상이할 수 있으며,
    R2는 C1 내지 C4의 직쇄 또는 C3 내지 C4의 측쇄 알킬이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R1은 독립적으로 또는 선택적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸 또는 tert-부틸이고,
    상기 R2는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸 또는 tert-부틸인 것을 특징으로 하는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는;
    (1) 9-(3'-(1-(4-tert-부틸페닐)-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)-6'-메틸바이페닐-3-일)-9H-카바졸; 또는
    (2) 3,6-다이-tert-부틸-9-(3'-(1-(4-tert-부틸페닐)-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)-6'-메틸바이페닐-3-일)-9H-카바졸;인 것을 특징으로 하는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 발광소자에 있어서,
    상기 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자:
    [화학식 1]
    Figure 112013036189780-pat00019

    (상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 제1항의 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체는 유기 발광소자의 인광성 청색 발광소재로 사용되는 것을 특징으로 하는 신규한 벤즈이미다졸-카바졸 유도체를 포함하는 유기 발광소자.
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