KR20090105495A - 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고있는 유기 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 1 또는 화학식 2인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C5-C60)헤테로아릴이고, 상기 아릴 및 헤테로아릴은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 할로(C1-C30)알킬, 할로(C1-C30)알콕시, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕시, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며, 단 상기 R1 또는 R2의 탄소수 총합이 21 내지 60개이고;
Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이고, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노 및 아릴아미노는 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카 르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 발광효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 고색순도, 고휘도 및 장수명의 유기전기발광소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
유기 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 1 또는 화학식 2인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C5-C60)헤테로아릴이고, 상 기 아릴 및 헤테로아릴은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 할로(C1-C30)알킬, 할로(C1-C30)알콕시, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕시, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며, 단 상기 R1 또는 R2의 탄소수 총합이 21 내지 60개이고;
Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이고, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노 및 아릴아미노는 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부 터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 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.
한편 일본공개특허공보 2001-131541호에는 하기의 화합물 G로 대표되는 안트라센의 2번과 6번 위치 각각에 디아릴아미노기가 직접 치환된 비스(2,6-디아릴아미노)-9,10-디페닐안트라센 유도체가 공지되어 있다.
정공수송층을 위한 화합물들을 공지하고 있는 일본공개특허공보 2003-146951호에서는 안트라센의 9번과 10번 위치에 페닐기가 치환된 경우 이외에는 2번과 6번 위치에 디아릴아미노 기가 직접 치환된 것을 개시하고 있지 아니할 뿐만 아니라, 일본공개특허공보 2003-146951호에서 안트라센 고리의 2번과 6번 위치에 각각 디아릴아미노기가 직접 치환되어 있는 화합물인 화합물 H의 경우 발광효율이 저하되는 문제점을 지적한 점을 본다면 상기 일본공개특허공보 2003-146951호 발명이 안트라센의 9번과 10번 위치에 페닐기가 치환된 범위 이외의 화합물을 인식하고 있지 아니하다는 것을 알 수 있다.
한편 일본공개특허공보 제2004-91334호에서는 안트라센에 디아릴아미노기가 직접 치환되어 있음에도 상기 디아릴아미노기의 아릴기가 디아릴아미노기로 더 치환되도록 함으로서 종래의 발광효율의 저하를 극복하고 이온화 포텐셜이 낮고 정공 수송성이 우수한 특성을 갖는 하기의 화합물 J로 대표되는 유기발광화합물을 제안한바 있다.
그러나 상기 일본공개특허공보 제2004-91334호에서 제안된 화합물들은 정공수송층으로서 적용한 것으로서 아민 작용기가 많아 이온화 포텐셜을 낮추고 정공수송성을 증대시키는 점을 극복하기는 하였으나, 아민 작용기의 과다로 인하여 정공 수송층으로서의 구동수명이 단축되는 문제를 갖고 있다.
본 발명에서는 안트라센의 9번과 10번 위치에 탄소수 21 내지 60개의 벌키한 벌키한 아릴 또는 헤테로아릴 등을 도입시킴과 동시에 2번과 6번 또는 2번과 7번에 각각 2개의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬 등이 치환된 아미노기가 직접 치환된 경우 발광 특성을 월등히 개선시킨다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명자들은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 고색순도, 고휘도 및 장수명의 유기 EL 소자를 실현하기 위하여 신규한 발광화합물을 발명하게 되었다.
본 발명의 목적은 안트라센의 9번과 10번 위치에 탄소수 21 내지 60개의 벌키한 아릴 또는 헤테로아릴 등을 도입시킴과 동시에 2번과 6번 또는 2번과 7번에 각각 2개의 알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 시클로알킬, 헤테로시클로알킬 등이 치환된 아미노기가 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 1 또는 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C5-C60)헤테로아릴이고, 상기 아릴 및 헤테로아릴은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 할로(C1-C30)알킬, 할로(C1-C30)알콕시, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕시, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며, 단 상기 R1 또는 R2의 탄소수 총합이 21 내지 60개이고;
Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이고, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노 및 아릴아미노는 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
발명에 기재된 “알킬”, “알콕시” 및 그 외 “알킬”부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 발명에 기재된 「아릴」이라는 용어는 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 안트릴, 테트라히드로나프틸, 인다닐(indanyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 기재된 「헤테로아릴」이라는 용어는 방향족 고리 골격 원자로서 N, O 및 S로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 아릴 그룹을 의미하는 것으로, 5 내지 6원 단환 헤테로아릴, 및 하나 이상의 벤젠 환과 축합된 다환식 헤테로아릴이며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 구체적인 예로 퓨릴, 티오펜일, 피롤릴, 피란일, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단환 헤테로아릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 이소벤조퓨란일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴놀리진일, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴 등의 다환식 헤테로아릴 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 화학식 1 또는 화학식 2의 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 1 또는 화학식 2의 유기 발광 화합물은 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.
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 유기 발광 화합물을 포함한다.
[화학식 3]
[화학식 4]
[상기 화학식 3 및 4에서,
R1 및 R2는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고;
Ar5 내지 Ar8은 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이며, 상기 Ar5 내지 Ar8의 아릴, 헤테로아릴, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로(C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕시, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;
Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴이며, 상기 Ar9 내지 Ar12의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로(C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕 시, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있으며;
단, Ar5가 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 m은 0이고, Ar5가 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 m은 1 내지 4의 정수이고,
Ar6가 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 n은 0이고, Ar6가 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 n은 1 내지 4의 정수이고,
Ar11이 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 x는 0이고, Ar11이 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 x는 1 내지 4의 정수이고,
Ar12가 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 y은 0이고, Ar12가 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 y은 1 내지 4의 정수이다.]
본 발명에 기재된 「아릴렌」이라는 용어는 두 개 이상의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하고, 「헤테로아릴렌」이라는 용어는 두 개 이상의 수소 제거에 의해서 방향족 헤테로고리 화합물로부터 유도된 유기 라디칼로, 5 내지 6원 단환 헤테로아릴렌 및 하나 이상의 벤젠 환과 축합된 다환식 헤테로아릴렌이며, 부분적으로 포화될 수도 있다.
상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 하기 구조에서 선택되며
R11 및 R12는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬이고; R13은 수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬이고; R14 내지 R16은 서로 독립적 으로 (C6-C60)아릴, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬이고; R17 및 R18은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬이고; R19 및 R20은 서로 독립적으로 수소 또는 (C1-C60)알킬이고; R21 내지 R26은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬이고; R31 내지 R34는 서로 독립적으로 수소 또는 (C1-C60)알킬인 것을 특징으로 한다.
상기 R1 및 R2는 바람직하게는 하기 구조에서 선택된다.
상기 화학식 3 및 화학식 4에서 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;
R41 내지 R46은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알 킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R41과 R42, R43과 R44 또는 R45와 R46은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고;
A는 CR51R52, NR53, O 또는 S이고;
R51 내지 R53은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R51과 R52는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있다.
Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트릴, 플루오레 닐, 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 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[R1 및 R2는 상기 화학식 1 및 화학식 2에서 정의한 바와 동일하고;
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, 트리메틸실릴, 트리에 틸실릴, 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-부 틸, 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;
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 1 및 2에서의 정의와 동일하다.]
또한 본 발명은 유기 태양 전지를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 태양 전지는 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
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 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 전기 발광 소자는 상기 유기물층이 발광영역을 포함하며, 상기 발광영역은 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 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 5 내지 화학식 7로 표시되는 안트라센 유도체 또는 벤즈[a]안트라센 유도체로 예시될 수 있다.
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[상기 화학식 5 내지 화학식 7에서, R61 및 R62는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬 또는 (C3-C60)시클로알킬이며, 상기 R61 및 R62의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 또는 트리(C6-C60)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있으며;
R63 내지 R66는 수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, (C4-C60)헤테로아릴, (C5-C60)시클로알킬 또는 (C6-C60)아릴이며, 상기 R63 내지 R66의 헤테로아릴, 시클로알킬 또는 아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1- C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 또는 트리(C6-C60)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;
E 및 F는 서로 독립적으로 화합결합이거나 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴렌이며, ;
Ar21 및 Ar23는 하기 구조에서 선택되는 아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴이며,
상기 Ar21 및 Ar23의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴로부터 선택된 치환기가 하나이상 치환될 수 있고;
Ar22는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조의 화합물이며,
상기 Ar22의 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환될 수 있으며;
R71, R72, R73 및 R74는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며,
R81, R82, R83 및 R84는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있다.]
상기 발광층의 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, 본 발명의 발광 호스트에 의한 발광 효율의 현저한 개선을 확인할 수 있었다. 이는 0.5 내지 10중량%의 도핑 농도로 구성할 수 있 는데, 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 5 내지 화학식 7로부터 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 5 내지 화학식 7의 호스트 화합물은 하기 구조의 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자에 있어서, 화학식 1 내지 화학식 2의 유기 발광 화합물을 포함하고, 동시에 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물의 예로 하기의 화학식 8의 화합물이 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.
[화학식 8]
[상기 화학식 8에서, Ar31 및 Ar32은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아릴아미노, (C1-C60)알킬아미노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬 또는 (C3-C60)시클로알킬이거나, Ar31 및 Ar32은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고, 상기 Ar31 및 Ar32의 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노 또는 헤테로시클로알킬은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시 카보닐, 카르복실산, 나이트로 및 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;
Ar33은 (C6-C60)아릴, (C5-C60)헤테로아릴 또는 (C6-C60)아릴아미노이고, 상기 Ar33의 아릴, 헤테로아릴 또는 아릴아미노는 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시기, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 및 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;
g는 1 내지 4의 정수이다.]
상기 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 유기 발광 소자에 있어서, 유기물층에 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 발광 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 유기 발광 화합물 이외에 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 더 포함할 수도 있고, 상기 유기물층은 발광층 이외에 전하생성층을 동시에 포함할 수 있다.
본 발명의 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 발광 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 유기 발광 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 서브픽셀로 하고, Ir, Pt, Pd, Rh, Re, Os, Tl, Pb, Bi, In, Sn, Sb, Te, Au 및 Ag로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속화합물을 포함하는 서브픽셀 하나 이상을 동시에 병렬로 패터닝한 독립발광방식의 픽셀구조를 가진 유기 전기 발광 소자를 구현할 수도 있다.
또한, 상기 발광층에 500nm이하의 파장을 발광피크로 갖는 화합물 또는 560nm이상의 파장을 발광피크로 갖는 화합물로부터 선택되는 하나 이상을 동시에 포함할 수 있으며, 하기 화학식 9 내지 화학식 15로 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 9]
여기서 M1은 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족 및 16족의 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 리간드 L1, L2 및 L3 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되어진다.
[R301 내지 R303은 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고;
R304 내지 R319는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C2-C30)알케닐, (C6-C60)아릴, 모노 또는 디(C1-C30)알킬아미노, 모노 또는 디(C6-C30)아릴아미노, SF5, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 시아노 또는 할로겐이고, 상기 R304 내지 R319의 알킬, 시클로알킬, 알케닐 또는 아릴은 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
R320 내지 R323는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬 또는 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴이고;
R324 및 R325는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R324와 R325는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R324 및 R325의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐이 치환되거나 치환되지 않 은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
R326은 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C5-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이고;
R327 내지 R329은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고, 상기 R326 내지 R329의 알킬 및 아릴은 할로겐 또는 (C1-C60)알킬로 더 치환될 수 있으며;
Z1는 , 또는 이며, R331 내지 R342는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, (C6-C60)아릴, 시아노, (C5-C60)시클로알킬이거나, R331 내지 R342는 서로 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)스피로고리 또는 (C5-C9)융합고리를 형성하거나 R307 또는 R308과 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)융합고리를 형성할 수 있다.]
[화학식 10]
[상기 화학식 10에서, R401 내지 R404은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 서로 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며; 상기 R401 내지 R404의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C60)알킬실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.]
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[상기 화학식 13에서, 리간드 L4 및 L5 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되고;
M2은 2가 또는 3가 금속이며;
M2이 2가 금속인 경우 h는 0이고, M2이 3가 금속인 경우 h는 1이고;
Q는 (C6-C60)아릴옥시 또는 트리(C6-C60)아릴실릴이고, 상기 Q의 아릴옥시 및 트리아릴실릴은 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이 더 치환될 수 있으며;
G는 O, S 또는 Se 이고;
A 고리는 옥사졸, 싸이아졸, 이미다졸, 옥사디아졸, 싸이아디아졸, 벤조옥사 졸, 벤조싸이아졸, 벤조이미다졸, 피리딘 또는 퀴놀린이고;
B 고리는 피리딘 또는 퀴놀린이며, 상기 B 고리는 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 나프틸이 더 치환될 수 있고;
R501 내지 R504은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, 트리(C1-C60)알킬실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 (C3-C60)알킬렌, 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 결합되어 융합고리를 형성할 수 있으며, 상기 피리딘 및 퀴놀린은 R501과 화학결합을 이루어 융합고리를 형성할 수 있으며;
상기 A 고리와 R501 내지 R504의 아릴기는 (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 트리(C1-C60)알킬실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 아미노기로 더 치환될 수 있다.]
[화학식 14]
[상기 화학식 14에서, Ar41 및 Ar42는 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아릴아미노, (C1-C60)알킬아미노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3- C60)시클로알킬이거나, Ar41 및 Ar42은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고, 상기 Ar41 및 Ar42의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노, 알킬아미노, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 및 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있고;
Y는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조의 아릴렌이고,
Ar51은 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고,
상기 Y 및 Ar51의 아릴렌 및 헤테로아릴렌은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1- C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로, 하이드록시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;
i는 1 내지 4의 정수이고,
j는 1 내지 4의 정수이고,
k는 0 또는 1의 정수이다.]
[화학식 15]
[상기 화학식 15에서, R601 내지 R604는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6- C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나 R601 내지 R604은 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고,
상기 R601 내지 R604의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노, 아릴아미노 및 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
상기 발광층에 500nm이하의 파장을 발광피크로 갖는 화합물 또는 560nm이상의 파장을 발광피크로 갖는 화합물은 하기 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 전기 발광 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 내측표면에, 칼코제나이드(chalcogenide)층, 할로겐화 금속층 및 금속 산화물층으로부터 선택되는 일층(이하, 이들을 "표면층"이라고 지칭함) 이상을 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 발광 매체층 측의 양극 표면에 규소 및 알루미늄의 금속의 칼코제나이드(산화물을 포함한다)층을, 또한 발광매체층 측의 음극 표면에 할로겐화 금속층 또는 금속 산화물층을 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구동의 안정화를 얻을 수 있다.
상기 칼코제나이드로서는 예컨대 SiOx(1≤X≤2), AlOX(1≤X≤1.5), SiON, SiAlON 등을 바람직하게 들 수 있으며, 할로겐화 금속으로서는 예컨대 LiF, MgF2, CaF2, 불화 희토류 금속 등을 바람직하게 들 수 있으며, 금속 산화물로서는 예컨대 Cs2O, Li2O, MgO, SrO, BaO, CaO 등을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 전기 발광 소자에 있어서, 이렇게 제작된 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 표면에 전자 전달 화합물과 환원성 도판트의 혼합 영역 또는 정공 전달 화합물과 산화성 도판트의 혼합 영역을 배치하는 것도 바람직하다. 이러한 방식으로, 전자 전달 화합물이 음이온으로 환원되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 전자를 주입 및 전달하기 용이해진다. 또한, 정공 전달 화합물은 산화되어 양이온으로 되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 정공을 주입 및 전달하기 용이해진다. 바람직한 산화성 도판트로서는 각종 루이스산 및 억셉터(acceptor) 화합물을 들 수 있다. 바람직한 환원성 도판트로서는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
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 것은 아니다.
[제조예]
[제조예 1]화합물 30의 제조
화합물 A의 제조
반응기에 2-브로모플루오렌(2-Bromofluorene) 19.6 g (79.96 mmol)을 넣고 테트라부틸암모늄하이드록시드(tetrabutylammonium hydroxide)6.4 mL (6.4 mmol)를 넣는다. 교반하면서 피리딘(pyridine) 80 mL를 넣어준다. 격렬하게 교반을 하면서 공기를 불어넣어준다. 3일 후에 초산을 100 mL 넣어 중성을 맞춘 후에 생성된 노란색 고체를 여과하여 준다. 이렇게 얻어진 고체는 에탄올 100 mL를 넣고 교반하여 재결정하여 화합물 A 10.7 g (41.3 mmol)를 얻었다.
화합물 B의 제조
질소 대기 하에서 화합물 A 7.0 g (27.02 mmol)을 반응기에 넣고 건조된 테트라하이드로퓨란 용매 (tetrahydrofuran) 500 mL에 녹인 후, 브로모페닐마그네슘 (Phenyl magnesium bromide) 18.01 mL (54.03 mmol)을 천천히 적가한다. 적가한 후에 80℃로 온도를 올려 환류 교반하여 준다. 18시간 후에 포화된 염화암모늄 용액을 천천히 적가하여 반응을 종료한다. 한 시간 후에 에틸아세테이트 300 mL로 추출하고, 물(500 mL)로 세척한 후에 얻은 유기층에 황산마그네슘을 넣어 수분을 제거한 후 감압 증류하여 얻은 고체를 다이클로로메탄 300 mL과 n-헥산 300 mL로 재결정하여 흰색 파우더의 화합물 B 8.0 g (23.72 mmol)를 얻었다.
화합물 C의 제조
화합물 B 10.0 g (29.65 mmol)를 벤젠 용매 200 mL에 녹인 후 반응기에 넣고, 50 ℃로 환류교반한다. 트리플루오로메탄설포네이트(Trifloromethanesulfonate) 5.45 mL (59.31 mmol)을 천천히 적가하여 준다. 20 시간 후에 포화된 암모늄클로라이드(sat. NH4Cl)를 천천히 넣어주어 반응을 종결 시킨다. 디클로로메탄 300mL로 추출하여 얻은 유기층에 황산마그네슘을 넣어 수분을 제거 한 후 감압 증류하여 얻은 고체를 다이클로로메탄 100 mL과 메탄올 300 mL로 재결정하여 화합물 C 7.8 g (19.63 mmol)를 얻었다.
화합물 D의 제조
1-브로모-4-tert-부틸벤젠(1-bromo-4-tert-butylbenzene) 100.0 g (469.24 mmol)과 아미노벤젠(Aminobenzene) 48.06 g (516.16 mmol)에 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(Bis(dibenzylideneacetone)palladium)(0) 4.05g (4.69 mmol), 탄산세슘(Cessium carbonate) 305.77 g (938.48 mmol)을 반응기에 넣고, 질소 대기 하에서 톨루엔 용매 4L를 넣는다. 용매를 넣은 후에 교반을 하면서 트리-tert-부틸포스핀(tri-tert-butyl phosphoine)을 넣는다. 온도를 120℃까지 올려 환류 교반 하여 준다. 3시간 후에 물 2L를 넣어 반응을 종결한 후에 에틸아세테이트 2L를 이용하여 추출하여 준다. 얻은 유기층에 황산마그네슘을 넣어 수분을 제거한 후 감압 증류하여 얻은 고체를 디클로로메탄 300 mL과 n-헥산 300 mL로 재결정하여 화합물 D 80.0 g (75.6 %)를 얻었다.
화합물 E의 제조
브롬화구리(Copper bromide) 101.0 g (0.45 mmol), tert-부틸나이트레이트(tert-Butyl nitrite) 58.34 mL (0.49 mmol), 아세토나이트릴(Acetonitril) 800 mL을 넣고 70℃에서 교반하였다. 1시간 후에 2,6-디아미노안트라퀴논(2,6-Diaminoanthraquinone) 45.0 g (0.19 mmol)을 넣고 85℃에서 교반한다. 48시간 뒤 20% 염산 1L를 넣고 1시간동안 교반한 후 생성된 침전물을 여과하여 물과 메탄올로 여러 차례 세척하였다. 다시 아세톤과 다이클로로메탄으로 2회씩 세척한 후에 화합 물 E 50.0 g (72 %)를 얻었다.
화합물 F의 제조
화합물 C 20.0 g (50.34 mmol)을 질소 대기 하에서 건조된 테트라하이드로퓨란 용매 (tetrahydrofuran) 200 mL에 녹인 후에, -78℃에서 2.5M n-부틸리튬(n-butyllithium, 2.5M solution in n-Hexane) 26.85 mL (67.12 mmol)를 천천히 적가 하였다. 1시간동안 교반한 후에 위에서 얻은 화합물 E 6.14 g(16.78 mmol)을 첨가하고 천천히 실온으로 올리면서 교반하였다. 17시간 뒤 물을 넣고 30분 동안 교반하고 에틸아세테이트 (500 mL)로 추출하고 물(500 mL)로 세척한 후에 얻은 유기층에 황산마그네슘을 넣어 수분을 제거한 후 감압 증류하여 얻은 고체를 디클로로메탄 300 mL과 n-헥산 300 mL로 재결정하여 화합물 F 7.3 g (45 %)를 얻었다.
화합물 G의 제조
화합물 F 7.0 g (6.98 mmol)과 요오드화칼륨 4.64 g (27.92 mmol), 소듐하이드로포스파이트(sodium hydrophosphite) 4.44 g (41.88 mmol), 초산 100 mL를 넣고 환류 교반하였다. 15시간 뒤 물 500 mL을 넣고 1시간동안 교반 후 감압 여과하여 얻은 침전물을 물 300 mL로 3회, 아세톤 300 mL로 1회 세척한 후에 디클로롤메탄 100 mL와 메탄올 500 mL 로 재결정하여 연한 노란색의 화합물 G 5.0 g (76 %)를 얻었다.
화합물 30의 제조
화합물 G 4.0 g (4.13 mmol)과 화합물 D 2.79 g (12.39 mmol), 팔라듐아세테이트(II)(Palladium Acetate(II)) 0.31 g (0.34 mmol), 트리-tert-부틸포스핀(tri-tert-butyl phosphoine) 0.2 mL (0.83 mmol), 탄산세슘(cessium carbonate) 6.05 g (12.39 mmol)을 넣고 톨루엔 용매 50 mL를 넣는다. 질소 대기하에서 환류 교반 하였다. 8시간 후 실온으로 내린 뒤 물 100 mL를 넣어 반응을 종결 한 후에 디클로로메탄 300 mL로 추출하여 얻은 유기층의 수분을 제거하기위해 황산마그네슘을 넣고 감압 증류하여 생성된 유기물을 컬럼크로마토그라피(디클로로메탄:n-헥산 = 5:1)로 분리하여 원하는 목적화합물 30 2.0 g (38 %)를 얻었다.
[제조예 2]화합물 1579의 제조
화합물 H의 제조
브롬화구리(Copper bromide) 20.0 g (89.43 mmol)을 아세토나이트릴 용매 250 mL에 녹인 후 tert-부틸나이트레이트(tert-Butyl nitrite) 10.62 mL (89.43 mmol)을 넣고 70℃에서 교반하였다. 1시간 후에 4-트리틸아닐린(4-Tritylaniline) 20.0 g (59.62 mmol)을 넣고 85℃에서 교반한다. 20 시간 후 온도를 실온으로 낮춘 다음, 물에 반응물을 가한다. 클로로포름 500 mL 로 추출한 다음 소금물 500 mL 로 씻어준다. 얻은 유기층의 수분을 제거하기 위해 황산마그네슘을 넣고 감압 증류하여 생성된 유기물을 디클로로메탄 20 mL와 메탄올 100 mL 로 재결정하여 원하는 화 합물 H 22.0 g (92 %)를 얻었다.
화합물 I의 제조
브롬화구리(Copper bromide) 101.0 g (0.45 mmol), tert-부틸나이트레이트(tert-Butyl nitrite) 58.34 mL (0.49 mmol), 아세토나이트릴(Acetonitril) 800 mL을 넣고 70℃에서 교반하였다. 1시간 후 2,7-디아미노안트라퀴논(2,6-Diaminoanthraquinone) 45.0 g (0.19 mmol)을 넣고 85℃에서 교반한다. 48시간 뒤 20% 염산 1L를 넣고 1시간동안 교반한 후 생성된 침전물을 여과하여 물과 메탄올로 여러 차례 세척하였다. 다시 아세톤과 다이클로로메탄으로 2회씩 세척한 후에 화합물 I 50.0 g (72 %)를 얻었다.
화합물 J의 제조
화합물 H 20.0 g (45.58 mmol)을 질소 대기 하에서 건조된 테트라하이드로퓨란 용매 (tetrahydrofuran) 250 mL에 녹인 후에, -78℃에서 2.5M n-부틸리튬(n-butyllithium, 2.5M solution in n-Hexane) 29.28 mL (45.58 mmol)를 천천히 적가 하였다. 1시간동안 교반한 후에 위에서 얻은 화합물 I 6.69 g (18.30 mmol)을 첨가하고 천천히 실온으로 올리면서 교반하였다. 17시간 뒤 물 300 mL을 넣고 30분 동안 교반하고 에틸아세테이트 (500 mL)로 추출하고 물(500 mL)로 세척한 후에 얻은 유기층에 황산마그네슘을 넣어 수분을 제거한 후 감압 증류하여 얻은 고체를 디클로로메탄 300 mL과 n-헥산 300 mL로 재결정하여 화합물 J 11.6 g (65 %)를 얻 었다.
화합물 K의 제조
화합물 J 11.5 g (11.42 mmol)과 요오드화칼륨 7.58 g (45.68 mmol), 소듐하이드로포스파이트(sodium hydrophosphite) 7.26 g (68.53 mmol), 초산 100 mL를 넣고 환류 교반하였다. 15시간 뒤 물 500 mL을 넣고 1시간동안 교반 후 감압 여과하여 얻은 침전물을 물 300 mL로 3회, 아세톤 300 mL로 1회 세척한 후에 디클로롤메탄 100 mL와 메탄올 500 mL 로 재결정하여 연한 노란색의 화합물 K 4.5 g (40 %)를 얻었다.
화합물 1579의 제조
화합물 K 4.5 g (4.63 mmol)과 디페닐아민(Diphenylamine) 2.4 g (13.88mmol), 팔라듐아세테이트(II)(Palladium Acetate(II)) 0.1 g (0.46 mmol), 트리-tert-부틸포스핀(tri-tert-butyl phosphoine) 0.3 mL (0.93 mmol), 탄산세슘(cessium carbonate) 6.78 g (13.88 mmol)을 넣고 톨루엔 용매 50 mL를 넣는다. 질소 대기 하에서 환류 교반 하였다. 8시간 후 실온으로 내린 뒤 물 100 mL를 넣어 반응을 종결 한 후 디클로로메탄 300 mL로 추출하여 얻은 유기층의 수분을 제거하기 위해 황산마그네슘을 넣고 감압 증류하여 생성된 유기물을 컬럼크로마토그래피(디클로로메탄:n-헥산 = 5:1)로 분리하여 원하는 목적화합물 1579 2.5 g (47 %)를 얻었다.
상기 제조예 1 의 방법을 이용하여 하기 표 1의 유기 발광 화합물 1 내지 화합물 1315를 제조하였으며, 제조예 2 방법을 이용하여 하기 표 2의 유기 발광 화합물 1316 내지 화합물 2630을 제조하였다. 또한 표 3에 제조된 유기 발광 화합물들의 1H NMR 및 MS/FAB를 나타내었다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[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 3을 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트를 기준으로 2 내지 5 mol%로 도핑함으로써 상기 정공 전달 층 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 정공전달층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하였다.
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 4에 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 4]
상기 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 화합물 H-5와 3.0 % 도핑을 한 화합물 3의 경우, 가장 높은 발광 효율을 보였다. 이는 종래의 Alq:C545T(비교예 1) 대비 2배가 넘는 발광 효율이고, 화합물 3 (비교예 2)에 대비해서는 발광 효율이 20~30% 증가 하였다.
본 발명의 고성능 발광 재료들은 20,000 cd/m2 정도의 고휘도에서도 효율의 저하가 1 ~ 2cd/A 이내인 것은, 본 발명의 발광 재료가 저휘도 뿐만 아니라, 고휘도에서도 좋은 특성을 유지할 수 있는 정도의 뛰어난 재료 특성으로, 이는 수동형 내지 능동형 유기 전기발광 소자에서 모두 유리한 특성을 가질 수 있다는 것을 보 여 주고 있다.
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 (21)
- 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기 발광 화합물.[화학식 1][화학식 2][상기 화학식 1 및 화학식 2에서,R1 및 R2는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C5-C60)헤테로아릴이고, 상기 아릴 및 헤테로아릴은 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 할로(C1-C30)알킬, 할로(C1-C30)알콕시, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕시, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6- C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있으며, 단 상기 R1 또는 R2의 탄소수 총합이 21 내지 60개이고;Ar1 내지 Ar4는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이고, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노 및 아릴아미노는 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
- 제 1항에 있어서,하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 유기 발광 화합물.[화학식 3][화학식 4][상기 화학식 3 및 4에서,R1 및 R2는 상기 청구항 제1항에서의 정의와 동일하고;Ar5 내지 Ar8은 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이며, 상기 Ar5 내지 Ar8의 아릴, 헤테로아릴, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로(C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕 시, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;Ar9 내지 Ar12는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴이며, 상기 Ar9 내지 Ar12의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로(C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C6-C30)아르(C1-C30)알콕시, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있으며;단, Ar5가 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 m은 0이고, Ar5가 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 m은 1 내지 4의 정수이고,Ar6가 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 n은 0이고, Ar6가 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 n은 1 내지 4의 정수이고,Ar11이 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 x는 0이고, Ar11이 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 x는 1 내지 4의 정수이고,Ar12가 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C3-C60)시클로알킬 또는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬인 경우 y은 0이고, Ar12가 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌인 경우 y은 1 내지 4의 정수이다.]
- 제 2항에 있어서,상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 하기 구조에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.[R11 및 R12는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬이고; R13은 수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬이고; R14 내지 R16은 서로 독 립적으로 (C6-C60)아릴, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬이고; R17 및 R18은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬이고; R19 및 R20은 서로 독립적으로 수소 또는 (C1-C60)알킬이고; R21 내지 R26은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬이고; R31 내지 R34는 서로 독립적으로 수소 또는 (C1-C60)알킬이다.]
- 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;R41 내지 R46은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R41과 R42, R43과 R44 또는 R45와 R46은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고;A는 CR51R52, NR53, O 또는 S이고;R51 내지 R53은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R51과 R52는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있는 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 상기 청구항 제 1항에서 정의한 바와 동일하고;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, 트리메틸실릴, 트리에 틸실릴, 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-부 틸, 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;a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;m, n, x 및 y는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.]
- 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 8항에 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 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,상기 유기물층은 발광영역을 포함하며, 상기 발광영역은 상기 유기 발광 화합물 하나 이상과 하나 이상의 호스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 11항에 있어서,호스트는 하기 화학식 5 내지 화학식 7로 표시되는 화합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.[화학식 5][화학식 6][화학식 7][상기 화학식 5 내지 화학식 7에서, R61 및 R62는 서로 독립적으로 (C6-C60) 아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬 또는 (C3-C60)시클로알킬이며, 상기 R61 및 R62의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 또는 트리(C6-C60)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있으며;R63 내지 R66는 수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, (C4-C60)헤테로아릴, (C5-C60)시클로알킬 또는 (C6-C60)아릴이며, 상기 R63 내지 R66의 헤테로아릴, 시클로알킬 또는 아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 또는 트리(C6-C60)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;E 및 F는 서로 독립적으로 화합결합이거나 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴렌이며, ;Ar21 및 Ar23는 하기 구조에서 선택되는 아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴이며,상기 Ar21 및 Ar23의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴로부터 선택된 치환기가 하나이상 치환될 수 있고;Ar22는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조의 화합물이며,상기 Ar22의 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환될 수 있으며;R71, R72, R73 및 R74는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며,R81, R82, R83 및 R84는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있다.]
- 제 10항에 있어서,상기 유기물층에 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,상기 유기물층에 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,상기 발광층을 포함하는 유기전기발광소자를 서브픽셀로 하고, Ir, Pt, Pd, Rh, Re, Os, Tl, Pb, Bi, In, Sn, Sb, Te, Au 및 Ag로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속화합물을 포함하는 서브픽셀 하나 이상을 동시에 병렬로 패터닝한 독립발광 방식의 픽셀구조를 가진 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,상기 발광층에 500nm이하의 파장을 발광피크로 갖는 화합물 또는 560nm이상의 파장을 발광피크로 갖는 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,상기 유기물층은 발광층 이외에 전하생성층을 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,한 쌍의 전극중 하나 이상의 내측표면에 칼코제나이드(chalcogenide)층, 할로겐화 금속층 및 금속 산화물층으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 층이 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 10항에 있어서,한 쌍의 전극중 하나 이상의 내측표면에 환원성 도판트(dopant)와 유기물의 혼합 영역, 또는 산화성 도판트와 유기물의 혼합 영역이 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자.
- 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 태양 전지.
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