KR20100048210A - 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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KR20100048210A
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Abstract

본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 태양전지에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112008075593405-PAT00001
[상기 화학식 1에서, A는 화학결합이거나, (C6-C60)아릴렌 또는 (C2-C60)헤테로아릴렌이고; 단,
Figure 112008075593405-PAT00002
의 탄소수의 총합이 19 내지 60개이다.]
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 청색의 발광효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 양호한 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
도판트, 유기 발광 화합물, 유기 발광 소자, 청색

Description

신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{Novel organic electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same}
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 태양전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 청색 발광 재료로서 사용되는 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 도판트로서 채용하고 있는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
표시 소자 중, 전기 발광 소자(electroluminescence device: EL device)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있으며, 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사에서는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
유기 EL 소자에서 발광 효율, 수명 등의 성능을 결정하는 가장 중요한 요인은 발광 재료로서, 이러한 발광 재료에 요구되는 몇 가지 특성으로는 고체상태에서 형광 양자 수율이 커야하고, 전자와 정공의 이동도가 높아야 하며, 진공 증착시 쉽 게 분해되지 않아야 하고, 균일한 박막을 형성, 안정해야한다.
유기 발광 재료는 크게 고분자 재료와 저분자 재료로 나눌 수 있는데, 저분자 계열의 재료는 분자 구조 면에서 금속 착화합물과 금속을 포함하지 않는 순수 유기 발광 재료가 있다. 이러한 발광 재료로는 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄 착제 등의 킬레이트 착제, 쿠마린 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 비스스타이릴아릴렌 유도체, 옥사다이아졸 유도체 등의 발광 재료가 알려져 있고, 이들로부터는 청색에서 적색까지의 가시 영역 발광을 얻을 수 있다고 보고되었고 컬러 표시 소자의 실현이 기대되고 있다.
한편, 청색 재료의 경우, 이데미쓰-고산의 DPVBi(화학식 a) 이후로 많은 재료들이 개발되어 상업화되어 있으며, 이데미쓰-고산의 청색 재료 시스템과 코닥의 디나프틸안트라센(dinaphthylanthracen, 화학식 b), 테트라(t-부틸)페릴렌(tetra(t-butyl)perlyene, 화학식 c) 시스템 등이 알려져 있으나, 아직도 많은 연구 개발이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 현재까지 가장 효율이 좋다고 알려진 이데미쓰-고산의 디스트릴(distryl)화합물의 시스템은 파워 효율의 경우, 6 lm/W이고, 소자 수명이 30,000 시간 이상으로 좋기는 하나, 구동 시간에 따른 색순도의 저하로 인하여 풀컬러 디스플레이에 적용했을 때, 수명이 불과 수천시간에 불과하다. 청색 발광은 발광 파장이 장파장 쪽으로 조금만 이동해도 발광 효율 측면에서는 유리해지나, 순청색을 만족시키지 못해 고품위의 디스플레이에는 적용이 쉽지 않은 문제점을 갖고 있으며, 색순도, 효율 및 열안정성에 문제가 있어 연구 개발이 시급한 부분이라고 하겠다.
[화학식 a]
Figure 112008075593405-PAT00003
[화학식 b]
Figure 112008075593405-PAT00004
[화학식 c]
Figure 112008075593405-PAT00005
따라서, 본 발명자들은 상기의 종래의 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 발광 효율이 뛰어나고 수명이 획기적으로 개선된 유기 발광 소자를 실현하기 위한 새로운 발광 화합물을 발명하게 되었다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 기존의 도판트 재료보다 발광 효율 및 소자 수명이 좋으며, 적절한 색좌표를 갖는 우수한 골격의 유기 발광 화합물을 제공하는 것이며, 또 다른 목적으로서 상기 유기 발광 화합물을 발광 재료로서 채용하는 고효율 및 장수명의 유기 발광 소자를 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 상기 유기 발광 화합물을 포함하는 유기 태양 전기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 발광효율이 좋고 재료의 색순도 및 수명특성이 뛰어나 구동수명이 매우 우수한 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
[화학식 1]
Figure 112008075593405-PAT00006
[상기 화학식 1에서,
A는 화학결합이거나, (C6-C60)아릴렌 또는 (C2-C60)헤테로아릴렌이고;
Ar1은 (C6-C40)아릴렌, (C2-C40)헤테로아릴렌 또는
Figure 112008075593405-PAT00007
이고;
Ar2는 수소, (C1-C20)알킬, (C6-C20)아릴, (C2-C20)헤테로아릴, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C20)시클로알킬 또는
Figure 112008075593405-PAT00008
이고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬 또는 아다만틸이거나, 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있으며, 상기 알킬렌의 탄소원자는 O, S 또는 NR3로 치환될 수 있고;
R3은 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C1-C60)트리알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아 릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이고;
X1 및 Y1은 서로 독립적으로 화학결합이거나, -(CR4R5)n-, -N(R6)-, -Si(R7)(R8)-, -O-, -S-, -Se- 또는 -(R9)C=C(R10)-이고;
R4 내지 R10은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이거나, R4와 R5, R7과 R8 및 R9와 R10은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있고;
A 및 Ar1의 아릴렌, 헤테로아릴렌, Ar2의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬 및 R1 내지 R10의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 시클로알킬 또는 아다만틸은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 피페리디노, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 하기 구조의 치환기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;
Figure 112008075593405-PAT00009
m은 1 내지 3의 정수이고;
n은 1 내지 4의 정수이고;
단,
Figure 112008075593405-PAT00010
의 탄소수의 총합이 19 내지 60개이다.]
본 발명에 기재된 “알킬”, “알콕시” 및 그 외 “알킬”부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 발명에 기재된 「아릴」은 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, 인데닐(indenyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 기재된 「헤테로아릴」은 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. 상기 헤테로아릴기는 고리내 헤테로원자가 산화되거나 사원화되어, 예를 들어 N-옥 사이드 또는 4차 염을 형성하는 2가 아릴 그룹을 포함한다. 구체적인 예로 퓨릴, 티에닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 테트라지닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라자닐, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐 등의 단환 헤테로아릴, 벤조퓨릴, 벤조티에닐, 이소벤조퓨릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴놀리진일, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 페난트리디닐, 벤조디옥솔릴 등의 다환식 헤테로아릴 및 이들의 상응하는 N-옥사이드(예를 들어, 피리딜 N-옥사이드, 퀴놀릴 N-옥사이드), 이들의 4차 염 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 기재되어 있는 “(C1-C60)알킬”부분이 포함되어 있는 치환체들은 1 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 1 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 1 내지 10개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C6-C60)아릴”부분이 포함되어 있는 치환체들은 6 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 6 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 6 내지 12개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C3-C60)헤테로아릴”부분이 포함되어 있는 치환체들은 3 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 4 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 4 내지 12개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C3-C60)시클로알킬”부분이 포함되어 있는 치환체들은 3 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 3 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 3 내지 7개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C2-C60)알케닐 또는 알키닐”부분이 포함되어 있는 치환체들은 2 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 2 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 2 내지 10개의 탄소수를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 유기 발광 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
Figure 112008075593405-PAT00011
[상기 화학식 2에서, R1, R2, X1 및 Y1은 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고;
Ar3 내지 Ar6는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이며, Ar3 내지 Ar6는 동시에 수소는 아니고;
Figure 112008075593405-PAT00012
R4 내지 R10은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.]
상기
Figure 112008075593405-PAT00013
는 하기 구조에서 선택되어지나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112008075593405-PAT00014
[R4 내지 R10은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이거나, R4와 R5, R7과 R8 및 R9와 R10은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있고;
상기 R4 내지 R10의 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(C1- C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 또는 트리(C6-C60)아릴실릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
또한, 상기 A는 화학결합이거나, 하기 구조에서 선택되는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112008075593405-PAT00015
[R11 내지 R15는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 피페리디노, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이거나 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112008075593405-PAT00016
R4 내지 R10은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.]
또한, 상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 아다만틸, 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 페난트릴, 안트릴, 플루오란텐일, 트리페닐렌일, 피렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 페릴렌일, 스피로바이플루오레닐, 테트라하이드로나프틸, 아세나프텐일, 인덴일, 피리딜, 바이피리딜, 피롤릴, 퓨릴, 티에닐, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 퀴놀릴, 트리아지닐, 벤조퓨릴, 디벤조퓨릴, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조옥사졸릴, 페난트 리디닐, 페난트로리닐, 피페리디닐 또는 퀴나졸리닐으로부터 선택되는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이거나, 하기 구조에서 선택되고,
Figure 112008075593405-PAT00017
상기 R1 및 R2의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로겐, 트리(C1-C60)알킬실릴, (C1-C60)알콕시, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 (C6-C60)아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있으며;
R21 내지 R24는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
Ar1은 페닐렌, 나프틸렌, 비페닐렌, 플루오레닐렌, 페난트릴렌, 안트릴렌, 플루오란테닐렌, 트리페닐레닐렌, 피레닐렌, 크라이세닐렌, 나프타세닐렌, 페릴레닐렌, 스피로바이플루오레닐렌, 테트라하이드로나프틸렌, 아세나프테닐렌, 인데닐렌, 피리딜렌, 바이피리딜렌, 피롤릴렌, 퓨릴렌, 티에닐렌, 이미다졸릴렌, 벤조이미다졸릴렌, 피라지닐렌, 피리미디닐렌, 피리다지닐렌, 퀴놀릴렌, 트리아지닐렌, 벤조퓨릴렌, 디벤조퓨릴렌, 벤조티에닐렌, 디벤조티에닐렌, 피라졸릴렌, 인돌릴렌, 카바졸릴렌, 인데노카바졸릴렌, 티아졸릴렌, 옥사졸릴렌, 벤조티아졸릴렌, 벤조옥사졸릴렌, 페난트리디닐렌, 페난트롤리닐렌, 피페리디닐렌, 퀴나졸리닐렌,
Figure 112008075593405-PAT00018
또는
Figure 112008075593405-PAT00019
에서 선택되는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이고;
Ar2는 수소, (C1-C20)알킬, (C6-C20)아릴, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬, (C2-C20)헤테로아릴, (C6-C20)아르(C2-C20)알케닐 또는 (C6-C20)아르(C2-C20)알키닐이고;
상기 Ar1의 아릴렌, 헤테로아릴렌 및 Ar2의 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 피페리디노, 모폴리노, 티오모폴리노, 할로겐, 트리(C1-C60)알킬실릴, (C1-C60)알콕시, 트리(C6-C60)아릴실릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴,
Figure 112008075593405-PAT00020
,
Figure 112008075593405-PAT00021
,
Figure 112008075593405-PAT00022
,
Figure 112008075593405-PAT00023
,
Figure 112008075593405-PAT00024
,
Figure 112008075593405-PAT00025
,
Figure 112008075593405-PAT00026
,
Figure 112008075593405-PAT00027
,
Figure 112008075593405-PAT00028
,
Figure 112008075593405-PAT00029
,
Figure 112008075593405-PAT00030
또는 로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있으며,
R4 내지 R10은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거 나, R4와 R5, R7과 R8 및 R9 와 R10은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있으며;
단,
Figure 112008075593405-PAT00032
의 탄소수의 총합이 19 내지 60개이다.
또한 상기 R1과 R2가 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 형성된
Figure 112008075593405-PAT00033
는 하기 구조에서 선택되나, 이에 한정되지는 않는다.
Figure 112008075593405-PAT00034
[R31 내지 R33은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, R31과 R32는융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있다.]
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
Figure 112008075593405-PAT00035
Figure 112008075593405-PAT00036
Figure 112008075593405-PAT00037
Figure 112008075593405-PAT00038
Figure 112008075593405-PAT00039
Figure 112008075593405-PAT00040
Figure 112008075593405-PAT00041
Figure 112008075593405-PAT00042
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Figure 112008075593405-PAT00044
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Figure 112008075593405-PAT00057
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Figure 112008075593405-PAT00060
Figure 112008075593405-PAT00061
Figure 112008075593405-PAT00062
Figure 112008075593405-PAT00063
Figure 112008075593405-PAT00064
Figure 112008075593405-PAT00065
발명에 따른 유기 발광 화합물은 예를 들어 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이, 제조될 수 있으며, 하기 반응식으로만 한정되는 것은 아니다.
[반응식 1]
Figure 112008075593405-PAT00066
또한 본 발명은 유기 태양 전지를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 태양 전지는 상기 화학식 1의 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 유기 발광 소자를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상기 유기물층이 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 하나 이상의 유기 발광 화합물을 발광 도판트로 하여 하나 이상의 호스트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 유기 발광 소자에 적용되는 호스트는 특별히 제한되지 않으나, 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 화합물에서 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
(Ar11)a-L1-(Ar12)b
[화학식 4]
(Ar13)c-L2-(Ar14)d
[상기 화학식 3 및 화학식 4에서,
L1는 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
L2는 안트라세닐렌이며;
Ar11 내지 Ar14은 서로 독립적으로 수소이거나, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, (C4-C60)헤테로아릴, (C5-C60)시클로알킬 또는 (C6-C60)아릴로부터 선택되고, 상기 Ar11 내지 Ar14의 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(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 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴, 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;
a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.]
상기 화학식 3 및 화학식 4의 호스트는 화학식 5 내지 화학식 7로 표시되는 안트라센 유도체 또는 벤즈[a]안트라센 유도체로 예시될 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112008075593405-PAT00067
[화학식 6]
Figure 112008075593405-PAT00068
[화학식 7]
Figure 112008075593405-PAT00069
[상기 화학식 5 내지 화학식 7에서,
R101 및 R102는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬 또는 (C3-C60)시클로알킬이며, 상기 R101 및 R102의 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;
R103 내지 R106는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, (C4-C60)헤테로아릴, (C5-C60)시클로알킬 또는 (C6-C60)아릴이며, 상기 R103 내지 R106의 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;
Z1 및 Z2는 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 Ar22는 (C4-C60)헤테로아릴 또는 하기 구조에서 선택되는 아릴이며,
Figure 112008075593405-PAT00070
상기 Ar21 및 Ar22의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴로부터 선택된 치환기가 하나 이상이 치환될 수 있고;
L11는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조의 화합물이며,
Figure 112008075593405-PAT00071
상기 L11의 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐으로부터 선택된 하나 이상이 치환될 수 있으며;
R111, R112, R113 및 R114는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬 렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며,
R121, R122, R123 및 R124는 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 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 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 예시 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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Figure 112008075593405-PAT00078
Figure 112008075593405-PAT00079
본 발명의 유기 발광 소자에 있어서, 화학식 1의 유기 발광 화합물을 포함하고, 동시에 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부 터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물의 예로 하기의 화학식 8의 화합물이 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.
[화학식 8]
Figure 112008075593405-PAT00080
[상기 화학식 8에서, Ar31 및 Ar32는 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)시클로알킬이고, Ar31 및 Ar32는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하고;
e가 1인 경우 Ar33은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112008075593405-PAT00081
e가 2인 경우 Ar33는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112008075593405-PAT00082
Ar34 및 Ar35은 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
R191, R192 및 R193는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
f는 1 내지 4의 정수이며, g는 0 또는 1의 정수이고,
상기 Ar31 및 Ar32의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노, 알킬아미노, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬, 또는 상기 Ar33의 아릴, 헤테로아릴, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌, 또는 상기 Ar34 및 Ar35의 아릴렌 및 헤테로아릴렌, 또는 R191 내지 R193의 알킬 또는 아릴은 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, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C1-C60)알킬옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알킬티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로, 하이드록시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있다.]
상기 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112008075593405-PAT00083
Figure 112008075593405-PAT00084
또한, 본 발명의 유기 발광 소자에 있어서, 유기물층에 상기 화학식 1의 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 및 전하생성층을 포함할 수 있다.
본 발명의 화학식 1의 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 유기물층에 480 내지 560nm의 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]
M 1 L 21 L 22 L 23
[화학식 9에서 M1은 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족 및 16족의 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 리간드 L21, L22 및 L23 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되어진다.
Figure 112008075593405-PAT00085
Figure 112008075593405-PAT00086
[R201 내지 R203은 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고;
R204 내지 R219는 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 R204 내지 R219의 알킬, 시클로알킬, 알케닐 또는 아릴은 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
R220 내지 R223는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬 또는 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴이고;
R224 및 R225는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R224와 R225는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R224 및 R225의 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 않은 (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;
R226은 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C5-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이고;
R227 내지 R229은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할 로겐이고, 상기 R226 내지 R229의 알킬 및 아릴은 할로겐 또는 (C1-C60)알킬로 더 치환될 수 있으며;
Q는
Figure 112008075593405-PAT00087
,
Figure 112008075593405-PAT00088
또는
Figure 112008075593405-PAT00089
이며, R231 내지 R242는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, (C6-C60)아릴, 시아노, (C5-C60)시클로알킬이거나, R231 내지 R242는 서로 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)스피로고리 또는 (C5-C9)융합고리를 형성하거나, R207 또는 R208과 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)융합고리를 형성할 수 있다.]
[화학식 10]
Figure 112008075593405-PAT00090
[상기 화학식 10에서, R301 내지 R304은 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 R301 내지 R304의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 형 성된 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]
Figure 112008075593405-PAT00091
[화학식 12]
Figure 112008075593405-PAT00092
[화학식 13]
L 24 L 25 M 2 (T) h
[상기 화학식 13에서, 리간드 L24 및 L25 는 서로 독립적으로 하기 구조로부 터 선택되고;
Figure 112008075593405-PAT00093
M2은 2가 또는 3가 금속이며;
M2이 2가 금속인 경우 h는 0이고, M2이 3가 금속인 경우 h는 1이고;
T는 (C6-C60)아릴옥시 또는 트리(C6-C60)아릴실릴이고, 상기 T의 아릴옥시 및 트리아릴실릴은 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이 더 치환될 수 있으며;
G는 O, S 또는 Se 이고;
C 고리는 옥사졸, 싸이아졸, 이미다졸, 옥사디아졸, 싸이아디아졸, 벤조옥사졸, 벤조싸이아졸, 벤조이미다졸, 피리딘 또는 퀴놀린이고;
D 고리는 피리딘 또는 퀴놀린이며, 상기 D 고리는 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 나프틸이 더 치환될 수 있고;
R401 내지 R404은 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 R401과 화학결합을 이루어 융합고리를 형성할 수 있으며;
상기 C 고리와 R401 내지 R404의 아릴기는 (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치 환된 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 트리(C1-C60)알킬실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 아미노기로 더 치환될 수 있다.]
[화학식 14]
Figure 112008075593405-PAT00094
[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 또는 (C3-C60)시클로알킬이고, Ar41 및 Ar42는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하고;
i가 1인 경우 Ar43은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112008075593405-PAT00095
i가 2인 경우 Ar43는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112008075593405-PAT00096
Ar44 및 Ar45은 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
R491, R492 및 R493는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
j는 1 내지 4의 정수이며, k는 0 또는 1의 정수이고,
상기 Ar41 및 Ar42의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노, 알킬아미노, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬, 또는 상기 Ar43의 아릴, 헤테로아릴, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌, 또는 상기 Ar44 및 Ar45의 아릴렌 및 헤테로아릴렌, 또는 R491 내지 R493의 알킬 또는 아릴은 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, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C1-C60)알킬옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알킬티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로, 하이드록시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환 될 수 있다.]
[화학식 15]
Figure 112008075593405-PAT00097
[상기 화학식 15에서, R501 내지 R504는 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, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R501 내지 R504은 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 R501 내지 R504의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노, 아릴아미노 및 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐 렌으로 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, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
상기 발광층에 480 내지 560nm의 파장을 발광피크로 갖는 화합물 또는 560nm이상의 파장을 발광피크로 갖는 화합물은 하기 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112008075593405-PAT00098
Figure 112008075593405-PAT00099
Figure 112008075593405-PAT00100
Figure 112008075593405-PAT00101
Figure 112008075593405-PAT00102
Figure 112008075593405-PAT00103
Figure 112008075593405-PAT00104
Figure 112008075593405-PAT00105
Figure 112008075593405-PAT00106
Figure 112008075593405-PAT00107
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 청색의 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 1의 제조
Figure 112008075593405-PAT00108
화합물 I 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 a (6g, 15.4mmol), 소듐보로하이드라이드(Sodiumborohydride) (2.3g, 60.7mmol)을 넣고 에탄올(156ml)로 녹인 뒤 3시간 동안 환류시킨다. 반응이 종결되면 플라스크에 담긴 용액을 얼음물에 부어넣고 에테르로 추출한다. 무수 황산마그네슘으로 남은 수분을 제거한 뒤 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 I 을 얻었다(6g, 15.3mmol, 수율=99.5%).
화합물 II 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 I (6g, 15.3mmol)을 넣고 트리에틸포스파이 트(Trietylphosphite) (50ml)로 녹인다. 0℃ 로 냉각 후 요오드(Iodine, I2) (3.88g, 15.2mmol) 을 첨가하고 30분간 교반 후 120℃ 로 올려 12시간 동안 환류시킨다. 반응이 종결되면 디스틸(distill)장치로 트리에틸포스파이트를 제거하고 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 II 을 얻었다(6.4g, 12.2mmol, 수율=80%).
화합물 III 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 b (2.5g, 6.3mmol)을 넣고 진공 건조시킨 뒤 질소 가스를 채운다. THF(25ml)을 가하여 화합물 b을 녹인 뒤 -78℃로 냉각시킨다. n-부틸리튬(4.7ml, 7.5mmol)을 천천히 첨가한 뒤 1시간 동안 저온을 유지하며 교반한다. -78℃에서 DMF(0.58ml, 7.5mmol)을 첨가한 뒤 1시간 동안 교반한다. 반응이 끝나면 0℃에서 1M HCl을 첨가한 뒤 에틸아세테이드로 추출하고 무수 황산마그네슘으로 남은 수분을 제거하고 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 III 을 얻었다(1.7g, 5.0mmol, 수율=80%).
화합물 1 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 II (2.5g, 5.00mmol)와 화합물 III (1.7g, 5.00mmol) 을 넣고 진공 건조시킨 뒤 질소가스를 채운다. THF(10ml)을 가하여 상기 화합물을 녹이고 0℃로 냉각시킨 뒤 칼륨터트부톡사이드(t-BuOK) (5.7ml, 5.7mmol)을 천천히 첨가하고 10분간 교반한다. 온도를 실온으로 올린 뒤 1시간 동안 교반한 다. 반응이 끝나면 에틸아세테이트로 추출하고 무수 황산마그네슘으로 남은 수분을 제거하여 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적화합물 1을 얻었다(1.6g, 2.3mmol, 수율=50%).
[ 제조예 2] 화합물 29의 제조
Figure 112008075593405-PAT00109
화합물 IV 의 제조
둥근바닥플라스크에 4-브로모벤즈알데히드 (2.5g, 13.5mmol), 보론산 (6.4g, 17.6mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (0.78g, 6.8mmol), 포타슘 카보네이트 (3.73g, 27mmol)을 넣고, 여기에 톨루엔(120mL), 물(25mL)를 넣고 환류 교반 시킨다. EA로 추출하고 마그네슘 설페이트로 남은 수분을 제거하고 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼으로 정제하여 화합물 IV 을 얻었다(4.5g, 수율=79%).
화합물 29 의 제조
둥근바닥플라스크에 제조예 1에서와 동일한 방법으로 합성한 화합물 II (2.5g, 5.00mmol) 와 화합물 IV (2.1g, 5.00mmol) 을 넣고 진공 건조시킨 뒤 질소가스를 채운다. THF(10ml)을 위 플라스크에 넣어 화합물을 녹이고 0℃로 냉각시킨 뒤 포타슘 터셔리부톡사이드(5.7ml, 5.7mmol)을 천천히 첨가하고 10분간 교반한다. 온도를 실온으로 올린 뒤 1시간 동안 교반한다. 반응이 끝나면 EA로 추출하고 마그네슘 설페이트로 남은 수분을 제거하여 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼으로 정제하여 화합물 29 을 얻었다(1.6g, 수율=50%).
[ 제조예 3] 화합물 565의 제조
Figure 112008075593405-PAT00110
화합물 V 의 제조
둥근바닥플라스크에 출발물질인 (4-브로모페닐)메탄올 (6g, 32.1mmol)을 넣고 트리에틸포스파이트(60ml)로 녹인다. 0℃로 냉각 후 요오드 (7.57g, 32.1mmol) 을 첨가하고 30분간 교반 후 120℃로 올려 12시간 동안 환류시킨다. 반응이 종결되면 증류장치로 트리에틸포스파이트를 제거하고 컬럼으로 정제하여 화합물 V 를 얻었다(8.4g, 수율=90%).
화합물 VI 의 제조
둥근바닥플라스크에 4-(9,9-디페닐-9H-플루오렌-4-일)벤즈알데하이드(4-(9,9-diphenyl-9H-fluoren-4-yl)benzaldehyde) (6g, 14.2mmol), 소듐보로하이드라이드 (2.2g, 56.8mmol) 을 넣고 에탄올(130ml)로 녹인 뒤 3시간 동안 환류 시킨다. 반응이 종결되면 플라스크에 담긴 용액을 얼음물에 부어넣고 Ether로 추출한다. 마그네슘설페이트로 남은 수분을 제거한 뒤 컬럼으로 정제하여 중간체 알코올 화합물을 5.8g (수율=96%) 을 얻었다. 둥근 플라스크에 중간체 알코올 화합물 (10g, 23.6mmol)을 넣고 트리에틸포스파이트(100ml)로 녹인다. 0℃로 냉각 후 요오드 (5.97g, 23.6mmol) 을 첨가하고 30분간 교반 후 120℃로 올려 12시간 동안 환류시킨다. 반응이 종결되면 증류장치로 트리에틸포스파이트를 제거하고 컬럼으로 정제하여 화합물 VI 을 얻었다(12.1g, 수율=88%).
화합물 VII 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 V (2.5g, 8.6mmol), 알데히드 화합물(a) (3.3g, 8.6mmol)을 넣고 진공 건조시킨 뒤 질소가스를 채운다. THF(10ml)을 위 플라스크에 넣어 화합물을 녹이고 0℃로 냉각시킨 뒤 포타슘 터셔리부톡사이드(10ml, 9.9mmol)을 천천히 첨가하고 10분간 교반한다. 온도를 실온으로 올린 뒤 1시간 동안 교반한다. 반응이 끝나면 EA로 추출하고 마그네슘 설페이트로 남은 수분을 제거하여 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼으로 정제하여 화합물 VII 을 얻었다(3g, 수율=65%).
화합물 VIII 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 VII (2.5g, 4.6mmol)을 넣고 진공 건조시킨 뒤 질소 가스를 채운다. THF(25ml)을 위 플라스크에 넣어 화합물을 녹인 뒤 -78℃로 냉각 시킨다. 부틸리튬 (2.2ml, 5.5mmol, 2.5M soulion) 을 플라스크에 천천히 첨가한 뒤 1시간 동안 저온을 유지하며 교반 한다. -78℃에서 DMF(0.43ml, 5.5mmol) 을 첨가한 뒤 1시간 동안 교반한다. 반응이 끝나면 0℃에서 1M HCl 을 첨가한 뒤 EA로 추출하고 마그네슘 설페이트로 남은 수분을 제거하고 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼으로 정제하여 화합물 VIII 을 얻었다(2g, 수율=86%).
화합물 565 의 제조
둥근바닥플라스크에 화합물 VI (2.5g, 4.7mmol), 화합물 VIII (2.3g, 4.7mmol), 을 넣고 진공 건조시킨 뒤 질소가스를 채운다. THF(10ml)을 위 플라스크에 넣어 화합물을 녹이고 0℃로 냉각시킨 뒤 포타슘 터셔리부톡사이드(6ml, 6.1mmol)을 천천히 첨가하고 10분간 교반한다. 온도를 실온으로 올린 뒤 1시간 동안 교반한다. 반응이 끝나면 EA로 추출하고 마그네슘 설페이트로 남은 수분을 제거하여 건조시킨다. 얻어진 물질을 컬럼으로 정제하여 화합물 565 을 얻었다(3.3g, 수율=79%) .
상기 제조예 1 내지 3의 방법을 이용하여 유기 발광 화합물 1 내지 화합물 580을 제조하였으며, 표 1에 제조된 유기 발광 화합물들의 1H NMR 및 MS/FAB를 나타내었다.
[표 1]
Figure 112008075593405-PAT00111
Figure 112008075593405-PAT00112
Figure 112008075593405-PAT00113
Figure 112008075593405-PAT00114
Figure 112008075593405-PAT00115
Figure 112008075593405-PAT00116
Figure 112008075593405-PAT00117
Figure 112008075593405-PAT00118
Figure 112008075593405-PAT00119
Figure 112008075593405-PAT00120
Figure 112008075593405-PAT00121
[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.
Figure 112008075593405-PAT00122
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.
Figure 112008075593405-PAT00123
정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트로서 하기 구조의 dinaphthylanthracene(DNA)를 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 본 발명에 따른 화합물(예 : 화합물 436)을 각각 넣은 후, 증착 속도를 100:1 로 하여 상기 정공 전 달층 위에 30 nm 두께의 발광층(5)을 증착하였다.
Figure 112008075593405-PAT00124
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.
Figure 112008075593405-PAT00125
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 청색 발광 재료인 dinaphthylanthracene(DNA)를 넣고, 또 다른 셀에는 청색 발광 재료인 하기 구조의 화합물 A를 각각 넣은 후, 증착 속도를 100:1 로 하여 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하였다.
Figure 112008075593405-PAT00126
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 소자를 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 상기 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 청색 발광 재료인 dinaphthylanthracene(DNA)을 넣고, 또 다른 셀에는 다른 청색 발광 재료인 하기 구조의 화합물 B를 각각 넣은 후, 증착 속도를 100:1 로 하여 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하였다.
Figure 112008075593405-PAT00127
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 1,000 cd/m2에서 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112008075593405-PAT00128
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 화합물들은 종래의 발광 화합물보다 높은 효율 및 색순도를 구현할 수 있음을 알 수 있었다. 특히, 화합물 437의 경우에는 종래의 발광재료에 대하여 20% 이상 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이는 종래의 발광 화합물에 비해서, 플루오렌에 벌키(bulky)한 치환체, 바람직하게는 터페닐(terphenyl)의 중간 페닐(phenyl)에 입체장애를 가지는 치환체가 이중결합을 통해서 연결되는 경우, 페닐간의 콘쥬게이션 길이(conjugation length)를 줄이는 효과로 인해 소자의 발광효율은 유지하면서도 발광색은 더욱 순청색으로 이동하는 효과가 나타나는 것으로 설명할 수 있다. 특히 터페닐(terphenyl)의 경 우, 중간의 페닐에 치환기를 도입함으로써, 더욱 더 효과를 가중시킬 수 있었다.
이상에서와 같이 본 발명의 유기 발광 화합물은 고효율의 청색 발광 재료로 사용될 수 있고, 기존의 풀컬러 OLED의 휘도, 소비전력 및 수명 면에서 커다란 장점을 가지고 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 (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 발광 화합물.
    [화학식 1]
    Figure 112008075593405-PAT00129
    [상기 화학식 1에서,
    A는 화학결합이거나, (C6-C60)아릴렌 또는 (C2-C60)헤테로아릴렌이고;
    Ar1은 (C6-C40)아릴렌, (C2-C40)헤테로아릴렌 또는
    Figure 112008075593405-PAT00130
    이고;
    Ar2는 수소, (C1-C20)알킬, (C6-C20)아릴, (C2-C20)헤테로아릴, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C3-C20)시클로알킬 또는
    Figure 112008075593405-PAT00131
    이고;
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬 또는 아다만틸이거나, 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있으며, 상기 알킬렌의 탄소원자는 O, S 또는 NR3로 치환될 수 있고;
    R3은 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C1-C60)트리알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이고;
    X1 및 Y1은 서로 독립적으로 화학결합이거나, -(CR4R5)n-, -N(R6)-, -Si(R7)(R8)-, -O-, -S-, -Se- 또는 -(R9)C=C(R10)-이고;
    R4 내지 R10은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 모폴리노, 티오모폴리노, 피페리디노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이거나, R4와 R5, R7과 R8 및 R9와 R10은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있고;
    A 및 Ar1의 아릴렌, 헤테로아릴렌, Ar2의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬 및 R1 내지 R10의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 시클로알킬 또는 아다만틸은 (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 피페리디노, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 하기 구조의 치환기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기가 더 치환될 수 있고;
    Figure 112008075593405-PAT00132
    m은 1 내지 3의 정수이고;
    n은 1 내지 4의 정수이고;
    단,
    Figure 112008075593405-PAT00133
    의 탄소수의 총합이 19 내지 60개이다.]
  2. 제 1항에 있어서,
    하기 화학식 2로 표시되는 유기 발광 화합물.
    [화학식 2]
    Figure 112008075593405-PAT00134
    [상기 화학식 2에서, R1, R2, X1 및 Y1은 상기 청구항 제1항에서의 정의와 동일하고;
    Ar3 내지 Ar6는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이며, Ar3 내지 Ar6는 동시에 수소는 아니고;
    Figure 112008075593405-PAT00135
    R4 내지 R10은 상기 청구항 제1항에서 정의한 바와 동일하다.]
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 A는 화학결합이거나, 하기 구조에서 선택되는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌인 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
    Figure 112008075593405-PAT00136
    [R11 내지 R15는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 피페리디노, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴이거나 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
    Figure 112008075593405-PAT00137
    RR4 내지 R10은 청구항 제1항에서 정의한 바와 동일하다.]
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 아다만틸, 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 페난트릴, 안트릴, 플루오란텐일, 트리페닐렌일, 피렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 페릴렌일, 스피로바이플루오레닐, 테트라하이드로나프틸, 아세나프텐일, 인덴일, 피리딜, 바이피리딜, 피롤릴, 퓨릴, 티에닐, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 퀴놀릴, 트리아지닐, 벤조퓨릴, 디벤조퓨릴, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 피라졸릴, 인돌릴, 카바졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조옥사졸릴, 페난트리디닐, 페난트로리닐, 피페리디닐 또는 퀴나졸리닐으로부터 선택되는 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이거나, 하기 구조에서 선택되고,
    Figure 112008075593405-PAT00138
    상기 R1 및 R2의 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로겐, 트리(C1-C60)알킬실릴, (C1-C60)알콕시, 트리(C6-C60)아릴실릴 또는 (C6-C60)아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있으며;
    R21 내지 R24는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
    Ar1은 페닐렌, 나프틸렌, 비페닐렌, 플루오레닐렌, 페난트릴렌, 안트릴렌, 플루오란테닐렌, 트리페닐레닐렌, 피레닐렌, 크라이세닐렌, 나프타세닐렌, 페릴레닐렌, 스피로바이플루오레닐렌, 테트라하이드로나프틸렌, 아세나프테닐렌, 인데닐렌, 피리딜렌, 바이피리딜렌, 피롤릴렌, 퓨릴렌, 티에닐렌, 이미다졸릴렌, 벤조이미다졸릴렌, 피라지닐렌, 피리미디닐렌, 피리다지닐렌, 퀴놀릴렌, 트리아지닐렌, 벤조퓨릴렌, 디벤조퓨릴렌, 벤조티에닐렌, 디벤조티에닐렌, 피라졸릴렌, 인돌릴렌, 카바졸릴렌, 인데노카바졸릴렌, 티아졸릴렌, 옥사졸릴렌, 벤조티아졸릴렌, 벤조옥사졸릴렌, 페난트리디닐렌, 페난트롤리닐렌, 피페리디닐렌, 퀴나졸리닐렌,
    Figure 112008075593405-PAT00139
    또는
    Figure 112008075593405-PAT00140
    에서 선택되는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이고;
    Ar2는 수소, (C1-C20)알킬, (C6-C20)아릴, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬, (C2-C20)헤테로아릴, (C6-C20)아르(C2-C20)알케닐 또는 (C6-C20)아르(C2-C20)알키닐이고;
    상기 Ar1의 아릴렌, 헤테로아릴렌 및 Ar2의 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 피페리디노, 모폴리노, 티오모폴리노, 할로겐, 트리(C1-C60)알킬실릴, (C1-C60)알콕시, 트리(C6-C60)아릴실릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C2-C60)헤테로아릴,
    Figure 112008075593405-PAT00141
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00142
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00143
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00144
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00145
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00146
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00147
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00148
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00149
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00150
    ,
    Figure 112008075593405-PAT00151
    또는
    Figure 112008075593405-PAT00152
    로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있으며,
    R4 내지 R10은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, R4와 R5, R7과 R8 및 R9 와 R10은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있으며;
    단,
    Figure 112008075593405-PAT00153
    의 탄소수의 총합이 19 내지 60개인 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기
    Figure 112008075593405-PAT00154
    는 하기 구조에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
    Figure 112008075593405-PAT00155
    [R31 내지 R33은 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, R31과 R32는융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 융합고리를 형성할 수 있다.]
  6. 제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어져 있으며, 상기 유기물층은 상기 유기 발광 화합물을 하나 이상과 하기 화학식 3 또는 화학식 4에서 선택되는 호스트 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
    [화학식 3]
    (Ar11)a-L1-(Ar12)b
    [화학식 4]
    (Ar13)c-L2-(Ar14)d
    [상기 화학식 3 및 화학식 4에서,
    L1는 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
    L2는 안트라세닐렌이며;
    Ar11 내지 Ar14은 서로 독립적으로 수소이거나, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, (C4-C60)헤테로아릴, (C5-C60)시클로알킬 또는 (C6-C60)아릴로부터 선택되고, 상기 Ar11 내지 Ar14의 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 (C1-C60)알킬, 할로(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 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴, 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;
    a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.]
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 유기물층에 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 또는 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 유기물층에 480 내지 560nm의 파장을 발광피크로 갖는 화합물 또는 560nm이상의 파장을 발광피크로 갖는 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층 및 전하생성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  11. 제 7항에 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 발광 소자.
  12. 제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 태양 전지.
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