KR20140047830A - 치환기를 가진 피렌 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 - Google Patents

치환기를 가진 피렌 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 구체적으로 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자인 것을 특징으로 한다.
Figure pat00104
Figure pat00105

[화학식 A] [화학식 B]

Description

치환기를 가진 피렌 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자{Pyrene derivatives having substituted groups and organic light-emitting diode including the same}
본 발명은 치환기를 가진 피렌 유도체 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동전압, 전류효율 등의 발광 특성이 우수하고, 보다 장수명의 특성을 가지며 안정적인 피렌 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 작은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 대표적인 평면표시소자인 액정 디스플레이는 기존의 CRT(cathode ray tube)에 비해 경량화가 가능하다는 장점은 있으나, 시야각(viewing angle)이 제한되고 배면 광(back light)이 반드시 필요하다는 등의 단점을 갖고 있다. 이에 반하여, 새로운 평면표시소자인 유기전계발광소자(organic light emitting diode, OLED)는 자기 발광 현상을 이용한 디스플레이로서, 시야각이 크고, 액정 디스플레이에 비해 경박, 단소해질 수 있으며, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있으며, 최근에는 풀-컬러(full-color) 디스플레이 또는 조명으로의 응용이 기대되고 있다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다.
유기 발광 현상을 이용하는 유기전계발광소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전계발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기전계발광소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이러한 유기전계발광소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기전계발광소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자형과 저분자형으로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있다. 또한, 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다.
한편, 발광 재료로서 하나의 물질만 사용하는 경우 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 재료로서 호스트-도판트 시스템을 사용할 수 있다.
그 원리는 발광층을 형성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작은 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 발광층에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때, 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
유기전계발광소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기전계발광소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 당 기술분야에서는 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 장수명을 가지며 구동전압이 낮고 발광효율이 우수한 특성을 갖는 유기전계발광소자용 피렌 유도체 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 피렌 유도체 화합물을 포함하는 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 피렌 유도체 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
Figure pat00001
[화학식 B]
Figure pat00002
상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서,
상기 R1 내지 R4, R6 내지 R9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
R5및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기로 이루어진 군에서 선택되며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
상기 Y1 내지 Y4, Y6내지 Y9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 상기 R1내지 R4, R6내지 R9에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지거나, 또는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기를 가질 수 있으며,
단, [화학식 A]에서는 상기 Y4 및 Y9 중 적어도 하나는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이며,
또한 [화학식 B]에서는 상기 Y1내지 Y3 과 Y6내지 Y8중 적어도 하나는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이다.
[구조식 1] [구조식 1']
Figure pat00003
상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']에서,
상기 A, B 또는 C의 치환기는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론, 중수소 및 수소로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고,
B 또는 C가 2 이상인 경우 각각은 서로 동일하거나 상이하며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하고,
n 은 1 내지 4의 정수이며,
x는 1 내지 4의 정수이고, y는 1 내지 7의 정수이다.
또한 본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 피렌 유도체 화합물을 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.
본 발명에 따르면, [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 피렌 유도체 화합물은 기존 물질에 비하여 안정적이고 우수한 발광 특성을 가지므로 이를 포함하는 유기전계발광소자는 저전압 구동이 가능하고 발광효율을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기전계발광소자의 개략도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하 기술되는 피렌 유도체상의 치환되는 부분에 관한 용어를 통일화하기 위해, 본 발명에서의 피렌기의 방향족 탄소와 결합되는 수소와 치환될 수 있는 부분의 번호는 다음과 같이 정의한다.
Figure pat00004
본 발명은 유기전계소자의 발광층에 포함되는 피렌 유도체 화합물로서, 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하고, [화학식 A] 또는 [화학식 B]에서, 그 치환기를 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
[화학식 A]
Figure pat00005
[화학식 B]
Figure pat00006
상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서,
상기 R1 내지 R4, R6 내지 R9 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
R5및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기로 이루어진 군에서 선택되며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
상기 Y1 내지 Y4, Y6내지 Y9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 상기 R1내지 R4, R6내지 R9에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지거나, 또는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기를 가질 수 있으며,
단, [화학식 A]에서는 상기 Y4 및 Y9 중 적어도 하나는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이며,
또한 [화학식 B]에서는 상기 Y1내지 Y3 과 Y6내지 Y8중 적어도 하나는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이다.
[구조식 1] [구조식 1']
Figure pat00007
상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']에서,
상기 A, B 또는 C의 치환기는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론, 중수소 및 수소로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고,
B 또는 C가 2 이상인 경우 각각은 서로 동일하거나 상이하며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하고,
n 은 1 내지 4의 정수이며,
x는 1 내지 4의 정수이고, y는 1 내지 7의 정수이다.
본 발명에 있어서, "치환 또는 비치환된"이라는 용어는 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로 아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인, 보론, 수소 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되는 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']의 A는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되며, B와 C는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 보론, 시아노기, 할로겐기, 트리플루오르메틸기, 중수소 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
보다 구체적으로, [구조식 1] 또는 [구조식 1']의 상기 B는 시아노기, 할로겐기, 트리플루오르메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
보다 구체적으로, [구조식 1] 또는 [구조식 1']으에서 상기 A는 탄소수 6 내지 24의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소수 2 내지 24의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 중에서 선택되며, B는 시아노기, 할로겐기, 트리플루오로메틸기로 이루어진 군으로부터 선택되고, x는 1 내지 4의 정수이고, x가 2 이상인 경우 각각의 B는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, y는 0일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 [화학식 A]에서는 치환기 Y4 및 Y9 중 선택된 하나만이 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이며, 또한 [화학식 B]에서는 치환기 Y1 내지 Y3 과 Y6내지 Y8중에서 선택된 하나만이 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기일 수 있다.
또 다른 구체적인 예로서, 상기 [화학식 A]에서는 치환기 Y4및 Y9 는 각각 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 치환되고, 또한 [화학식 B]에서는 Y1 내지 Y3 중에서 선택된 어느 하나와 Y6내지 Y8중에서 선택된 어느 하나가 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기일 수 있다.
본 발명에서 상기 R5 및 R10 은 보다 구체적으로, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 4 내지 15의 헤테로 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기의 [화학식 A] 또는 [화학식 B]에 따른 피렌 유도체 화합물에서 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']는 하기 [치환기 1] 내지 [치환기 96]로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
[치환기 1] [치환기 2] [치환기 3]
Figure pat00008
[치환기 4] [치환기 5] [치환기 6]
Figure pat00009
[치환기 7] [치환기 8] [치환기 9]
Figure pat00010
[치환기 10] [치환기 11] [치환기 12]
Figure pat00011
[치환기 13] [치환기 14] [치환기 15]
Figure pat00012
[치환기 16] [치환기 17] [치환기 18]
Figure pat00013
[치환기 19] [치환기 20] [치환기 21]
Figure pat00014
[치환기 22] [치환기 23] [치환기 24]
[치환기 25] [치환기 26] [치환기 27]
Figure pat00016
[치환기 28] [치환기 29] [치환기 30]
Figure pat00017
[치환기 31] [치환기 32] [치환기 33]
Figure pat00018
[치환기 34] [치환기 35] [치환기 36]
Figure pat00019
[치환기 37] [치환기 38] [치환기 39]
Figure pat00020
[치환기 40] [치환기 41] [치환기 42]
Figure pat00021
[치환기 43] [치환기 44] [치환기 45]
Figure pat00022
[치환기 46] [치환기 47] [치환기 48]
Figure pat00023
[치환기 49] [치환기 50] [치환기 51]
Figure pat00024
[치환기 52] [치환기 53] [치환기 54]
Figure pat00025
[치환기 55] [치환기 56] [치환기 57]
Figure pat00026
[치환기 58] [치환기 59] [치환기 60]
Figure pat00027
[치환기 61] [치환기 62] [치환기 63]
Figure pat00028
[치환기 64] [치환기 65] [치환기 66]
Figure pat00029
[치환기 67] [치환기 68] [치환기 69]
Figure pat00030
[치환기 70] [치환기 71] [치환기 72]
Figure pat00031
[치환기 73] [치환기 74] [치환기 75]
Figure pat00032
[치환기 76] [치환기 77] [치환기 78]
Figure pat00033
[치환기 79] [치환기 80] [치환기 81]
Figure pat00034
[치환기 82] [치환기 83] [치환기 84]
Figure pat00035
[치환기 85] [치환기 86] [치환기 87]
Figure pat00036
[치환기 88] [치환기 89] [치환기 90]
Figure pat00037
[치환기 91] [치환기 92] [치환기 93]
Figure pat00038
[치환기 94] [치환기 95] [치환기 96]
Figure pat00039
본 발명의 피렌 유도체 화합물이 상기 [치환기 1] 내지 [치환기 96]로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 가지는 경우에, 상기 R5 및 R10 은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
이하 본 발명의 피렌계 유도체의 제조방법을 간략히 설명한다.
본 발명의 [화학식 A] 의 화합물은 다음과 반응식 1 및 반응식 2를 통해 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00040
(중간체A)
[반응식 2]
(중간체 A) + 2차 아민
Figure pat00041
[화학식 A]
상기 중간체 A와 반응하는 2차 아민은 본 발명의 화학식 A에서 정의된 구조식1의 치환기에 수소가 결합된 형태의 2차 아민이 사용된다.
따라서 본 발명의 [화학식 A]의 화합물은 피렌의 4번과 9번 위치의 할로겐 중 하나 이상을 2차 아민이 치환함으로써, 적어도 하나 이상의 구조식1 또는 구조식 1'의 치환기를 갖는 3차 아민이 포함된 피렌 유도체를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 화학식 A의 화합물은 피렌의 5번과 10번 위치에 수소 또는 중수소를 제외한 치환기를 가질 수 있으며, 또한 상기 중간체A의 전구체인 바이페닐 화합물의 두 개의 페닐기에 치환기를 포함하는 경우 피렌의 1 내지 3번 위치 또는 6 내지 8번 위치를 수소가 아닌 다른 치환기로 치환가능한 장점이 있다.
만약 상기 중간체A의 전구체인 바이페닐 화합물의 두 개의 페닐기에 치환된 치환기가 할로겐이라면, 상기 화학식 A의 화합물은 상기 구조식 1의 아민기를 3개 이상 가질 수도 있다.
한편, 본 발명의 [화학식 B] 의 화합물은 다음과 반응식 3 및 반응식 4를 통해 제조될 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00042
(중간체B)
[반응식 4]
(중간체 B) + 2차 아민
Figure pat00043
[화학식 B]
상기 중간체 B와 반응하는 2차 아민은 본 발명의 화학식 B에서 정의된 구조식1의 치환기에 수소가 결합된 형태의 2차 아민이 사용된다.
따라서 본 발명의 [화학식 B]의 화합물은 피렌의 5번과 10번 위치에 수소 또는 중수소를 제외한 치환기를 가질 수 있으며, 또한 상기 중간체B의 전구체인 바이페닐 화합물의 두 개의 페닐기가 할로겐 치환기를 포함하는 경우 피렌의 1 내지 3번 위치 또는 6 내지 8번 위치중 하나 이상을 상기 구조식1 또는 구조식 1'의 2차 아민이 치환함으로써, 적어도 하나 이상의 구조식1또는 구조식 1'의의 치환기를 갖는 3차 아민이 포함된 피렌 유도체를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 피렌 유도체 화합물을 포함하는 유기전계발광 소자를 제공한다.
이때, 상기 신규한 화합물이 포함된 층은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층인 것이 바람직하며, 애노드 및 캐소드 사이에는 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있고, 상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 구체적인 예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하고, 상기 발광층은 다양한 인광 호스트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 정공수송층(HTL, Hole Transport Layer)이 추가로 적층되어 있고, 상기 캐소드와 상기 유기발광층 사이에 전자수송층(ETL, Electron Transport Layer)이 추가로 적층되어 있는 것일 수 있는데, 상기 정공수송층은 애노드로부터 정공을 주입하기 쉽게 하기 위하여 적층되는 것으로서, 상기 정공수송층의 재료로는 이온화 포텐셜이 작은 전자공여성 분자가 사용되는데, 주로 트리페닐아민을 기본 골격으로 하는 디아민, 트리아민 또는 테트라아민 유도체가 많이 사용되고 있다.
본 발명에서도 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘 (a-NPD) 등을 사용할 수 있다.
상기 정공수송층의 하부에는 정공주입층(HIL, Hole Injecting Layer)을 추가적으로 더 적층할 수 있는데, 상기 정공주입층 재료 역시 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 CuPc(copperphthalocyanine) 또는 스타버스트형 아민류인 TCTA(4,4',4"-tri(N-carbazolyl)triphenyl-amine), m-MTDATA(4,4',4"-tris-(3-methylphenylphenyl amino)triphenylamine) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광소자에 사용되는 상기 전자수송층은 캐소드로부터 공급된 전자를 유기발광층으로 원활히 수송하고 상기 유기발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제함으로써 발광층 내에서 재결합할 수 있는 기회를 증가시키는 역할을 한다.
상기 전자수송층 재료로는 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있음은 물론이며, 예를 들어 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 또는 Alq3등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 전자수송층의 상부에는 캐소드로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 파워효율을 개선시키는 기능을 수행하는 전자주입층(EIL, Electron Injecting Layer)을 더 적층시킬 수도 있는데, 상기 전자주입층 재료 역시 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, LiF, NaCl, CsF, Li2O,BaO등의 물질을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자 등에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 애노드(20), 정공수송층(40), 유기발광층(50), 전자수송층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2),산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.
이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 유기발광층(50)을 적층하고 상기 유기발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이 때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등이 사용될 수 있다.
이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있으며, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용될 수 있다.
또한 상기 발광층은 호스트를 더 포함하고, 상기 발광층에 포함된 본 발명의 화합물은 도펀트의 역할을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 구체적인 예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하고, 상기 발광층은 다양한 인광 호스트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 호스트는 하기 화학식 1로 표시되는 안트라센계 화합물일 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00044
상기 화학식 1 중,
상기 Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴렌기이고;
상기 Ar13및 Ar14는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴기이고;
e 및 f는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수이다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, Ar11 및 Ar12는 페닐렌기; 또는 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 페닐렌기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 e 및 f는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 1 중, Ar13 및 Ar14는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기; 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 파이레닐기; 페난트레닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기 및 페난트레닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, Ar11 및 Ar12는 페닐렌기; 또는 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 페닐렌기;이고, e 및 f는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고; Ar13및 Ar14는 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기; 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 파이레닐기; 및 페난트레닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중, 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등과 같은 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 알킬기를 들 수 있고, 치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기는 상기 비치환된 C1-C60알킬기 중 하나 이상의 수소 원자가 중수소, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12),및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, Q11내지 Q15는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택됨)로 치환된 것이다.
본 명세서 중 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기는 -OA(단, A는 상술한 바와 같은 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기임)의 화학식을 가지며, 이의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 등이 있고, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서 중 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티오기(또는 C1-C60알킬티오기)는 -SA(단, A는 상술한 바와 같은 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기임)의 화학식을 가지며, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서 중 비치환된 탄소수 21 내지 60의 알케닐기(또는 C2-C60알케닐기)는 상기 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에테닐, 프로페닐, 부테닐 등이 있다. 이들 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기(또는 C2-C60알키닐기)는 상기 정의된 바와 같은 탄소수 2 내지 60의 알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에티닐(ethynyl), 프로피닐(propynyl), 등이 있다. 이들 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 탄소수 6내지 60의 아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 비치환된탄소수 6 내지 60의 아릴렌기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 아릴기 및 아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 아릴기 및 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기의 예로는 페닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬페닐기(예를 들면, 에틸페닐기), 탄소수 1 내지 10의 알킬비페닐기(예를 들면, 에틸비페닐기), 할로페닐기(예를 들면, o-, m- 및 p-플루오로페닐기, 디클로로페닐기), 디시아노페닐기, 트리플루오로메톡시페닐기, o-, m-, 및 p-토릴기, o-, m- 및 p-쿠메닐기, 메시틸기, 페녹시페닐기, (α,α-디메틸벤젠)페닐기, (N,N'-디메틸)아미노페닐기, (N,N'-디페닐)아미노페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 할로나프틸기(예를 들면, 플루오로나프틸기), 탄소수 1 내지 10의 알킬나프틸기(예를 들면, 메틸나프틸기), C1-C10알콕시나프틸기(예를 들면, 메톡시나프틸기), 안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 플루오레닐기, 안트라퀴놀일기, 메틸안트릴기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 에틸-크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네릴기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기 등을 들 수 있으며, 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기의 예는 상술한 바와 같은 비치환된 탄소수 1 내지 60의 아릴기의 예와 상기 치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 치환기를 참조하여 용이하게 인식할 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 여기서, 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 탄소수 1 내지 60의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기의 예에는, 피라졸일기, 이미다졸일기, 옥사졸일기, 티아졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조이미다졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 등을 들 수 있다. 상기 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된탄소수 2 내지 60의 아릴렌기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기는 -OA2(여기서, A2는 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴기임)를 가리키고, 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기는 -SA3(여기서, A3는 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴기임)를 가리킨다.
상기 발광층은 하기 화학식 BH1 내지 BH44의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
Figure pat00045
BH01 BH02 BH03 BH04
Figure pat00046
BH05 BH06 BH07 BH08
Figure pat00047
BH09 BH10 BH11 BH12
Figure pat00048
BH13 BH14 BH15 BH16
Figure pat00049
BH17 BH18 BH19 BH20
Figure pat00050
BH21 BH22 BH23 BH24
Figure pat00051
BH25 BH26 BH27 BH28
Figure pat00052
BH29 BH30 BH31 BH32
Figure pat00053
BH33 BH34 BH35 BH36
Figure pat00054
BH37 BH38 BH39 BH40
Figure pat00055
BH41 BH42 BH43 BH44
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
<실시예>
합성예 1. 화합물 BD1의 합성
1. 디할로피렌 중간체 합성
(1-A) 4,9-다이아이오도-5,10-다이페닐-피렌의 합성(이하 '피렌 A'라고 한다.)
(1-A-1) 2-브로모바이페닐아세틸렌의 합성
[반응식5]
Figure pat00056
2-브로모-아이오도-벤젠(10 g, 35 mmol), Pd(PPh3)4(0.8 g, 0.5 mmol), CuI(0.54 g, 1 mmol)을 트리에틸아민 50 mL에 넣고 상온에서 교반하며 잘 섞어 주었다.(반응은 질소 분위기에서 진행), 페닐아세틸렌(3.6 mL, 35 mmol)을 천천히 넣어 주었다.
상온에서 1 시간 정도 교반 후 헥산 300 mL를 넣어 반응을 종결하였으며, 용액 전체를 실리카켈에 통과시켜 생성물을 분리하고, 헥산 500 mL로 컬럼을 마저 내렸다. 용매를 제거하여 흰색의 생성물을 얻었다.(수율 98%)
*128MS(MALDI-TOF): m/z　 257 [M]+
(1-A-2) 2-바이페닐아세틸렌 보로닉산의 합성
[반응식6]
Figure pat00057
2-브로모바이페닐아세틸렌(10 g, 55 mmol)을 THF 100 mL에 녹였다. -78 ℃까지 냉각시킨 상태에서 n-BuLi(50 mL)를 천천히 넣어 주었다. 첨가가 끝나면 -78 ℃에서 1 시간 가량 교반 후 트리메틸 보레이트(6.57 g, 63 mmol)을 넣어 주었다. -78 ℃에서 1 시간 교반 후 2 시간 가량 상온에서 교반하고 2 N HCl을 넣어 산성을 맞추었다. EA로 추출 후 용매 제거하고 헥산에 희석시켜 -78 ℃에서 교반시켜 고체화하여 흰색 고체를 얻었다. (수율 70%)
MS(MALDI-TOF): m/z　 223[M]+
(1-A-3) 2,2'-다이페닐에티닐바이페닐의 합성
[반응식7]
Figure pat00058
2-브로모바이페닐아세틸렌(10 g, 55 mmol), 2-바이페닐아세틸렌 보로닉산(9.5 g, 43 mmol), K2CO3(10.75 g, 78 mmol), Pd(PPh3)4(0.9 g, 1 mmol)을 toluene 100 mL, THF 100 mL, H2O 50 mL 혼합용액에 넣고 reflux시켰다. 반응이 끝나면 층분리하여 유기용매 제거하고, 컬럼분리로 생성물 분리(MC:Hx=1:9)하였다.(수율 70%)
MS(MALDI-TOF): m/z　 355[M]+
(1-A-4) 피렌A의 합성
[반응식8]
Figure pat00059
피렌A
2,2'-다이페닐에티닐바이페닐(10 g, 28 mmol)을 MC 100 mL에 녹였다. 상온에서 ICl (1M in MC)을 68 mL를 천천히 넣어 주었다. 상온에서 1 시간 교반 후 포화 Na2S2O3로 아이오딘을 제거하고 EA 추출하였다. Column(MC:Hx=1:9)으로 생성물 분리하였다.(수율 60%)
MS(MALDI-TOF): m/z　 606[M]+
(1-B) 2,7-다이브로모-5,10-다이페닐-피렌의 합성(이하 '피렌 B'라 한다.)
(1-B-1) 4,4'-다이브로모-2,2'-다이니트로-바이페닐의 합성.
[반응식9]
Figure pat00060
2,5-다이브로모니트로벤젠 250 g(0.890 mol), Copper powder 135.74 g(2.136 mol)과 DMF 1L를 넣었다. 반응기의 온도를 125 ℃로 승온하여 3 시간 동안 교반시켰다. 반응이 종료되면 온도를 실온으로 낮추고, Toluene 500 mL를 넣고 교반시켰다. 녹지않은 무기염을 celite filter하여 제거하고 여액을 건조시켰다. 건조된 여액에 Methanol 2 L를 넣고 강하게 교반시켰다. 생성된 결정을 여과하고 다시 Toluene 500 mL에 녹였다. 다시 남아있는 무기염을 celite filter하여 제거한 후, 여액을 건조시키고 다시 MeOH를 넣고 강하게 교반시켜 재결정여 4,4'-다이브로모-2,2'-다이니트로-바이페닐 139 g(수율77.7%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z　 401[M]+
(1-B-2) 4,4'-다이브로모-2,2'-다이아미노바이페닐의 합성
[반응식10]
Figure pat00061
4,4'-다이브로모-2,2'-다이니트로-바이페닐 139.7 g(0.347 mol)을 넣고 Ethanol 2 L을 넣었다. 그리고 12 M HCl 1 L를 넣고 교반시켰다. 반응기의 온도를 0 ℃로 낮추고 Tin powder 165 g(1.39 mol)을 20 분에 걸쳐서 천천히 넣었다. 반응기의 온도를 100 ℃로 승온하고 3 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 반응기의 온도를 0 ℃로 낮추고 Sodium hydroxide 수용액 12 M 1 L를 천천히 넣어 반응액을 염기성으로 만들었다. Ethylacetate를 넣어 추출하여 유기층을 분리하고 유기층을 무수처리하여 농축하였다. 헥산과 메틸렌클로라이드를 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 분리하여 4,4'-다이브로모-2,2'-다이아미노바이페닐을 얻었다.(87.7 g, 수율 73.8 %)
MS(MALDI-TOF): m/z　 341[M]+
(1-B-3) 4,4'-다이브로모-2,2'-다이아이오도바이페닐의 합성
[반응식11]
Figure pat00062
4,4'-다이브로모-2,2'-다이아미노바이페닐 87.7 g(0.256 mol), 12 M HCl 380 mL, 물 380 mL를 넣었다. 반응기의 온도를 0 ℃로 낮추었다. Sodiumnitrite 44.2 g(0.641 mol)을 물 220 mL에 녹여 반응기에 천천히 적가하고, 적가가 완료되면 1 시간 동안 동일 온도에서 1 시간 동안 교반시켰다. Potassium iodide를 물 850 mL에 녹여 천천히 적가하고, 적가가 완료되면 상온에서 1 시간 동안 교반시켰다. 그리고 반응기의 온도를 60 ℃로 승온하여 3 시간 더 교반시켰다. 반응이 완료되면 실온으로 낮추고 Ethylacetate를 이용하여 추출하여 유기층을 분리하였다. 분리된 유기층을 무수처리하고 건조시킨 후 헥산을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 분리하여 4,4'-다이브로모-2,2'-다이아이오도바이페닐을 42.1g (수율29.1 %)얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z　 563[M]+
(1-B-4) 4,4'-다이브로모-2,2'-다이페닐에티닐바이페닐의 합성
[반응식12]
Figure pat00063
Figure pat00064
500 mL 둥근 바닥 플라스크에 질소기류하에서 4,4'-다이브로모-2,2'-다이아이오도바이페닐 20 g(0.036 mol)과 Copper iodide 0.7 g(0.0035 mol), Pd(PPh3)4 1.6 g(0.0014 mol)을 넣고 Triethyl amine 200 mL에 녹였다. 반응기에 Phenylacetylene 9.3 g(0.085 mol)을 천천히 적가하고 1 시간 동안 교반시켰다. 반응이 종료되면 MC에 녹여 Celite와 Silica를 이용하여 filter하였다. 여액을 건조시키고 헥산을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 분리하여 얻은 4,4'-다이브로모-2,2'-다이페닐에티닐바이페닐을 13.5 g (수율74.3 %) 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z　 511[M]+
(1-B-5) 피렌B의 합성
[반응식13]
Figure pat00065
피렌B
250 mL 반응기에 질소 기류하에서 4,4'-다이브로모-2,2'-다이페닐에티닐바이페닐 12.3 g(0.024 mol)을 넣고 Dichloroethane 120 mL에 녹였다. Iron(III) trifluoro-methansulfonate 1.2 g(0.002 mol)을 넣고 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 hotfilter하였다. 여액을 건조시키고 EA slurry하였다. 생성된 고체를 filter하고 재결정하여 5,10-다이브로모-2,7-다이페닐-피렌을 2.0 g (수율16.3 %) 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z　 511[M]+
2. 아민 유도체의 합성
아민 유도체 1 : 3-(나프탈렌-1-일)-5-(페닐아미노)벤조니트릴의 합성
합성예 2-(1) : 3-브로모-5-(나프탈렌-1-일)벤조니트릴의 합성
둥근 바닥 플라스크에 3,5-디브로모벤조니트릴 20.0 g (77 mmol)과 1-나프탈렌 보론산 13.2 g (77 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 {Pd(PPh3)4}1.8g(2mmol),탄산칼륨 21.2 g (153mmol), 물 30 mL, 톨루엔 100 ml 및 테트라하이드로퓨란 100 mL를 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 헥산으로 재결정하여 건조한 결과, 13.1 g수율 55.5%의 흰색 고체를 얻었다.
합성예 2-(2) : 3-(나프탈렌-1-일)-5-(페닐아미노)벤조니트릴의 합성
둥근 바닥 플라스크에 상기 합성예 2-(1)에서 제조된 3-브로모-5-(나프탈렌-1-일)벤조니트릴 13.1 g(43 mmol), 아닐린 3.6g(43 mmol), 팔라듐 아세테이트 0.14g(0.6mmol), 2,2--비스 다이페닐포스피노-1,1'-바이나프틸 0.4g(0.6mmol), 소듐 터셔리 부톡사이드 8.2g(0.6mmol)과 톨루엔 130ml를 투입 후 24시간 환류시켰다. 온도를 내린후 추출 후 유기층을 농축하여 컬럼크로마토그래피로 분리하였다. 디클로로메탄과 헥산으로 재결정하여 여과 후 건조한 결과 7.9g 수율 58%의 흰색 고체를 얻었다.
3. 치환기를 포함한 피렌 유도체 화합물 BD1 합성
둥근 바닥 플라스크에 상기 합성예 2-(2)에서 제조된 3-(나프탈렌-1-일)-5-(페닐아미노)벤조니트릴 7.9 g(25 mmol), 상기 피렌 A 6.1 g(10mmol), 팔라듐 아세테이트 {Pd(OAc)2}0.09g(0.4mmol),소듐 터셔리 부톡사이드 3.95 g (41 mmol), 트리 터셔리 부틸포스핀 0.08 g (0.4 mmol) 및 톨루엔 80ml를 투입하고 100℃의 반응온도 하에서 2시간 동안 반응시켰다. 반응이 종결되면, 온도를 상온으로 내리고 결정이 생성되면 결정을 여과 후 톨루엔과 에탄올로 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조한 결과, 1.8 g (수율18.2%)의 연노란색 고체 화합물 BD1을 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 991 [M]+
합성예 2. 화합물 BD2의 합성
합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 3,5-디브로모-1-플루오로벤젠을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 2.2 g, 수율 22.5%의 연노란색 고체 화합물 BD2를 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 977 [M]+
합성예 3. 화합물 BD3 의 합성
합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 4-브로모-2-플루오로아닐린을, 1-나프탈렌 보론산 대신 2-나프탈렌 보론산을 사용하고, 합성예 2-(2)에서 아닐린 대신 브로모벤젠을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 2 g, 수율20.5%의 연노란색 고체 화합물 BD3을 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 977 [M]+
합성예 4. 화합물 BD4 의 합성
합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 3,5-디브로모-1-플루오로벤젠을, 합성예 2-(2)에서 아닐린 대신 p-톨루이딘을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 2.2g, 수율 22%의 연노란색 고체 화합물 BD4를 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 1005 [M]+
합성예 5. 화합물 BD5 의 합성
합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 3,5-디브로모-1-플루오로벤젠 을, 1-나프탈렌 보론산 대신 2-나프탈렌 보론산을 사용하고, 합성예 2-(2)에서 아닐린 대신 4-tert-부틸아닐린을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 1.9g, 수율 17.4%의 연노란색 고체 화합물 BD5를 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 1090 [M]+
합성예 6. 화합물 BD6 의 합성
디할로피렌 중간체를 피렌B를 사용한 것과 합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 3-브로모-5-(트리플루오로메틸)아닐린을 사용하고, 아닐린 대신 브로모벤젠을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 2.5g, 수율 23.2%의 연노란색 고체 화합물 BD6을 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 1078 [M]+
합성예 7. 화합물 BD7 의 합성
디할로피렌 중간체를 피렌B를 사용한 것과 합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 2,4-디브로모-6-플루오로아닐린, 1-나프탈렌 보론산 대신 페닐-d5-보론산을 사용하고, 합성예 2-(2)에서 아닐린 대신 브로모벤젠-d5를 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 1.9g, 수율 17.9 %의 연노란색 고체 화합물 BD7를 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 1060[M]+
합성예 8. 화합물 BD8 의 합성
디할로피렌 중간체를 피렌B를 사용한 것과 합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 2,4-디브로모-6-플루오로아닐린, 1-나프탈렌 보론산 대신 페닐-d5- 보론산을 사용하고, 합성예 2-(2)에서 아닐린 대신 4-브로모벤조니트릴을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 2.0g 수율 18.2 %의 연노란색 고체 화합물 BD8를 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 1100[M]+
합성예 9. 화합물 BD9 의 합성
반응식9에서 2,5-다이브로모니트로벤젠 대신 2,4-디브로모-1-니트로벤젠을 사용하여 반응식 9에서 13까지와 동일한 방법으로 합성하여 1,6-다이브로모-5,10-다이페닐-피렌 2.0 g (수율16.3 %) 얻었다.
상기 1,6-다이브로모-5,10-다이페닐-피렌을 사용한 것과 합성예 2-(1)에서 3,5-디브로모벤조니트릴 대신 2,4-디브로모-6-플루오로아닐린, 1-나프탈렌 보론산 대신 페닐-d5- 보론산을 사용하고, 합성예 2-(2)에서 아닐린 대신 4-브로모벤조니트릴을 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 합성하여 1.8g 수율 16.4 %의 연노란색 고체 화합물 BD9를 얻었다.
MS(MALDI-TOF): m/z 1100[M]+
실시예 2 내지 9
ITO 글래스의 발광면적이 2 mm ㅧ 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1ㅧ10-7torr가 되도록 한 후 상기 ITO 위에 CuPc(800 Å), α-NPD(300 Å)순으로 성막한 후 본 발명에 따른 화합물을 성막(250 Å)한 다음 Alq3(350Å), LiF(5 Å), Al(500 Å)의 순서로 성막하여 유기전계발광소자를 제조하였다.
비교예
상기 실시예와 동일하게 제조하고, 다만, 발광층은 게스트 화합물로서, 하기 [화학식 2]로 표시되는 피렌계 화합물을 더 포함하고, 호스트물질은 [화학식 3] 또는 [화학식 4] 화합물을 사용하였다.
[화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
평가예
상기 실시예 2, 3 ,4, 7, 8과 비교예 1, 2에 따라 제조된 유기전계발광소자에 대하여, 전압, 전류밀도, 휘도, 색 좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. T97은 휘도가 초기휘도에 비해 97%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
전압 전류밀도(㎃/㎠) 휘도(Cd/㎡) CIEx CIEy T97
실시예 2
 3.9 10 700 0.14 0.10 175
실시예 3
 4.0 10 690 0.14 0.10 148
실시예 4
 4.0 10 650 0.14 0.10 160
실시예 7
 3.9 10 780 0.14 0.11 196
실시예 8
 3.9 10 750 0.14 0.12 188
실시예 9
 3.9 10 740 0.14 0.12 192
비교예 1
 5.1 10 560 0.14 0.17 20
비교예 2
 6.2 10 250 0.14 0.15 15
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 유기전계발광자는 구동 전압이 낮으며, 휘도 및 수명 등의 발광특성이 우수하여 다양한 디스플레이 소자에 활용할 수 있다.
10 : 기판 20 : 애노드
30 : 정공주입층 40 : 정공수송층
50 : 유기발광층 60 : 전자수송층
70 : 전자주입층 80 : 캐소드

Claims (14)

  1. 하기 [화학식 A], 또는 [화학식 B]로 표시되는 피렌계 유도체
    [화학식 A]
    Figure pat00069

    [화학식 B]
    Figure pat00070

    상기 [화학식 A] 및 [화학식 B]에서,
    상기 R1 내지 R4, R6내지 R9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
    R5및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기로 이루어진 군에서 선택되며, 서로인접하는기와지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고,
    상기 Y1 내지 Y4, Y6내지 Y9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 상기 R1내지 R4, R6내지 R9에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지거나, 또는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기를 가질 수 있으며,
    단, [화학식 A]에서는 상기 Y4 및 Y9 중 적어도 하나는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이며,
    또한 [화학식 B]에서는 상기 Y1내지 Y3 과 Y6내지 Y8중 적어도 하나는 하기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이다.
    [구조식 1] [구조식 1']
    Figure pat00071

    상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']에서,
    상기 A, B 또는 C의 치환기는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론, 중수소 및 수소로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고,
    B 또는 C가 2 이상인 경우 각각은 서로 동일하거나 상이하며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하고,
    n 은 1 내지 4의 정수이며,
    x는 1 내지 4의 정수이고, y는 1 내지 7의 정수이며,
    상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로 아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인, 보론, 수소 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']의 A는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되며,
    B와 C는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 보론, 시아노기, 할로겐기, 트리플루오르메틸기, 중수소 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 피렌 유도체
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']의 B는 시아노기, 할로겐기, 트리플루오르메틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌계 유도체
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']의 A는 탄소수 6 내지 24의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소수 2 내지 24의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 중에서 선택되며, B는 시아노기, 할로겐기, 트리플루오로메틸기로 이루어진 군으로부터 선택되고, x는 1 내지 4의 정수이고, x가 2 이상인 경우 각각의 B는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, y는 0인 것을 특징으로 하는 피렌계 유도체
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 [화학식 A]에서는 치환기 Y4 및 Y9 중 선택된 하나만이 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이며,
    또한 [화학식 B]에서는 치환기 Y1 내지 Y3 과 Y6내지 Y8중에서 선택된 하나만이 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이거나;
    또는, 상기 [화학식 A]에서는 치환기 Y4및 Y9 는 각각 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 치환되고,
    [화학식 B]에서는 Y1 내지 Y3 중에서 선택된 어느 하나와 Y6내지 Y8중에서 선택된 어느 하나가 각각 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기인 것;을 특징으로 하는 피렌계 유도체
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 [화학식 A]에서는 치환기 Y4 및 Y9 중 선택된 하나만이 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이며,
    또한 [화학식 B]에서는 치환기 Y1 내지 Y3 과 Y6내지 Y8중에서 선택된 하나만이 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기이거나;
    또는, 상기 [화학식 A]에서는 치환기 Y4및 Y9 는 각각 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 치환되고,
    [화학식 B]에서는 Y1 내지 Y3 중에서 선택된 어느 하나와 Y6내지 Y8중에서 선택된 어느 하나가 각각 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']으로 표시되는 치환기인 것;을 특징으로 하는 피렌계 유도체
  7. 제1항에 있어서,
    상기 R5 및 R10 은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 4 내지 15의 헤테로 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화학식 A, 또는 화학식 B에서 상기 [구조식 1] 또는 [구조식 1']은
    하기 [치환기 1] 내지 [치환기 68]로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체
    [치환기 1] [치환기 2] [치환기 3]
    Figure pat00072

    [치환기 4] [치환기 5] [치환기 6]
    Figure pat00073

    [치환기 7] [치환기 8] [치환기 9]
    Figure pat00074

    [치환기 10] [치환기 11] [치환기 12]
    Figure pat00075

    [치환기 13] [치환기 14] [치환기 15]
    Figure pat00076

    [치환기 16] [치환기 17] [치환기 18]
    Figure pat00077

    [치환기 19] [치환기 20] [치환기 21]
    Figure pat00078

    [치환기 22] [치환기 23] [치환기 24]
    Figure pat00079

    [치환기 25] [치환기 26] [치환기 27]
    Figure pat00080

    [치환기 28] [치환기 29] [치환기 30]
    Figure pat00081

    [치환기 31] [치환기 32] [치환기 33]
    Figure pat00082

    [치환기 34] [치환기 35] [치환기 36]
    Figure pat00083

    [치환기 37] [치환기 38] [치환기 39]
    Figure pat00084

    [치환기 40] [치환기 41] [치환기 42]
    Figure pat00085

    [치환기 43] [치환기 44] [치환기 45]
    Figure pat00086

    [치환기 46] [치환기 47] [치환기 48]
    Figure pat00087

    [치환기 49] [치환기 50] [치환기 51]
    Figure pat00088

    [치환기 52] [치환기 53] [치환기 54]
    Figure pat00089

    [치환기 55] [치환기 56] [치환기 57]
    Figure pat00090

    [치환기 58] [치환기 59] [치환기 60]
    Figure pat00091

    [치환기 61] [치환기 62] [치환기 63]

    [치환기 64] [치환기 65] [치환기 66]
    Figure pat00093

    [치환기 67] [치환기 68] [치환기 69]
    Figure pat00094

    [치환기 70] [치환기 71] [치환기 72]
    Figure pat00095

    [치환기 73] [치환기 74] [치환기 75]
    Figure pat00096

    [치환기 76] [치환기 77] [치환기 78]
    Figure pat00097

    [치환기 79] [치환기 80] [치환기 81]
    Figure pat00098

    [치환기 82] [치환기 83] [치환기 84]
    Figure pat00099

    [치환기 85] [치환기 86] [치환기 87]
    Figure pat00100

    [치환기 88] [치환기 89] [치환기 90]
    Figure pat00101

    [치환기 91] [치환기 92] [치환기 93]
    Figure pat00102

    [치환기 94] [치환기 95] [치환기 96]
    Figure pat00103
  9. 제8항에 있어서,
    상기 R5 및 R10 은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체
  10. 애노드;
    캐소드; 및
    상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되며, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 화합물을 포함하는 유기전계발광소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화합물은 상기 애노드와 상기 캐소드 사이의 발광층 중에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
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