KR20150066429A - Organic Compound and Organic Light Emitting Diode Devices using the same - Google Patents

Organic Compound and Organic Light Emitting Diode Devices using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20150066429A
KR20150066429A KR1020140089253A KR20140089253A KR20150066429A KR 20150066429 A KR20150066429 A KR 20150066429A KR 1020140089253 A KR1020140089253 A KR 1020140089253A KR 20140089253 A KR20140089253 A KR 20140089253A KR 20150066429 A KR20150066429 A KR 20150066429A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
layer
organic compound
emitting material
hole injection
Prior art date
Application number
KR1020140089253A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102237159B1 (en
Inventor
송인범
채기성
양중환
배숙영
김춘기
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to EP19150518.9A priority Critical patent/EP3489325B1/en
Priority to EP14195144.2A priority patent/EP2881446B1/en
Priority to CN201410734185.9A priority patent/CN104693105B/en
Priority to CN201610908337.1A priority patent/CN106986811B/en
Priority to US14/560,981 priority patent/US9281482B2/en
Publication of KR20150066429A publication Critical patent/KR20150066429A/en
Priority to US15/018,560 priority patent/US9608210B2/en
Priority to US15/018,536 priority patent/US9590191B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102237159B1 publication Critical patent/KR102237159B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76Dibenzothiophenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Abstract

The present invention relates to an organic compound and an organic light emitting diode device using same. The organic compound is selected from an aromatic ring compound, which is represented by Chemical formula wherein R is a substituted or unsubsituted alkyl group having C_1 to C_12; and A and B are symmetrically or asymmetrically bound to a 2-position and a 7-position of a fullerene core and are independently substituted or unsubstituted, and a heterogeneous ring compound. According to the present invention, efficiency of the organic light diode device can be increased; and driving voltages for the organic light diode device can be reduced.

Description

유기화합물 및 이를 이용한 유기발광다이오드소자{Organic Compound and Organic Light Emitting Diode Devices using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic light emitting diode (OLED)

본 발명은 유기발광다이오드소자 에 관한 것으로, 보다 자세하게는 구동전압을 낮추고 단순한 소자 구조를 구현할 수 있는 유기화합물 및 이를 이용한 유기발광다이오드소자 에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an organic light emitting diode (OLED) device, and more particularly, to an organic compound capable of lowering a driving voltage and realizing a simple device structure, and an organic light emitting diode device using the organic compound.

대량의 정보가 요구되는 정보화 시대에 도래함에 따라 영상표시장치인 디스플레이 분야가 급속도로 발전되면서 평판표시장치의 개발이 각광받고 있다.The development of a flat panel display device has been attracting attention as the display field, which is a video display device, is rapidly developed as it comes to information age where a large amount of information is required.

이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel: PDP), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display: ELD), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기발광다이오드소자 (Organic Light Emitting Diode: OLED) 등이 있으며, 점차 박형화, 경량화, 저소비전력화 등 소비자의 기대에 부응하는 성능을 보이며 빠르게 발전해가고 있다.Specific examples of such flat panel display devices include a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an electroluminescence display (ELD), a field emission display : FED), and organic light emitting diode (OLED) devices. The OLED display is rapidly evolving in response to consumer expectations such as thinning, light weight, and low power consumption.

특히 유기발광다이오드소자는 플라스틱 같은 유연한(flexible) 기판 위에 형성할 수 있어 차세대 디스플레이 소자로써 활발한 연구가 진행되고 있으며, 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel)나 전기발광표시장치(Electroluminescence Display)에 비해 낮은 전압에서 구동이 가능하고 전력 소모가 비교적 적다는 장점이 있다.Particularly, organic light emitting diode devices can be formed on a flexible substrate such as a plastic substrate. Therefore, active research has been actively conducted as a next generation display device, and a low voltage (for example, a voltage lower than that of a plasma display panel or an electroluminescence display) And the power consumption is relatively small.

도 1은 종래의 유기발광다이오드소자 의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional organic light emitting diode device.

도 1에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드소자(20)는 기판(10) 상에 형성되며, 발광효율을 극대화하기 위하여 양극 역할을 하는 제 1 전극(21), 정공주입층(22), 정공수송층(23), 발광물질층(24), 전자수송층(25), 전자주입층(26), 음극 역할을 하는 제 2 전극(27)을 순차적으로 적층하여 이루어진다.1, an organic light emitting diode device 20 is formed on a substrate 10 and includes a first electrode 21, a hole injection layer 22, A light emitting material layer 24, an electron transport layer 25, an electron injection layer 26 and a second electrode 27 serving as a cathode are laminated in this order.

양극인 상기 제 1 전극(21)으로부터 정공이 상기 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(22), 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(23)을 통해 상기 발광물질층(EML: Emitting Material Layer)(24)으로 이동되고, 음극인 상기 제 2 전극(27)으로부터 전자가 상기 전자주입층(EIL: Electron Injection Layer)(26), 상기 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(25)을 통해 상기 발광물질층(24)으로 이동된다.Holes are formed from the first electrode 21 as an anode through the hole injection layer (HIL) 22 and the hole transport layer (HTL) 23, And electrons are transferred from the second electrode 27 as a cathode to the electron injection layer (EIL) 26 and the electron transport layer (ETL) 25 To the light emitting material layer (24).

상기 발광물질층(24)으로 이동된 정공과 전자는 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하며 불안정한 에너지 상태로 여기 되었다가 안정한 에너지 상태로 돌아오며 빛을 방출하게 된다.The holes and electrons transferred to the light emitting material layer 24 combine to form an exciton, which excites into an unstable energy state, returns to a stable energy state, and emits light.

전술한 바와 같이 효율 향상을 위해 종래의 유기발광다이오드소자는 다수의 층이 적층되어 이루어지며, 정공과 전자가 결합된 엑시톤의 소멸(quenching)을 방지하기 위하여 도시하지는 않았지만 전자저지층(electron blocking layer)과 정공저지층(hole blocking layer)을 추가적으로 포함하기도 하는데, 이와 같은 복잡한 구조는 원가 상승과 생산성 감소를 초래한다.As described above, in order to improve the efficiency, the conventional organic light emitting diode device is formed by stacking a plurality of layers. In order to prevent the quenching of the excitons in which holes and electrons are coupled, an electron blocking layer ) And a hole blocking layer. Such a complicated structure leads to a rise in cost and a decrease in productivity.

또한, 다층 구조로 제작된 유기발광다이오드소자라도 여전히 각 층간의 배리어(barrier)들이 존재하고 있으며, 특히 정공주입장벽(hole injection barrier)으로 인해 효율적인 정공 주입이 어려운 반면, 전자의 주입과 전달 속도는 정공 대비 빠르다. 따라서, 정공과 전자의 결합 영역이 발광물질층의 중앙에 위치되는 것이 아니라 층간 계면에서, 즉 발광물질층(EML)과 정공수송층(HTL) 계면에 위치하게 되어 발광효율이 감소하게 되고, 구동전압이 상승하게 된다.In addition, even in the case of an organic light emitting diode device fabricated in a multilayer structure, there are still barriers between layers, and in particular, hole injection is difficult due to a hole injection barrier. On the other hand, It is faster than hole. Accordingly, the coupling region of the holes and electrons is not located at the center of the light emitting material layer but is located at the interlayer interface, that is, at the interface between the light emitting material layer (EML) and the hole transporting layer (HTL) .

전술한 문제를 해결하기 위해서는, 유기발광다이오드소자의 구조 단순화가 요구되며, 이와 동시에 전자와 정공의 이동도가 균형을 이루어 전자와 정공의 결합 영역이 발광물질층(EML) 내에 존재하도록 해야 한다.In order to solve the above-mentioned problems, it is required to simplify the structure of the organic light emitting diode device, and at the same time, the mobility of electrons and holes must be balanced so that the coupling region of electrons and holes exists in the light emitting material layer (EML).

특히, 청색 발광의 경우 녹색, 적색에 비해 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 재료가 요구되기 때문에 물질 개발에 어려움이 있으나, 이러한 넓은 에너지 밴드갭은 녹색, 적색 발광을 위해서도 공통적으로 적용 가능하다는 장점이 있다. 따라서 청색 발광물질층의 호스트로서 이용가능하며 단순 소자구조에 적합한 물질의 개발이 요구된다.
Particularly, blue light emission requires a material having a broader energy bandgap than green and red. Therefore, it is difficult to develop materials. However, such a wide energy band gap has an advantage that it can be commonly applied to green and red light emission. Therefore, it is required to develop a material which can be used as a host of a blue light emitting material layer and is suitable for a simple device structure.

따라서, 본 발명은 유기발광다이오드소자의 정공주입층 및 정공수송층과 발광물질층에 정공 수송 특성을 구비한 유기화합물을 사용하여 신규한 소자구조를 제시함으로써 원가 상승 및 생산성 저하의 문제와 이동도 저감에 따른 발광 효율 저하의 문제를 해결하고자 한다.
Accordingly, the present invention provides a novel device structure by using an organic compound having a hole transporting property in a hole injecting layer, a hole transporting layer, and a light emitting material layer of an organic light emitting diode device, thereby reducing cost and productivity, To solve the problem of a decrease in luminous efficiency.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은, 하기 화학식으로 표시되며, R은 C1-C12의 치환 또는 비치환된 알킬기이고, A 및 B는 상기 플러렌 코어의 2번과 7번 위치에 대칭 또는 비대칭적으로 결합되며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리 화합물 또는 이형 고리 화합물 중 어느 하나에서 선택되는 유기화합물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a process for producing a fullerene derivative represented by the following formula, wherein R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A and B are asymmetric or asymmetric And each independently selected from substituted or unsubstituted aromatic ring compounds or ring-opened ring compounds.

Figure pat00001

Figure pat00001

본 발명의 유기화합물에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 카바졸(Carbazole)기, 알파-카볼린(a-Carboline)기, 베타-카볼린(β-Carboline)기, 감마-카볼린(γ-Carboline)기, 디벤조퓨란(dibenzofuran)기, 디벤조티오펜(dibenzothiophene)기, 아릴아민(arylamine)기, 아릴실란(arylsilane)기, 페닐(phenyl)기에서 선택된다.In the organic compound of the present invention, A and B each independently represent a substituted or unsubstituted carbazole group, an a-carboline group, a beta-carboline group, A γ-carboline group, a dibenzofuran group, a dibenzothiophene group, an arylamine group, an arylsilane group, and a phenyl group .

본 발명의 유기화합물에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로, 하기 화합물 중에서 선택된다.In the organic compound of the present invention, A and B are each independently selected from the following compounds.

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명의 유기화합물은 하기 화합물 중 선택된다.The organic compound of the present invention is selected from the following compounds.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007

Figure pat00007

다른 관점에서, 본 발명은 하기 화학식으로 표시되며, X는 탄소, 질소, 산소, 황 중에서 선택되고, Y는 아릴 또는 아릴아민에서 선택되는 유기화합물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an organic compound represented by the following formula: wherein X is selected from carbon, nitrogen, oxygen, sulfur, and Y is selected from aryl or arylamine.

Figure pat00008
Figure pat00008

본 발명의 유기화합물에 있어서, Y는 페닐, 나프틸, 터페닐, 자일렌, 트리페닐아민, 디페닐아민, 페나스레닐 아민 및 이들의 치환체로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.In the organic compound of the present invention, Y is selected from phenyl, naphthyl, terphenyl, xylene, triphenylamine, diphenylamine, phenaphthrenamine and substituents thereof.

본 발명의 유기화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The organic compound of the present invention is characterized by being any one of the following compounds.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012

Figure pat00012

다른 관점에서, 본 발명은, 제 1 전극과; 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극과; 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 발광물질층; 및 상기 제 1 전극과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공주입층; 상기 정공주입층과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공수송층을 포함하며, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층 중 적어도 어느 하나는 상기 유기화합물을 포함하는 것이 특징인 유기발광다이오드소자를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a liquid crystal display comprising: a first electrode; A second electrode facing the first electrode; A light emitting material layer disposed between the first electrode and the second electrode; And a hole injection layer disposed between the first electrode and the light emitting material layer; And a hole transport layer disposed between the hole injection layer and the light emitting material layer, wherein at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting material layer includes the organic compound .

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층은 도펀트 물질과 상기 유기화합물을 호스트로서 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting diode device of the present invention, the hole injection layer is formed by mixing a dopant material and the organic compound as a host.

또한, 상기 도펀트 물질의 LUMO 레벨은 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 것을 특징으로 한다.The LUMO level of the dopant material is in the range of -4.5 eV to -6.0 eV.

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 도펀트 물질은 하기 화학식의 HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting diode device of the present invention, the dopant material may be HAT-CN (hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile) represented by the following formula.

Figure pat00013
Figure pat00013

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층의 상기 도펀트 물질의 혼합 비율은 상기 유기화합물과 상기 도펀트 물질 전체 중량 대비 0.1~20%이다.In the organic light emitting diode device of the present invention, the mixing ratio of the dopant material in the hole injection layer is 0.1 to 20% based on the total weight of the organic compound and the dopant material.

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층, 상기 정공수송층, 및 상기 발광물질층은 모두 상기 유기화합물로 이루어지는 것이 특징이다.In the organic light emitting diode device of the present invention, the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting material layer are all formed of the organic compound.

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 발광물질층은 상기 유기화합물을 포함하고 청색 발광하는 것을 특징한다.
In the organic light emitting diode device of the present invention, the light emitting material layer includes the organic compound and emits blue light.

또 다른 관점에서, 본 발명은, 제 1 전극; 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 발광물질층; 상기 제 1 전극과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공주입층; 상기 정공주입층과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 및 발광물질층을 이루고 있는 화합물 중 적어도 둘은 서로 동일한 호스트물질로 이루어지는 것이 특징인 유기발광다이오드소자를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a liquid crystal display comprising: a first electrode; A second electrode facing the first electrode; A light emitting material layer disposed between the first electrode and the second electrode; A hole injection layer disposed between the first electrode and the light emitting material layer; And a hole transport layer disposed between the hole injection layer and the light emitting material layer, wherein at least two of the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting material layer are made of the same host material Thereby providing a diode element.

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층, 정공수송층, 및 발광물질층을 이루고 있는 화합물은 모두 동일한 호스트 물질로 이루어지는 것이 특징이다.In the organic light emitting diode device of the present invention, the compounds forming the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer are all made of the same host material.

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층은 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물을 더 포함하고 상기 발광물질층은 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting diode device of the present invention, the hole injection layer may further include an organic compound having a LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV, and the light emitting material layer may further include a dopant.

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물은 하기 화학식의 HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile)으로 이루어지는 것이 특징이다.In the organic light-emitting diode device of the present invention, the organic compound having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV is HAT-CN (Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile) of the following formula:

Figure pat00014
Figure pat00014

본 발명의 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층의 상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물의 혼합 비율은 상기 호스트 물질과 상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물 전체 중량 대비 0.1~20%인 것이 특징이다.
In the organic light emitting diode device of the present invention, the mixing ratio of the organic compound having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV of the hole injection layer may be such that the host material and the organic compound having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV And 0.1 to 20% of the total weight of the compound.

본 발명의 유기화합물에 LUMO의 값이 -4.5~-6.0 eV 정도의 깊은 물질을 도핑함으로써 전극과 정공주입층 사이 또는 정공주입층과 정공수송층 사이의 에너지 배리어(energy barrier)를 최소화하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 유기화합물은 높은 정공수송 특성을 갖기 때문에, 정공주입장벽을 낮추고 발광효율을 향상시킨다.The energy barrier of the electrode and the hole injecting layer or between the hole injecting layer and the hole transporting layer is minimized by doping the organic compound of the present invention with a deep material having a value of LUMO of about -4.5 to -6.0 eV, Can be improved. That is, since the organic compound of the present invention has high hole transporting properties, it lowers the hole injection barrier and improves the luminous efficiency.

또한, 본 발명의 유기화합물은 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 이용할 수 있기 때문에 단순 구조의 유기발광다이오드소자를 통해 원가 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있으며, 유기발광다이오드소자의 구동전압을 낮춤으로써 소비전력을 최소화할 수 있다.
Further, since the organic compound of the present invention can be used as a host for a hole injection layer, a hole transport layer, and a light emitting material layer, cost reduction and productivity can be improved through a simple structure organic light emitting diode device, By lowering the voltage, the power consumption can be minimized.

도 1은 종래의 유기발광다이오드소자를 나타낸 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실험예 1에 따라 제조된 유기발광다이오드소자의 구동전압에 따른 전류밀도를 측정하여 나타낸 그래프.
1 is a schematic cross-sectional view illustrating a conventional organic light emitting diode device.
2 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode device according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode device according to another embodiment of the present invention.
5 is a graph showing current density measured according to a driving voltage of an organic light emitting diode device manufactured according to Experimental Example 1 of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드소자를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.

도 2 에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드소자(200)는 기판(100) 상에 형성되며, 제 1 전극(Anode)(210), 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(230), 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(240), 발광물질층(EML: Emitting Material Layer)(250), 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(260), 전자주입층(EIL: Electron Injection Layer)(270), 제 2 전극(Cathode)(280)을 포함하여 이루어진다.2, the organic light emitting diode device 200 according to an exemplary embodiment of the present invention is formed on a substrate 100 and includes a first electrode 210, a hole injection layer (HIL) Layer 230, a hole transport layer (HTL) 240, a light emitting material layer (EML) 250, an electron transport layer (ETL) 260, An EIL (Electron Injection Layer) 270, and a second electrode 280.

상기 제 1 전극(210)은 일함수 값이 비교적 높은 물질, 예를 들면, Indium-Tin-Oxide(ITO), Indium Zinc Oxide(IZO) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.The first electrode 210 may be made of a material having a relatively high work function value such as indium-tin-oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), but the present invention is not limited thereto.

상기 정공주입층(230)은 양극인 제 1 전극상에 형성되며, 하기 화학식 1로 표시되는 유기화합물을 포함하여 이루어진다. 하기 화학식 1로 표시되는 유기화합물은 정공 수송 특성을 구비한 유기화합물로서 본 발명에 따른 유기발광다이오드소자(200)에 포함된다.The hole injection layer 230 is formed on the first electrode, which is an anode, and includes an organic compound represented by Formula 1 below. The organic compound represented by Formula 1 is included in the organic light emitting diode device 200 according to the present invention as an organic compound having hole transporting properties.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 화학식 1에서, R은 C1-C12의 치환 또는 비치환된 알킬기이고, A 및 B는 상기 플러렌 코어의 2번과 7번 위치에 대칭 또는 비대칭적으로 치환될 수 있으며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리 화합물 또는 이형 고리 화합물로 이루어진다.In Formula 1, R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A and B may be symmetrically or asymmetrically substituted at positions 2 and 7 of the fullerene core, Aromatic ring compound or ring-form ring compound.

상기 A 및 B는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 카바졸(Carbazole)기, 알파-카볼린(a-Carboline)기, 베타-카볼린(β-Carboline)기, 감마-카볼린(γ-Carboline)기, 디벤조퓨란(dibenzofuran)기, 디벤조티오펜(dibenzothiophene)기, 아릴아민(arylamine)기, 아릴실란(arylsilane)기, 페닐(phenyl)기 중 선택된 어느 하나로 이루어진다.A and B each independently represent a substituted or unsubstituted carbazole group, an a-carboline group, a beta-carboline group, a gamma-carboline group, A dibenzofuran group, a dibenzothiophene group, an arylamine group, an arylsilane group, and a phenyl group.

상기 A 및 B는 각각 독립적으로, 하기 표시되는 화합물 중 선택된다.Each of A and B is independently selected from among the compounds shown below.

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 화학식 1로 표시되는 유기화합물은 다음의 화학식 FL-1 내지 FL-26와 같은 다양한 화합물을 포함한다. The organic compound represented by Formula 1 includes various compounds such as the following formulas FL-1 to FL-26.

Figure pat00017
Figure pat00017

Figure pat00018
Figure pat00018

Figure pat00019
Figure pat00019

Figure pat00020
Figure pat00020

Figure pat00021

Figure pat00021

특히, 상기 정공주입층(230)은 상기 화학식 1로 표시되는 유기화합물에 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV인 유기화합물(220), 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시되는 유기화합물이 도핑되어 이루어질 수 있으나 반드시 그에 한정된 것은 아니다. 하기 화학식 2로 표시되는 유기화합물(220)의 도핑량은 상기 정공주입층(230) 전체에 대해서 0.1 내지 20 중량%가 될 수 있다. 상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV인 유기화합물(220)은 종래의 유기발광다이오드소자 구조에서 정공주입층으로 사용되기도 한다. 본 발명의 유기발광다이오드소자(200)는 이러한 유기화합물(220)을 개별적으로 사용하지 않고 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 정공 수송 특성을 구비한 유기화합물에 도핑하여 이루어진다.In particular, the hole injection layer 230 may be formed by injecting an organic compound 220 having a LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV, for example, an organic compound represented by the following Formula 2, But is not necessarily limited thereto. The doping amount of the organic compound 220 represented by the following Formula 2 may be 0.1 to 20% by weight with respect to the entire hole injection layer 230. The organic compound 220 having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV may be used as a hole injection layer in a conventional organic light emitting diode device structure. The organic light emitting diode device 200 of the present invention is formed by doping an organic compound having the hole transporting property represented by Formula 1 of the present invention without using the organic compound 220 separately.

[화학식 2](2)

Figure pat00022
Figure pat00022

이하에서는 일 예로서 화합물 FL-1, 화합물 FL-2, 화합물 FL-3, 및 화합물 FL-4의 합성 방법을 차례로 설명하기로 한다. Hereinafter, as an example, methods for synthesizing the compounds FL-1, FL-2, FL-3, and FL-4 will be described in order.

1. 화학식FL-1 화합물의 합성1. Synthesis of Formula FL-1 Compound

반응식 1Scheme 1

Figure pat00023
Figure pat00023

2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌 10 g(28.403 mmol), 카바졸 9.5 g(56.806 mmol), 아이오딘화구리(CuI) 4.3 g(22.722 mmol), 제삼인산칼륨(K3PO4) 36 g(170.418 mmol), 및 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 2.7 mL(22.722 mmol)을 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)를 4 : 1로 섞은 용매로 컬럼(column)한 후, 다시 한 번 톨루엔(toluene) 으로 숏 컬럼(short column) 하고 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 FL-1 4.0 g(수율 67%)을 얻는다.
10 g (28.403 mmol) of 2,7-dibromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene, 9.5 g (56.806 mmol) of carbazole, 4.3 g (22.722 mmol) of copper iodide 36 g (170.418 mmol) of potassium (K3PO4) and 2.7 ml (22.722 mmol) of trans-1,2-cyclohexanediamine were dissolved in 1,4-dioxane and stirred under reflux for 12 hours . After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using a solvent mixture of n-hexane and methylene chloride in a ratio of 4: 1, and then toluene was added to a short column The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized in a solvent of methylene chloride and petroleum ether to obtain 4.0 g (yield: 67%) of compound FL-1.

2. 화학식FL-2 화합물의 합성2. Synthesis of Formula FL-2 Compound

반응식 2Scheme 2

Figure pat00024
Figure pat00024

위의 반응식 2에서와 같이, 2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌 10 g(28.403 mmol), 카바졸 2.37 g(14.20 mmol), 아이오딘화구리(CuI) 540 mg(2.840 mmol), 제삼인산칼륨(K3PO4) 6.03 g(28.404 mmol), 및 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 0.34 mL(2.840 mmol)을 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)를 4 : 1로 섞은 용매로 컬럼(column)한 후, 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 X1 4.17 g(수율 67%)을 얻는다.10 g (28.403 mmol) of 2,7-dibromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene, 2.37 g of carbazole (14.20 mmol), copper iodine (CuI) 540 6.03 g (28.404 mmol) of potassium tertiary phosphate (K3PO4) and 0.34 mL (2.840 mmol) of trans-1,2-cyclohexanediamine were added to 1,4-dioxane After dissolving, the mixture was stirred under reflux for 12 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using a solvent mixture of n-hexane and methylene chloride in a ratio of 4: 1. The solution was distilled under reduced pressure, and methylene chloride And recrystallized in a petroleum ether solvent to obtain 4.17 g (yield 67%) of compound X1.

반응식 3Scheme 3

Figure pat00025
Figure pat00025

위의 반응식 3에서와 같이, 화합물 X1 2.0 g(4.562 mmol), 다이페닐아민 701 mg(4.148 mmol), 트리스-터셔리부틸-포스핀(Tris-(t-butyl)-phosphine) 49 ㎕(0.207 mmol), 및 소듐 터셔리부톡사이드(sodium tert-butoxide) 798 mg(8.296 mmol)를 톨루엔(toluene)에 녹인 후 팔라듐(II)아세테이트[Palladium(II) acetate: Pd(OAc)2] 촉매 하에 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)를 3 : 1로 섞은 용매로 컬럼(column)한 후, 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 FL-2 1.5 g(수율 69%)을 얻는다.
As shown in Reaction Scheme 3 above, 49 g (0.207 mmol) of compound X1 (4.562 mmol), 701 mg (4.148 mmol) of diphenylamine and Tris- (t-butyl) -phosphine mmol) and 798 mg (8.296 mmol) of sodium tert-butoxide were dissolved in toluene, and the solution was stirred under a palladium (II) acetate (Pd (OAc) Lt; / RTI > After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using a solvent mixture of n-hexane and methylene chloride in a volume ratio of 3: 1. The solution was distilled under reduced pressure, and methylene chloride And recrystallized in a petroleum ether solvent to obtain 1.5 g (yield 69%) of the compound FL-2.

3. 화학식FL-3 화합물의 합성3. Synthesis of Formula FL-3 Compound

반응식 4Scheme 4

Figure pat00026
Figure pat00026

위의 반응식 4에서와 같이, 1,3-다이브로모벤젠 24.9 mL(206.83 mmol), 다이페닐아민 10 g(59.095 mmol), 트리-올쏘-톨리포스핀(Tri-o-tolyphosphine) 899 mg(2.955 mmol) 및 소듐 터셔리부톡사이드(sodium tert-butoxide) 11.4 g(118.19 mmol)를 톨루엔(toluene)에 녹인 후 트리스(다이벤질리딘아세톤)다이팔라듐(0)[Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0): Pd2(dba)3]촉매 하에 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)으로 컬럼(column)하고 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 X1 9.26 g(수율 48%)을 얻는다.As shown in Reaction Scheme 4 above, 24.9 mL (206.83 mmol) of 1,3-dibromobenzene, 10 g (59.095 mmol) of diphenylamine, 899 mg of tri-o-tolyphosphine mmol) and 11.4 g (118.19 mmol) of sodium tert-butoxide were dissolved in toluene followed by addition of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) : Pd2 (dba) 3] catalyst for 12 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography with n-hexane. The solution was distilled under reduced pressure and recrystallized in a solvent of methylene chloride and petroleum ether to obtain 9.26 g of compound X1 Yield: 48%).

반응식 5Scheme 5

Figure pat00027
Figure pat00027

위의 반응식 5에서와 같이, 화합물 X2 8.9 g(27.451 mmol)을 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran : THF)에 녹인다. -78℃로 온도를 낮춘 후, n-부틸리튬(n-BuLi) 2.5 M 용액 14.3 mL를 천천히 적가한다. 적가 후 1시간 동안 상온에서 교반시킨다. -78℃로 온도를 다시 낮춘 후 트리에틸 보레이트(Triethyl borate) 7.0 mL(41.176 mmol)를 천천히 적가한다. 적가 후 12시간 동안 상온에서 교반시킨다. 12시간 후, 5 노르말 농도의 염산(HCl)용액 50 mL 를 넣고 테트라하이드로퓨란(THF)을 제거한 후, 증류수와 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)로 추출한다. 감압 증류하여 용매를 제거한 후 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)로 컬럼(column)하고 용액을 감압 증류하여 화합물 X3 4.75 g(수율 60%)를 얻는다.As shown in Scheme 5 above, 8.9 g (27.451 mmol) of compound X2 is dissolved in tetrahydrofuran (THF). After lowering the temperature to -78 ° C, slowly add 14.3 mL of a 2.5 M solution of n-butyllithium (n-BuLi). The mixture is stirred at room temperature for 1 hour after dropwise addition. After lowering the temperature again to -78 ° C, add 7.0 mL (41.176 mmol) of triethyl borate slowly. The mixture is stirred at room temperature for 12 hours after dropwise addition. After 12 hours, add 50 mL of 5 N hydrochloric acid (HCl) solution, remove tetrahydrofuran (THF), and extract with distilled water and methylene chloride. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography with methylene chloride. The solution was distilled under reduced pressure to obtain 4.75 g (yield: 60%) of compound X3.

반응식 6Scheme 6

Figure pat00028
Figure pat00028

위의 반응식 6에서와 같이, 화합물 X1 2.06 g(4.7 mmol), 화합물 X3 1.63 g(5.64 mmol), 및 포타슘 카보네이트(Potassium carbonate : K2CO3) 1.30 mg(9.4 mmol)를 톨루엔(Toluene)과 증류수로 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)[tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)] 217 mg(0.19 mmol) 촉매 하에 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)를 4 : 1로 섞은 용매로 컬럼(column)한 후, 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 FL-3 0.74 g(수율 26%)을 얻는다.
2.06 g (4.7 mmol) of compound X1, 1.63 g (5.64 mmol) of compound X3 and 1.30 mg (9.4 mmol) of potassium carbonate (K2CO3) were dissolved in toluene and distilled water The mixture was refluxed for 12 hours under a catalyst of 217 mg (0.19 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) [tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0)]. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using a solvent mixture of n-hexane and methylene chloride in a ratio of 4: 1. The solution was distilled under reduced pressure, and methylene chloride And recrystallized in a solvent of petroleum ether to obtain 0.74 g (yield: 26%) of compound FL-3.

4. 화학식FL-4 화합물의 합성4. Synthesis of Formula FL-4 Compound

반응식 7Scheme 7

Figure pat00029
Figure pat00029

위의 반응식 7에서와 같이, 2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌 5.0 g(14.2 mmol), 아이오딘화구리(CuI) 649 mg(3.41 mmol), 아이오딘화소듐(NaI) 8.5 g(56.804 mmol), 및 트랜스-1,2-다이아미노메틸아민 0.99 mL(6.25 mmol)를 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)으로 컬럼(column)하고 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 X4 4.17 g(수율 65%)을 얻는다.As shown in Scheme 7 above, 5.0 g (14.2 mmol) of 2,7-dibromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene, 649 mg (3.41 mmol) of copper iodide (CuI) 8.5 g (56.804 mmol) of sodium (NaI) and 0.99 mL (6.25 mmol) of trans-1,2-diaminomethylamine were dissolved in 1,4-dioxane and the mixture was refluxed for 12 hours . After the completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure to remove the solvent. The residue was subjected to column chromatography with n-hexane and the solution was distilled under reduced pressure and recrystallized in a solvent of methylene chloride and petroleum ether to obtain 4.17 g of compound X4 Yield: 65%).

반응식 8Scheme 8

Figure pat00030
Figure pat00030

위의 반응식 8에서와 같이, 화합물 X4 2.5 g(5.59 mmol), 카볼린(Carboline) 2.07 g (12.307 mmol), 아이오딘화구리(CuI) 852 mg(4.48 mmol), 제삼인산칼륨(K3PO4) 7.13 g(33.57 mmol), 및 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 0.54 mL(4.48 mmol)을 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후 n-헥산(Hexane)과 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)를 3 : 1로 섞은 용매로 컬럼(column)하고 용액을 감압 증류하여 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 화합물 FL-4 1.08 g(수율 37%)을 얻는다.As shown in Scheme 8 above, 2.5 g (5.59 mmol) of compound X4, 2.07 g (12.307 mmol) of carboline, 852 mg (4.48 mmol) of copper iodide (CuI), and potassium triphosphate (K3PO4) g (33.57 mmol) of trans-1,2-cyclohexanediamine and 0.54 mL (4.48 mmol) of trans-1,2-cyclohexanediamine were dissolved in 1,4-dioxane and refluxed for 12 hours. After the completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using a solvent mixture of n-hexane and ethyl acetate (3: 1), and the solution was distilled under reduced pressure to obtain methylene chloride and petroleum And recrystallized in a solvent of petroleum ether to obtain 1.08 g (yield: 37%) of the compound FL-4.

상기 합성법들을 통하여 만들어진 FL-1 내지 FL-4 화합물, FL-11, FL-12, FL-15 화합물 및 비교예인 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine)의 UV 흡수 및 발광 파장을 비롯한 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital), LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)값을 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.FL-1 to FL-4 compounds, FL-11, FL-12 and FL-15 compounds prepared by the above synthetic methods and NPB (N, N'-di (naphthalen- (HOMO) and LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) values, including UV absorption and emission wavelength of diphenyl-benzidine, were measured and summarized in Table 1 below.

Figure pat00031
Figure pat00031

상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 FL-1 내지 FL-4, FL-11 및 FL-12, FL-15 화합물의 Band gap Energy가 비교예인 NPB의 3.0보다 크다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 FL-1 내지 FL-4, FL-11, FL-12, FL-15 화합물은 정공주입층 및 정공수송층 뿐 아니라 발광물질층의 호스트로서 사용할 수 있음을 짐작할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the band gap energy of the FL-1 to FL-4, FL-11, FL-12 and FL-15 compounds of the present invention is larger than 3.0 of the comparative NPB. Therefore, it can be inferred that the compounds FL-1 to FL-4, FL-11, FL-12 and FL-15 of the present invention can be used not only as a hole injecting layer and a hole transporting layer but also as a host of a light emitting material layer.

상기 정공수송층(240)은 상기 정공주입층(230) 상에 형성되며, NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.The hole transport layer 240 may be formed on the hole injection layer 230 and may include NPB (N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'- -bis- (3-methylphenyl) -N, N'-bis- (phenyl) -benzidine), but the present invention is not limited thereto.

상기 발광물질층(250)은 상기 정공수송층(240) 상에 형성되며, 필요에 따라 호스트(Host) 물질에 도펀트(Dopant)를 첨가할 수 있다. 이 때, 호스트(Host)물질 및 상기 도펀트(Dopant) 물질은 각각 형광 또는 인광 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 고분자로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예로서, 상기 발광물질층(250)이 청색(B) 광을 발광할 경우, 상기 발광물질층(250)은 안트라센(anthracene) 유도체, 파이렌(pyrene) 유도체 및 페릴렌(perylene) 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 형광 호스트 물질에 형광 청색(B) 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있다. 또한, 상기 발광물질층(250)이 녹색(G) 광을 발광할 경우, 상기 발광물질층(250)은 카바졸계 화합물 또는 금속 착물으로 이루어진 인광 호스트 물질에 인광 녹색(G) 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있다. 또한, 상기 발광물질층(250)이 적색(R) 광을 발광할 경우, 상기 발광물질층(250)은 카바졸계 화합물 또는 금속 착물으로 이루어진 인광 호스트 물질에 인광 적색(R) 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있다.The light emitting material layer 250 is formed on the hole transporting layer 240, and a dopant may be added to the host material if necessary. In this case, the host material and the dopant material may be either fluorescent or phosphorescent materials, and may be selected from the group consisting of polymers, but are not limited thereto. For example, when the light emitting material layer 250 emits blue light, the light emitting material layer 250 may include an anthracene derivative, a pyrene derivative, and a perylene derivative. Group may be doped with at least one fluorescent host material selected from the group of fluorescent blue (B) dopants. In addition, when the light emitting material layer 250 emits green light, the light emitting material layer 250 may be formed by doping a phosphorescent green (G) dopant with a phosphorescent host material comprising a carbazole compound or a metal complex . In addition, when the light emitting material layer 250 emits red light, the light emitting material layer 250 may be formed by doping phosphorescent red (R) dopant into a phosphorescent host material comprising a carbazole compound or a metal complex .

상기 전자수송층(260)은 상기 발광물질층(250) 상에 형성되며, 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.The electron transport layer 260 is formed on the light emitting material layer 250 and may be formed of oxadiazole, triazole, phenanthroline, benzoxazole, or benzthiazole ), But the present invention is not limited thereto.

상기 전자주입층(270)은 상기 전자수송층(260) 상에 형성되며, LIF 또는 LiQ(lithium quinolate) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The electron injection layer 270 is formed on the electron transport layer 260 and may be formed of LIF or lithium quinolate (LiQ), but is not limited thereto.

상기 제 2 전극(280)은 상기 전자 주입층(270) 상에 형성되며, 낮은 일함수를 가지는 금속, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 리튬(Li) 또는 칼슘(Ca) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.The second electrode 280 is formed on the electron injection layer 270 and may include a metal having a low work function such as aluminum (Al), silver (Ag), magnesium (Mg), lithium (Li) Or calcium (Ca), but the present invention is not limited thereto.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드소자를 나타낸 단면도로서, 정공수송층(240')이 정공주입층(230)과 동일한 물질, 즉, 전술한 화학식 1로 표시되는 유기화합물로 이루어진 것을 제외하고, 전술한 도 2에 따른 유기발광다이오드소자와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.3 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode device according to another embodiment of the present invention. The hole transport layer 240 'is formed of the same material as the hole injection layer 230, that is, an organic compound represented by the above- The organic light emitting diode device is the same as the organic light emitting diode device according to Fig. Therefore, the same reference numerals are assigned to the same components, and repetitive description of the same components will be omitted.

도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드소자(200)는 정공주입층(230)과 정공수송층(240')이 전술한 상기 화학식 1로 표시되는 유기화합물로 이루어지되, 정공주입층(230)에는 전술한 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV인 유기화합물(220), 예를 들면, 상기 화학식 2로 표시되는 유기화합물이 도핑되어 이루어질 수 있으며 상기 유기화합물(220)은 다양하게 변경될 수 있다. 따라서, 상기 정공주입층(230)과 상기 정공수송층(240') 사이의 정공 주입 장벽이 없기 때문에 소자의 구동전압을 낮출 수 있다. 또한 동일 호스트 물질로 정공주입층(230) 및 정공수송층(240')까지 형성함으로써, 원가절감 및 생산성 향상 등의 이점이 있다. 상기 정공주입층(230)에서 상기 화학식 2로 표시되는 유기화합물의 도핑량은 상기 정공주입층(230) 전체에 대해서 0.1 내지 20 중량%가 될 수 있다.3, the organic light emitting diode device 200 according to another embodiment of the present invention includes a hole injection layer 230 and a hole transport layer 240 'formed of an organic compound represented by Formula 1 described above The hole injection layer 230 may be doped with the organic compound 220 having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV, for example, the organic compound represented by the formula 2, and the organic compound 220 ) Can be variously changed. Therefore, since there is no hole injection barrier between the hole injection layer 230 and the hole transport layer 240 ', the driving voltage of the device can be lowered. Further, by forming the hole injection layer 230 and the hole transport layer 240 'from the same host material, there are advantages such as cost reduction and productivity improvement. In the hole injection layer 230, the doping amount of the organic compound represented by Formula 2 may be 0.1 to 20% by weight with respect to the entire hole injection layer 230.

상기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 유기화합물은 전술한 바와 동일하므로 반복설명은 생략하기로 한다.The organic compounds represented by the general formulas (1) and (2) are the same as those described above, and thus the repeated description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드소자를 나타낸 단면도로서, 정공수송층(240') 및 발광물질층(250')이 정공주입층(230)과 동일한 물질, 즉, 전술한 화학식 1로 표시되는 유기화합물로 이루어진 것을 제외하고, 전술한 도 2에 따른 유기발광다이오드소자와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.4 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode device according to another embodiment of the present invention. The hole transport layer 240 'and the light emitting material layer 250' are the same as the hole injection layer 230, Is the same as the organic light emitting diode device according to the above-mentioned FIG. 2 except that it is made of the organic compound represented by the formula (1). Therefore, the same reference numerals are assigned to the same components, and repetitive description of the same components will be omitted.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드소자(200)는 정공주입층(230), 정공수송층(240'), 및 발광물질층(250')이 전술한 상기 화학식 1로 표시되는 유기화합물로 이루어지되, 정공주입층(230)에는 전술한 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV인 유기화합물(220), 예를 들면, 상기 화학식 2로 표시되는 유기화합물이 도핑되어 이루어질 수 있으며 상기 유기화합물(220)은 다양하게 변경될 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 유기화합물의 도핑량은 상기 정공주입층(230) 전체에 대해서 0.1 내지 20 중량%가 될 수 있다.4, the organic light emitting diode device 200 according to another embodiment of the present invention includes the hole injection layer 230, the hole transport layer 240 ', and the light emitting material layer 250' The organic compound 220 having the above-described LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV, for example, the organic compound represented by the above-mentioned formula (2), may be added to the hole injection layer 230, And the organic compound 220 may be variously modified. The doping amount of the organic compound represented by Formula 2 may be 0.1 to 20% by weight with respect to the entire hole injection layer 230.

또한, 도시하지는 않았지만, 발광물질층(250')에는 앞서 본 발명의 일 실시예에서 전술한 도펀트(Dopant)를 첨가할 수 있다. 즉, 호스트(Host)로서 상기 화학식 1로 표시되는 상기 유기화합물을 사용하고, 도시하지 않은 상기 도펀트(Dopant) 물질은 전술한 형광 또는 인광 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 고분자로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. Further, although not shown, the dopant described above may be added to the light emitting material layer 250 'in one embodiment of the present invention. That is, the organic compound represented by Formula 1 is used as a host, and the dopant material (not shown) may be formed of any one of the above-described fluorescent materials or phosphorescent materials, But is not limited thereto.

따라서, 동일한 물질을 사용한 상기 정공주입층(230), 상기 정공수송층(240'), 및 상기 발광물질층(250') 사이의 정공 주입 장벽이 없기 때문에 소자의 구동전압을 낮출 수 있다. 또한 동일 호스트 물질로 정공주입층(230), 정공수송층(240'), 및 발광물질층(250')까지 형성함으로써, 원가절감 및 생산성 향상 등의 이점이 있다.Therefore, since there is no hole injection barrier between the hole injection layer 230, the hole transport layer 240 ', and the light emitting material layer 250' using the same material, the driving voltage of the device can be lowered. Further, by forming the hole injection layer 230, the hole transport layer 240 ', and the light emitting material layer 250' from the same host material, cost reduction and productivity can be improved.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 실험 예를 통해 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific experimental examples.

1. 실험예 1One. Experimental Example 1

본 발명의 실험예 1은 하기 구체적인 설명을 통해 알 수 있듯이, 전술한LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV인 유기화합물(220)이 정공주입층 단독으로 혹은 정공주입층의 도펀트로 작용했을 때와 전술한 FL-1 및 FL-2 화합물과 비교예 물질간의 정공 주입 능력을 비교하기 위하여 제작된 소자이다.Experimental Example 1 of the present invention shows that when the organic compound 220 having the above-described LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV acts as a hole injection layer alone or as a dopant of a hole injection layer And the hole injecting ability between the above-mentioned FL-1 and FL-2 compounds and the comparative example materials.

실시예Example 1 One

ITO 기판은 발광 면적이 3 mm X 3 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 이후 UV 오존으로 세척한 다음에 이를 증발시스템에 적재하였다. 그 다음, 상기 기판은 기판 상부에 다른 모든 층들의 증착을 위해 진공 증착 챔버 내로 이송되었다. 베이스 압력이 약 10-6 ~ 10-7 Torr가 되도록 한 후 양극인 ITO 위에 정공주입층으로 호스트인 FL-1 화합물에 도펀트인 HAT-CN을 도핑 농도 10%로 도핑하여 50Å의 두께로 성막하고, 정공수송층으로 NPB를 600Å의 두께로 성막하고, 발광물질층으로 MADN(2-methyl-9,10-bis(naphthalene-2-yl)anthracene)을 250Å의 두께로 성막하고, 정공주입 방지층으로 NPB를 100Å의 두께로 성막하고, 음극인 Al을 1500Å의 두께로 성막하였다. 이후 UV 경화 에폭시 및 수분 게터를 사용하여 인캡슐레이션을 하여 소자를 제조하였다.The ITO substrate was patterned to have a light emitting area of 3 mm x 3 mm and then cleaned. After washing with UV ozone, it was loaded into the evaporation system. The substrate was then transferred into a vacuum deposition chamber for deposition of all other layers on top of the substrate. The base pressure is about 10 -6 to 10-7 Torr. Then, HAT-CN dopant is doped to the host FL-1 compound as a hole injection layer on ITO as an anode at a doping concentration of 10% to form a film with a thickness of 50 Å NPB was formed to a thickness of 600 Å as a hole transport layer and MADN (2-methyl-9,10-bis (naphthalene-2-yl) anthracene) was formed as a light emitting material layer to a thickness of 250 Å. Was formed to a thickness of 100 angstroms, and Al, which was a cathode, was deposited to a thickness of 1500 angstroms. The device was then encapsulated using a UV cured epoxy and a water getter.

Figure pat00032
Figure pat00032

NPBNPB

Figure pat00033
Figure pat00033

MADNMADN

실시예Example 2 2

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층의 호스트로 FL-2 화합물을 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.Except that the FL-2 compound was used as a host in the hole injection layer under the same process conditions as in Example 1 described above.

비교예Comparative Example 1 One

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층에 호스트 없이 HAT-CN만 50Å의 두께로 성막한 것만 달리하여 소자를 제조하였다. Under the same process conditions as in Example 1 described above, only HAT-CN having a thickness of 50 angstroms was formed in the hole injection layer without a host.

비교예Comparative Example 2 2

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층의 호스트로 NPB를 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.
The device was manufactured under the same process conditions as in Example 1 except that NPB was used as the host of the hole injection layer.

상기 실험예 1에 따라 제조된 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 유기발광다이오드소자에 대해서 전류-전압 특성을 측정하였고, 그 결과는 도 5와 같다.The current-voltage characteristics of the organic light emitting diode devices of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 prepared according to Experimental Example 1 were measured, and the results are shown in FIG.

도 5에서 알 수 있듯이, HAT-CN이 정공주입층에 단독으로 쓰인 비교예 1에 비하여 정공주입층의 호스트로 NPB에 HAT-CN을 도핑하여 제작된 비교예 2의 경우가 구동 전압이 감소함을 알 수 있다. 구체적으로, 10 mA/cm2 에서의 구동전압과 관련하여, 비교예 1은 8.5 V를 나타내었고, 비교예 2는 7.7 V를 나타내었다.As can be seen from FIG. 5, in the case of Comparative Example 2 prepared by doping NPB with HAT-CN as a host of the hole injection layer, the driving voltage was decreased in comparison with Comparative Example 1 in which HAT-CN was used alone in the hole injection layer . Specifically, with respect to the driving voltage at 10 mA / cm 2, Comparative Example 1 showed 8.5 V and Comparative Example 2 showed 7.7 V.

또한, 정공주입층의 호스트로 본 발명의 합성법을 통해 만들어진 FL-1 및 FL-2를 사용하고 HAT-CN을 도핑하여 제작된 실시예 1 내지 실시예 2의 경우가 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 구동전압이 더욱 감소함을 알 수 있다. 구체적으로, 10 mA/cm2 에서의 구동전압과 관련하여, 실시예 1은 7.3 V를 나타내었고, 실시예 2는 6.3 V를 나타내었다.In the case of Examples 1 to 2 prepared by doping HAT-CN using FL-1 and FL-2 made by the synthesis method of the present invention as a host of the hole injection layer, Comparative Examples 1 to 2 The driving voltage is further reduced. Specifically, with respect to the driving voltage at 10 mA / cm 2, Example 1 showed 7.3 V and Example 2 showed 6.3 V.

2. 실험예 22. Experimental Example 2

본 발명의 실험예 2는 하기 구체적인 설명을 통해 알 수 있듯이, 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층에 이용되는 FL-1, FL-2, FL-11, FL-12, FL-15 화합물과 비교예의 물질간의 소자 특성을 비교하기 위하여 제작된 유기발광다이오드소자이다.Experimental Example 2 of the present invention shows that the compounds FL-1, FL-2, FL-11, FL-12 and FL-15 used in the hole injecting layer, the hole transporting layer and the light emitting material layer, And is an organic light emitting diode device manufactured to compare the device characteristics of the materials of the comparative example.

실시예Example 1 One

ITO 기판은 발광 면적이 3 mm X 3 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 이후 UV 오존으로 세척한 다음에 이를 증발시스템에 적재하였다. 그 다음, 상기 기판은 기판 상부에 다른 모든 층들의 증착을 위해 진공 증착 챔버 내로 이송되었다. 베이스 압력이 약 10-6 ~ 10-7 Torr가 되도록 한 후 양극인 ITO 위에 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층으로서 호스트인 FL-1 화합물에 도펀트인 HAT-CN을 도핑 농도 10%로 도핑하여 50Å의 두께로 성막하고, HAT-CN 없이 FL-1만을 300Å의 두께로 성막하고, FL-1 화합물에 도펀트인 DPVBi(4,48-bis(2,28-diphenylvinyl)-1,18-biphenyl)를 도핑 농도 15%로 도핑하여 400Å의 두께로 성막하고, 전자수송층으로 Alq3을 200Å의 두께로 성막하고, 전자주입층으로 LiF를 10Å의 두께로 성막하고, 음극인 Al을 1000Å의 두께로 성막하였다. 이후 UV 경화 에폭시 및 수분 게터를 사용하여 인캡슐레이션을 하여 소자를 제조하였다.The ITO substrate was patterned to have a light emitting area of 3 mm x 3 mm and then cleaned. After washing with UV ozone, it was loaded into the evaporation system. The substrate was then transferred into a vacuum deposition chamber for deposition of all other layers on top of the substrate. The dopant HAT-CN was doped to a doping concentration of 10% on the host FL-1 compound as a hole injecting layer, a hole transporting layer, and a light emitting material layer on ITO as an anode after the base pressure was about 10 -6 to 10-7 Torr. And FL-1 alone was deposited to a thickness of 300 ANGSTROM without HAT-CN, and a dopant DPVBi (4,48-bis (2,28-diphenylvinyl) -1,18-biphenyl Was doped with a doping concentration of 15% to form a film having a thickness of 400 ANGSTROM, an Alq3 film having a thickness of 200 ANGSTROM as an electron transporting layer, LiF as an electron injecting layer having a thickness of 10 ANGSTROM, Respectively. The device was then encapsulated using a UV cured epoxy and a water getter.

Figure pat00034
Figure pat00034

DPVBi            DPVBi

실시예Example 2 2

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층의 호스트로 FL-2 화합물을 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.Except that the FL-2 compound was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer under the same process conditions as in Example 1 described above.

실시예Example 3 3

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층의 호스트로 FL-11 화합물을 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.Except that the FL-11 compound was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer under the same process conditions as in Example 1 described above.

실시예Example 4 4

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층의 호스트로 FL-12 화합물을 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.Except that the FL-12 compound was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer under the same process conditions as in Example 1 described above.

실시예Example 5 5

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층의 호스트로 FL-15 화합물을 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.Except that the FL-15 compound was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer under the same process conditions as in Example 1 described above.

비교예Comparative Example

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에서 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층의 호스트로 NPB를 사용한 것만 달리하여 소자를 제조하였다.The device was fabricated under the same process conditions as in Example 1 except that NPB was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer.

상기 실험예 2에 따라 제조된 실시예 1내지 5 및 비교예의 유기발광다이오드소자에 대하여 전압, 발광효율, 양자효율, 색좌표를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The voltage, the luminous efficiency, the quantum efficiency and the color coordinates of the organic light emitting diode devices of Examples 1 to 5 and Comparative Examples prepared according to Experimental Example 2 were measured and shown in Table 2 below.

Figure pat00035
Figure pat00035

상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 유기발광다이오드소자의 경우 비교예와 비교하여, 발광효율 및 양자효율이 현저히 향상되었으며, 구동전압이 낮아진 것을 확인하였다. Referring to Table 2, the organic light emitting diode device manufactured according to Example 2 of the present invention has significantly improved luminous efficiency and quantum efficiency as compared with the comparative example, and the driving voltage is lowered.

상기와 같이 본 발명은 Band gap Energy가 큰 정공수송물질을 제조하고 이를 유기발광다이오드소자의 정공주입층 및 정공수송층과 발광물질층의 호스트로 동시에 적용하여 종래 대비 단순한 소자구조를 제시함으로써 원가 상승 및 생산성 저하의 문제를 해결하였으며, 깊은 LUMO를 갖는 물질의 도핑을 통하여 발광효율을 향상시키고 구동전압을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the present invention, a hole transport material having a large band gap energy is manufactured, and simultaneously applied as a hole injection layer, a hole transport layer and a host of a light emitting material layer of an organic light emitting diode device, The problem of lowering the productivity is solved and there is an advantage that the luminescence efficiency can be improved and the driving voltage can be reduced through doping of the material having the deep LUMO.

도 2의 정공주입층(230), 도 3의 정공주입층(230) 및 정공수송층(240'), 도 4의 정공주입층(230), 정공수송층(240') 및 발광물질층(250')이 상기 화학식1의 유기화합물 대신에 하기 화학식 3의 유기화합물을 포함할 수 있다. 상기 정공주입층(230)은 전체 중량 기준으로 0.1~20 중량%의 HAT-CN을 포함할 수 있고, 상기 발광물질층(250')은 전체 중량 기준으로 0.1~30중량%의 도펀트를 포함하여 청색 발광할 수 있다. 도펀트는 N,N'-bis(2,4-diphenyl)-N,N'-bis(2-fluorophenyl)-pyrene-1,6-diamine일 수 있다.The hole injection layer 230, the hole injection layer 230 and the hole transport layer 240 'of FIG. 2, the hole injection layer 230, the hole transport layer 240' and the light emitting material layer 250 ' ) May contain an organic compound of the following formula (3) in place of the organic compound of the above formula (1). The hole injection layer 230 may include HAT-CN in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the light emitting material layer 250. The light emitting material layer 250 'may include 0.1 to 30% Blue light can be emitted. The dopant may be N, N'-bis (2,4-diphenyl) -N, N'-bis (2-fluorophenyl) -pyrene-1,6-diamine.

즉, 제 1 전극, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층, 제 2 전극을 포함하는 유기발광다이오드소자에 있어서, 상기 정공주입층, 상기 정공수송층 및 상기 발광물질층 중 적어도 하나는 하기 화학식3의 유기화합물을 포함함으로써, 발광효율 및 양자효율이 향상되고 구동전압이 낮아지는 효과를 갖는다. 특히, 상기 정공주입층, 상기 정공수송층 및 상기 발광물질층 모두가 하기 화학식3의 유기화합물을 포함함으로써, 소자구조가 단순해지고 원가 상승 및 생산성 저하의 문제가 해결된다. At least one of the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer may be a hole transporting layer, a hole injection layer, a hole transporting layer, a light emitting material layer, and a second electrode, The organic EL device has an effect of improving the luminous efficiency and quantum efficiency and lowering the driving voltage. Particularly, since both the hole injecting layer, the hole transporting layer and the light emitting material layer contain an organic compound represented by the following formula (3), the device structure is simplified, and the problem of cost increase and productivity deterioration is solved.

또한, 하기 화학식3의 유기화합물은 우수한 정공수송 특성을 갖기 때문에, 상기 정공주입층, 상기 정공수송층 및 상기 발광물질층 모두가 하기 화학식3의 유기화합물을 포함함으로써 정공주입장벽(hole injection barrier)이 감소되므로 발광효율이 더욱 향상된다. 다시 말해, 정공주입장벽이 낮아져 정공과 전자의 결합 영역이 발광층의 중심부에 형성되어, 발광효율이 향상된다.Since the organic compound of Formula 3 has excellent hole transporting properties, the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer all contain an organic compound of Formula 3, The luminous efficiency is further improved. In other words, the hole injection barrier is lowered, and a coupling region of holes and electrons is formed at the central portion of the light emitting layer, so that the light emitting efficiency is improved.

[화학식 3](3)

Figure pat00036
Figure pat00036

상기 화학식3에서, X 는 탄소, 질소, 산소, 황 중에서 선택될 수 있고, Y 는 아릴 또는 아릴아민에서 선택될 수 있다. 예를 들어, Y 는 페닐, 나프틸, 터페닐, 자일렌, 트리페닐아민, 디페닐아민, 페나스레닐아민 중에서 선택될 수 있다.In Formula 3, X may be selected from among carbon, nitrogen, oxygen, and sulfur, and Y may be selected from aryl or arylamine. For example, Y may be selected from phenyl, naphthyl, terphenyl, xylene, triphenylamine, diphenylamine, and phenathrenylamine.

구체적으로, Y는 하기 화합물 중에서 선택될 수 있다.Specifically, Y may be selected from the following compounds.

Figure pat00037
Figure pat00037

Figure pat00038
Figure pat00038

상기 화학식3으로 표시되는 본 발명의 유기화합물은 하기 화학식AN-1 내지 AN-16으로 표시되는 물질일 수 있다.The organic compound of the present invention represented by Formula 3 may be a compound represented by the following Formulas AN-1 to AN-16.

Figure pat00039
Figure pat00039

Figure pat00040
Figure pat00040

Figure pat00041
Figure pat00041

Figure pat00042

Figure pat00042

이하에서는, 상기 화학식AN-1, AN-2, AN-3, AN-4로 표시된 유기화합물을 예로 들어, 본 발명에 따른 유기화합물의 합성예를 설명한다.Hereinafter, examples of the synthesis of the organic compound according to the present invention will be described with reference to the organic compounds represented by the above-mentioned formulas AN-1, AN-2, AN-3 and AN-4.

1. 화학식AN-1 화합물의 합성1. Synthesis of Compound of Formula AN-1

(1) 3-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-carbazole의 합성(1) Synthesis of 3- (10-phenylanthracen-9-yl) -9H-carbazole

반응식9Scheme 9

Figure pat00043
Figure pat00043

250mL 2-neck flask에 3-bromocarbazole (2.54 g, 10.320 mmol), 9-phenyl-boronic acid (3.69 g, 12.384 mmol), Na2CO3 (2.2 g, 20.64 mmol), Pd(PPh3)4 (1.19 g, 1.032 mmol)를 넣고 toluene / EtOH / H2O에 녹인 후 120 ℃ 에서 12시간 동안 환류, 교반시켰다. 반응 종료 후 methylenechloride / H2O로 추출 및 감압 증류하여 용매를 제거하고, n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(4:1)로 컬럼(column)한 후, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 흰색 고체 상태의 화합물 2.60g을 얻었다. (수율 60%)To a 250 mL 2-neck flask was added 3-bromocarbazole (2.54 g, 10.320 mmol), 9-phenyl-boronic acid (3.69 g, 12.384 mmol), Na2CO3 (2.2 g, 20.64 mmol), Pd (PPh3) mmol) were dissolved in toluene / EtOH / H2O, and the mixture was refluxed and stirred at 120 ° C for 12 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylenechloride / H2O and distilled under reduced pressure to remove the solvent. The residue was subjected to column chromatography using n-hexane and methylene chloride (4: 1), methylene chloride And petroleum ether solvent to obtain 2.60 g of a white solid compound. (Yield 60%)

(2) AN-1 화합물 합성(2) Synthesis of AN-1 compound

반응식10Scheme 10

Figure pat00044
Figure pat00044

250mL 2-neck flask에 3-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-carbazole (1.68g, 4.00 mmol), 4-bromo-triphenylamine (1.43 g, 4.401 mmol), Pd2(dba)3 (110 mg, 0.120 mmol), tris-t-butylphosphine (47 ㎕, 0.200 mmol), sodium tert-butoxide (770 mg, 8.00 mmol)을 넣고 toluene에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거한 후, n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(4:1)로 컬럼(column)한 후, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 흰색 고체 상태의 AN-1 화합물 2.53 g을 얻었다. (수율 95%)
To a 250 mL 2-neck flask was added 3- (10-phenylanthracen-9-yl) -9H-carbazole (1.68 g, 4.00 mmol), 4-bromo-triphenylamine (1.43 g, 4.401 mmol), Pd2 (dba) , Tris-t-butylphosphine (47 μl, 0.200 mmol) and sodium tert-butoxide (770 mg, 8.00 mmol) were dissolved in toluene and refluxed for 12 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using n-hexane and methylene chloride as a solvent (4: 1), and then methylene chloride and petroleum ether (Petroleum ether) to obtain 2.53 g of a white solid AN-1 compound. (Yield: 95%)

2. 화학식AN-2 화합물의 합성2. Synthesis of Compound of Formula AN-2

반응식11Scheme 11

Figure pat00045
Figure pat00045

250 mL 2-neck flask에 3-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-carbazole (1.59g, 3.80 mmol), N-(4-bromophenyl)-N-phenyl-naphthalen-1-amine (1.56 g, 4.17 mmol), Pd2(dba)3 (69 mg, 0.076 mmol), tris-t-butylphosphine (27 ㎕, 0.114 mmol), sodium tert-butoxide (728 mg, 7.58 mmol)을 넣고 toluene에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반 시켰다. 반응 종료 후 감압 증류하여 용매를 제거하고, n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(3:1)로 컬럼(column)한 후, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 녹색 고체(greenish solid) 상태의 AN-2 화합물 1.64 gㅇ르 얻었다. (수율 61%)
To a 250 mL 2-neck flask was added 3- (10-phenylanthracen-9-yl) -9H-carbazole (1.59 g, 3.80 mmol) and N- (4- bromophenyl) -N- phenylnaphthalen- , Tris-t-butylphosphine (27 μl, 0.114 mmol) and sodium tert-butoxide (728 mg, 7.58 mmol) were dissolved in toluene and the mixture was stirred for 12 hours Lt; / RTI > After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to column chromatography using n-hexane and methylene chloride as a solvent (3: 1), then methylene chloride and petroleum ether (Petroleum ether to yield 1.64 g of AN-2 compound in the form of a greenish solid. (Yield: 61%)

3. 화학식AN-3 화합물의 합성3. Synthesis of Compound of Formula AN-3

(1) N-phenylphenanthren-9-amine의 합성(1) Synthesis of N-phenylphenanthren-9-amine

반응식12Scheme 12

Figure pat00046
Figure pat00046

250 mL 2-neck flask에 9-bromophenanthrene (7.00 g, 27.22 mmol), anline (3.7 mL, 40.84 mmol), Pd2(dba)3 (499 mg, 0.544 mmol), tris-t-butylphosphine (0.123 mL, 0.544 mmol), sodium tert-butoxide (3.90 mg, 40.84 mmol)을 넣고 toluene에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후, D.I water / methylene chloride로 추출하고 감압 증류하였다. 용매 제거 후, n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(3:1)로 컬럼(column)하고, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 고체 상태의 화합물 4.60 g을 얻었다. (수율 63%)To a 250 mL 2-neck flask was added 9-bromophenanthrene (7.00 g, 27.22 mmol), aniline (3.7 mL, 40.84 mmol), Pd2 (dba) 3 (499 mg, 0.544 mmol), tris- mmol) and sodium tert-butoxide (3.90 mg, 40.84 mmol) were dissolved in toluene, and the mixture was refluxed for 12 hours. After completion of the reaction, the mixture was extracted with DI water / methylene chloride and distilled under reduced pressure. The solvent was removed and the residue was recrystallized in a solvent of n-hexane and methylene chloride (3: 1) and recrystallized in a solvent of methylene chloride and petroleum ether to obtain a solid state Of compound (4.60 g). (Yield: 63%)

(2) N-(3-bromophenyl)-N-phenylphenanthren-9-amine의 합성(2) Synthesis of N- (3-bromophenyl) -N-phenylphenanthren-9-amine

반응식13Scheme 13

Figure pat00047
Figure pat00047

250 mL 2-neck flask에 N-phenylphenanthren-9-amine (4.51 g, 16.74 mmol), 1,3-dibromobenzene (6.05 mL, 50.23 mmol), Pd2(dba)3 (307 mg, 0.355 mmol), tris-o-tolyphosphine (0.255 mL, 0.837 mmol), sodium tert-butoxide (3.2 g, 33.49 mmol)을 넣고 toluene에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후, D.I water / methylene chloride로 추출하고 감압 증류하였다. 용매 제거 후, n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(7:1)로 컬럼(column)하였다. 용액을 감압 증류하여 재결정함으로써 왁스 상태의 화합물 2.9 g을 얻었다. (수율 41%)N-phenylphenanthren-9-amine (4.51 g, 16.74 mmol), 1,3-dibromobenzene (6.05 mL, 50.23 mmol), Pd2 (dba) 3 (307 mg, 0.355 mmol), tris- o-tolyphosphine (0.255 mL, 0.837 mmol) and sodium tert-butoxide (3.2 g, 33.49 mmol) were dissolved in toluene and refluxed for 12 hours. After completion of the reaction, the mixture was extracted with DI water / methylene chloride and distilled under reduced pressure. After removal of the solvent, the column was subjected to column chromatography using n-hexane and methylene chloride (7: 1). The solution was distilled under reduced pressure and recrystallized to obtain 2.9 g of a waxy compound. (Yield: 41%)

(3) AN-3의 합성(3) Synthesis of AN-3

반응식14Scheme 14

Figure pat00048
Figure pat00048

250 mL 2-neck flask에 3-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-carbazole (1.25 g, 2.98 mmol), N-(3-bromophenyl)-N-phenylphenanthren-9-amine (1.39 g, 3.28 mmol), Pd2(dba)3 (55 mg, 0.060 mmol), tris-t-butylphosphine (0.014 mL, 0.060 mmol), sodium tert-butoxide (572 mg, 5.96 mmol)을 넣고 toluene에 녹인 후 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후, D.I water / methylene chloride로 추출하고 감압 증류하였다. 용매 제거 후, n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(3:1)로 컬럼(column)하고 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 고체상태의 AN-3 화합물 1.14 g을 얻었다. (수율 50%)
To a 250 mL 2-neck flask was added 3- (10-phenylanthracen-9-yl) -9H-carbazole (1.25 g, 2.98 mmol) and N- (3- bromophenyl) -N- phenylphenanthren- (55 mg, 0.060 mmol), tris-t-butylphosphine (0.014 mL, 0.060 mmol) and sodium tert-butoxide (572 mg, 5.96 mmol) were dissolved in toluene and refluxed for 12 hours Lt; / RTI > After completion of the reaction, the mixture was extracted with DI water / methylene chloride and distilled under reduced pressure. The solvent was removed and the residue was recrystallized in a solvent of n-hexane and methylene chloride (3: 1) and recrystallized in a solvent of methylene chloride and petroleum ether to obtain a solid To obtain 1.14 g of AN-3 compound. (Yield 50%)

4. 화학식AN-4 화합물의 합성4. Synthesis of Compound of Formula AN-4

(1) 6-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-pyrido[2,3-b]indole의 합성(1) Synthesis of 6- (10-phenylanthracen-9-yl) -9H-pyrido [2,3-b] indole

반응식15Scheme 15

Figure pat00049
Figure pat00049

250 mL 2-neck flask에 bromo-carboline (3.0 g, 12.14 mmol), 9-phenyl-boronic acid (3.98 g, 13.36 mmol), Na2CO3 (2.57 g, 24.28 mmol), Pd(PPh3)4 (1.40 g, 1.21 mmol)를 넣고 toluene / EtOH / H2O에 녹인 후 120 ℃에서 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후 methylenechloride / H2O로 추출 및 감압 증류하여 용매를 제거하였다. n-헥산(Hexane)과 에틸렌 아세테이트(ethylene acetate) 용매(3:1)로 컬럼(column)하고, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 고체 상태의 화합물 2.32 g을 얻었다. (수율 45%)To a 250 mL 2-neck flask was added bromo-carboline (3.0 g, 12.14 mmol), 9-phenylboronic acid (3.98 g, 13.36 mmol), Na2CO3 (2.57 g, 24.28 mmol), Pd (PPh3) 1.21 mmol) were dissolved in toluene / EtOH / H2O, and the mixture was refluxed at 120 ° C for 12 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylenechloride / H2O and distilled under reduced pressure to remove the solvent. The residue was subjected to column chromatography using n-hexane and ethylene acetate solvent (3: 1) and recrystallized in a solvent of methylene chloride and petroleum ether to obtain 2.32 g of solid compound ≪ / RTI > (Yield: 45%)

(2) 9-(4-iodophenyl)-6-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-pyrido[2,3-b]indole의 합성(2) Synthesis of 9- (4-iodophenyl) -6- (10-phenylanthracen-9-yl) -9H-pyrido [2,3- b] indole

반응식16Scheme 16

Figure pat00050
Figure pat00050

250 mL 2-neck flask에 6-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.76 g, 4.19 mmol), 1,4-diiodobenzene (2.76 g, 8.37 mmol), CuI (319 mg, 1.67 mmol), K3PO4 (1.78 g, 8.37 mmol), trans-1,2-dicyclohexanediamine (0.2 mL, 1.67 mmol)를 넣고 1,4-dioxane에 녹인 후 120 ℃ 에서 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후 methylenechloride / H2O로 추출 및 감압 증류하여 용매를 제거하였다. n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(1:5)로 컬럼(column)하고, methylenechloride / P.E ether 용매에서 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 고체상태의 화합물 1.67 g을 얻었다. (수율 64%)9-pyrido [2,3-b] indole (1.76 g, 4.19 mmol), 1,4-diiodobenzene (2.76 g, 8.37 mmol) in a 250 mL 2-neck flask, 1,2-dicyclohexanediamine (0.2 mL, 1.67 mmol) was dissolved in 1,4-dioxane and the mixture was refluxed at 120 ° C. for 12 hours. Lt; / RTI > After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylenechloride / H2O and distilled under reduced pressure to remove the solvent. The residue was recrystallized from methylenechloride / PE ether in a solvent of methylene chloride and petroleum ether in a solvent of n-hexane and methylene chloride (1: 5) 1.67 g of a solid compound was obtained. (Yield 64%)

(3) AN-4 화합물의 합성(3) Synthesis of AN-4 Compound

반응식17Scheme 17

Figure pat00051
Figure pat00051

250 mL 2-neck flask에 6-(10-phenylanthracen-9-yl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.58 g, 2.54 mmol), diphenylamine (430mg, 2.54 mmol), Pd2(dba)3 (46 mg, 0.050 mmol), tris-t-butylphosphine (0.012 mL, 0.050 mmol), sodium tert-butoxide (488 mg, 5.08 mmol)을 넣고 toluene에 녹인 후 120 ℃에서 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후 methylene-chloride / H2O로 추출 및 감압 증류하여 용매를 제거하였다. n-헥산(Hexane)과 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride) 용매(1:5)로 컬럼(column)하고, methylenechloride / P.E ether 용매에서 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 페트롤륨 에테르(Petroleum ether) 용매에서 재결정하여 고체상태의 AN-4 화합물 0.54 g을 얻었다. (수율 32%)
Pyran [2,3-b] indole (1.58 g, 2.54 mmol), diphenylamine (430 mg, 2.54 mmol), Pd2 (dba) in a 250 mL 2-neck flask, Tris-t-butylphosphine (0.012 mL, 0.050 mmol) and sodium tert-butoxide (488 mg, 5.08 mmol) were dissolved in toluene and the mixture was refluxed for 12 hours at 120 ° C. After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylene chloride / H2O and distilled under reduced pressure to remove the solvent. The residue was recrystallized from methylenechloride / PE ether in a solvent of methylene chloride and petroleum ether in a solvent of n-hexane and methylene chloride (1: 5) 0.54 g of a solid AN-4 compound was obtained. (Yield 32%)

화합물 AN-1 내지 AN-4, AN-6, AN-8, AN-11과 하기 화학식4로 표시되는 호스트 물질(Host(ref.))의 특성을 측정하여 하기 표3에 정리하였다.Properties of the host material (Host (ref.)) Represented by the compounds AN-1 to AN-4, AN-6, AN-8 and AN-11 and the following formula 4 were measured and are summarized in Table 3 below.

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00052
Figure pat00052

Figure pat00053
Figure pat00053

이하, 상기한 본 발명의 유기화합물을 이용한 유기발광다이오드소자와 화학식4의 비교물질을 이용한 유기발광다이오드소자의 성능을 비교 설명한다.Hereinafter, the performance of the organic light emitting diode device using the organic compound of the present invention and the organic light emitting diode device using the comparative material of Formula 4 will be described.

소자 제작Device fabrication

ITO 기판의 발광 면적이 3 mm X 3 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 이후 UV 오존으로 세척한 다음에 이를 증발시스템에 적재하였다. 그 다음, 상기 기판을 진공 증착 챔버 내로 이송하였다. 베이스 압력이 약 10-6 ~ 10-7 Torr가 되도록 한 후 양극인 ITO 위에, i) 정공주입층 50Å(호스트/HAT-CN(10%)), ii) 정공수송층 300Å (호스트), iii) 발광물질층 700Å (호스트/도펀트(15%)), iv) 전자수송층 200Å (Alq3), v) 전자주입층 10Å (LiF), vi) 음극 1000Å (Al)을 순차 적층하였다. 이후 UV 경화 에폭시 및 수분 게터를 사용하여 인캡슐레이션을 하여 소자를 제조하였다. 발광물질층의 도펀트는 N,N'-bis(2,4-diphenyl)-N,N'-bis(2-fluorophenyl)-pyrene-1,6-diamine이다.The ITO substrate was patterned to have a light emitting area of 3 mm x 3 mm and then cleaned. After washing with UV ozone, it was loaded into the evaporation system. Then, the substrate was transferred into a vacuum deposition chamber. (Host / HAT-CN (10%)), ii) a hole transport layer (300 Å) (host), and iii) a hole injection layer A luminescent material layer 700 Å (host / dopant 15%), iv) an electron transport layer 200 Å (Alq 3), v) an electron injecting layer 10 Å (LiF), and vi) a cathode 1000 Å (Al) The device was then encapsulated using a UV cured epoxy and a water getter. The dopant of the light emitting material layer is N, N'-bis (2,4-diphenyl) -N, N'-bis (2-fluorophenyl) -pyrene-1,6-diamine.

(1) 비교예 (Ref.)(1) Comparative Example (Ref.)

전술한 소자에서, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 상기 화학식4의 물질을 이용하였다.In the above-described device, the material of the above chemical formula 4 was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer.

(2) AN-1 소자(2) AN-1 element

전술한 소자에서, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 상기 화학식AN-1의 물질을 이용하였다.In the above-described device, the material of the above-described formula AN-1 was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer.

(3) AN-3 소자(3) AN-3 element

전술한 소자에서, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 상기 화학식AN-3의 물질을 이용하였다.In the above-described device, the material of the above-described formula AN-3 was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer.

(4) AN-6 소자(4) AN-6 element

전술한 소자에서, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 상기 화학식AN-6의 물질을 이용하였다.In the above-described device, the material of the above-described formula AN-6 was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer and the light emitting material layer.

(5) AN-8 소자(5) AN-8 element

전술한 소자에서, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 상기 화학식AN-8의 물질을 이용하였다.In the above-described device, the material of the above-described formula AN-8 was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer and the light emitting material layer.

(6) AN-11 소자(6) AN-11 element

전술한 소자에서, 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트로서 상기 화학식AN-11의 물질을 이용하였다.
In the above-described device, the substance of the above formula AN-11 was used as a host for the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer.

정공주입층, 정공수송층, 발광물질층의 호스트를 제외한 다른 조건은 모두 동일하게 제작되었으며, 소자의 특성을 측정하여 하기 표4에 정리하였다.Except for the host of the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer, all of which were manufactured in the same manner. The characteristics of the device were measured and are summarized in Table 4 below.

Figure pat00054
Figure pat00054

표4에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예(Ref.)에 비해 본 발명의 유기화합물(AN-1, AN-3, AN-6, AN-8, AN-11)을 이용하는 경우, 구동 전압이 감소하고 발광효율이 향상된다. 본 발명의 유기화합물은 우수한 정공 특성을 갖기 때문에, 정공과 전자의 결합이 발광물질층의 중앙에서 이루어질 수 있고, 이에 따라 발광효율이 향상된다.As can be seen from Table 4, when the organic compounds (AN-1, AN-3, AN-6, AN-8 and AN-11) of the present invention are used in comparison with the comparative example (Ref. And the luminous efficiency is improved. Since the organic compound of the present invention has excellent hole characteristics, the combination of holes and electrons can be formed at the center of the light emitting material layer, thereby improving the light emitting efficiency.

즉, 표3에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 유기화합물과 비교예의 호스트 물질은 LUMO, HOMO 등에서 유사한 특성을 갖지만, 비교예의 호스트 물질은 전자 특성이 강하기 때문에 정공의 이동을 더욱 방해하게 된다. 그러나, 본 발명의 유기화합물은 정공 특성이 강하기 때문에, 정공의 이동 특성을 향상시켜 발광물질층 중앙에서 정공과 전자의 결합이 일어나고 이에 따라 발광효율이 향상된다.That is, as shown in Table 3, the organic compound of the present invention and the host material of the comparative example have similar characteristics in LUMO, HOMO, and the like, but the host material of the comparative example further hinders the hole transport because of its strong electronic characteristics. However, since the organic compound of the present invention has a strong hole characteristic, the hole transporting property is improved, and the hole and electron are bonded at the center of the light emitting material layer, thereby improving the luminous efficiency.

또한, 정공주입층, 정공수송층 및 발광물질층을 하나의 호스트로 형성함으로써, 구조가 간단하면서도 특성이 우수한 유기발광다이오드소자를 제공할 수 있다.
Further, by forming the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting material layer as one host, it is possible to provide an organic light emitting diode device having a simple structure and excellent characteristics.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

100 : 기판 200 : 유기발광다이오드소자
210 : 양극 220 : 정공주입층의 도펀트
230 : 정공주입층 240, 240': 정공수송층
250, 250': 발광물질층 260 : 전자수송층
270 : 전자주입층 280 : 음극
100: substrate 200: organic light emitting diode element
210: anode 220: dopant of the hole injection layer
230: Hole injection layer 240, 240 ': Hole injection layer
250, 250 ': light emitting material layer 260: electron transporting layer
270: electron injection layer 280: cathode

Claims (18)

하기 화학식으로 표시되는 유기화합물.
Figure pat00055

(R은 C1-C12의 치환 또는 비치환된 알킬기이고, A 및 B는 상기 플러렌 코어의 2번과 7번 위치에 대칭 또는 비대칭적으로 결합되며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리 화합물 또는 이형 고리 화합물 중 어느 하나에서 선택된다.)
An organic compound represented by the following formula:
Figure pat00055

(Wherein R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A and B are symmetrically or asymmetrically bonded to the 2 and 7 positions of the fullerene core, and each independently represents a substituted or unsubstituted aromatic ring compound or a variant Ring compound).
제 1 항에 있어서,
상기 A 및 B는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 카바졸(Carbazole)기, 알파-카볼린(a-Carboline)기, 베타-카볼린(β-Carboline)기, 감마-카볼린(γ-Carboline)기, 디벤조퓨란(dibenzofuran)기, 디벤조티오펜(dibenzothiophene)기, 아릴아민(arylamine)기, 아릴실란(arylsilane)기, 페닐(phenyl)기에서 선택되는 유기화합물.
The method according to claim 1,
A and B each independently represent a substituted or unsubstituted carbazole group, an a-carboline group, a beta-carboline group, a gamma-carboline group, A dibenzofuran group, a dibenzothiophene group, an arylamine group, an arylsilane group, and a phenyl group.
제 1 항에 있어서,
상기 A 및 B는 각각 독립적으로, 하기 화합물 중에서 선택되는 것이 특징인 유기화합물.
Figure pat00056

The method according to claim 1,
Wherein A and B are each independently selected from the following compounds.
Figure pat00056

제 1 항에 있어서,
상기 유기화합물은 하기 화합물 중 선택된 어느 하나인 유기화합물.
Figure pat00057

Figure pat00058

Figure pat00059

Figure pat00060

Figure pat00061
The method according to claim 1,
Wherein the organic compound is any one selected from the following compounds.
Figure pat00057

Figure pat00058

Figure pat00059

Figure pat00060

Figure pat00061
하기 화학식으로 표시되는 유기화합물.
Figure pat00062

(X는 탄소, 질소, 산소, 황 중에서 선택되고, Y는 아릴 또는 아릴아민에서 선택된다.)
An organic compound represented by the following formula:
Figure pat00062

(X is selected from carbon, nitrogen, oxygen, sulfur, and Y is selected from aryl or arylamine.)
제 5 항에 있어서,
Y는 페닐, 나프틸, 터페닐, 자일렌, 트리페닐아민, 디페닐아민, 페나스레닐 아민 및 이들의 치환체로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기화합물.
6. The method of claim 5,
And Y is selected from the group consisting of phenyl, naphthyl, terphenyl, xylene, triphenylamine, diphenylamine, phenanthrenylamine and substituents thereof.
제 5 항에 있어서,
상기 유기화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기화합물.
Figure pat00063

Figure pat00064

Figure pat00065

Figure pat00066

6. The method of claim 5,
Wherein the organic compound is any one of the following compounds.
Figure pat00063

Figure pat00064

Figure pat00065

Figure pat00066

제 1 전극;
상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 발광물질층;
상기 제 1 전극과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공주입층;
상기 정공주입층과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공수송층을 포함하고,
상기 정공주입층, 정공수송층, 발광물질층 중 적어도 어느 하나는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 유기화합물을 포함하는 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
A first electrode;
A second electrode facing the first electrode;
A light emitting material layer disposed between the first electrode and the second electrode;
A hole injection layer disposed between the first electrode and the light emitting material layer;
And a hole transport layer positioned between the hole injection layer and the light emitting material layer,
Wherein at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting material layer comprises an organic compound of any one of claims 1 to 7.
제 8 항에 있어서,
상기 정공주입층은 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 도펀트 물질과 상기 유기화합물을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the hole injection layer is formed by mixing a dopant material having a LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV and the organic compound.
제 9 항에 있어서,
상기 도펀트 물질은 하기 화학식의 HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile)으로 이루어지는 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
Figure pat00067

10. The method of claim 9,
Wherein the dopant material is HAT-CN (Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile) having the following formula.
Figure pat00067

제 9 항에 있어서,
상기 정공주입층의 상기 도펀트 물질의 혼합 비율은 상기 유기화합물과 상기 도펀트 물질 전체 중량 대비 0.1~20%인 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
10. The method of claim 9,
Wherein a mixing ratio of the dopant material in the hole injection layer is 0.1 to 20% based on the total weight of the organic compound and the dopant material.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정공주입층, 상기 정공수송층, 및 상기 발광물질층은 모두 상기 유기화합물로 이루어지는 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
The method according to any one of claims 8 to 11,
Wherein the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting material layer are all formed of the organic compound.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광물질층은 상기 유기화합물을 포함하고 청색 발광하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드소자.
The method according to any one of claims 8 to 11,
Wherein the light emitting material layer includes the organic compound and emits blue light.
제 1 전극;
상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 발광물질층;
상기 제 1 전극과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공주입층;
상기 정공주입층과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공수송층을 포함하고,
상기 정공주입층, 정공수송층, 및 발광물질층을 이루고 있는 화합물 중 적어도 둘은 서로 동일한 호스트물질로 이루어지는 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
A first electrode;
A second electrode facing the first electrode;
A light emitting material layer disposed between the first electrode and the second electrode;
A hole injection layer disposed between the first electrode and the light emitting material layer;
And a hole transport layer positioned between the hole injection layer and the light emitting material layer,
Wherein at least two of the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the light emitting material layer are made of the same host material.
제 14 항에 있어서,
상기 정공주입층, 정공수송층, 및 발광물질층을 이루고 있는 화합물은 모두 동일한 호스트 물질로 이루어지는 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
15. The method of claim 14,
Wherein the hole injecting layer, the hole transporting layer, and the compound forming the light emitting material layer are all made of the same host material.
제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정공주입층은 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물을 더 포함하고 상기 발광물질층은 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드소자.
16. The method according to any one of claims 14 to 15,
Wherein the hole injection layer further comprises an organic compound having a LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV, and the light emitting material layer further comprises a dopant.
제 16 항에 있어서,
상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물은 하기 화학식의 HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile)으로 이루어지는 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
Figure pat00068
17. The method of claim 16,
Wherein the organic compound having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV is made of HAT-CN (Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile) represented by the following formula.
Figure pat00068
제 16 항에 있어서,
상기 정공주입층의 상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물의 혼합 비율은 상기 호스트 물질과 상기 LUMO 레벨이 -4.5 eV 내지 -6.0 eV 인 유기화합물 전체 중량 대비 0.1~20%인 것이 특징인 유기발광다이오드소자.
17. The method of claim 16,
The mixing ratio of the organic compound having the LUMO level of the hole injection layer of -4.5 eV to -6.0 eV is 0.1-20% based on the total weight of the organic compound having the LUMO level of -4.5 eV to -6.0 eV Characteristic organic light emitting diode device.
KR1020140089253A 2013-12-05 2014-07-15 Organic Compound and Organic Light Emitting Diode Devices using the same KR102237159B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19150518.9A EP3489325B1 (en) 2013-12-05 2014-11-27 Organic electroluminescent device
EP14195144.2A EP2881446B1 (en) 2013-12-05 2014-11-27 Organic compound and organic light emitting diode using the same
CN201410734185.9A CN104693105B (en) 2013-12-05 2014-12-04 Organic compound and the Organic Light Emitting Diode for using the organic compound
CN201610908337.1A CN106986811B (en) 2013-12-05 2014-12-04 Organic compound and organic light emitting diode using the same
US14/560,981 US9281482B2 (en) 2013-12-05 2014-12-04 Organic compound and organic light emitting diode using the same
US15/018,560 US9608210B2 (en) 2013-12-05 2016-02-08 Organic compound and organic light emitting diode using the same
US15/018,536 US9590191B2 (en) 2013-12-05 2016-02-08 Organic compound and organic light emitting diode using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130150833 2013-12-05
KR20130150833 2013-12-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150066429A true KR20150066429A (en) 2015-06-16
KR102237159B1 KR102237159B1 (en) 2021-04-08

Family

ID=53514831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140089253A KR102237159B1 (en) 2013-12-05 2014-07-15 Organic Compound and Organic Light Emitting Diode Devices using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102237159B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200031360A (en) 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20200031358A (en) 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20200101098A (en) 2019-02-19 2020-08-27 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20200126040A (en) 2019-04-29 2020-11-06 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20230035882A (en) 2021-09-06 2023-03-14 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090122921A (en) * 2007-05-16 2009-12-01 캐논 가부시끼가이샤 Benzo[a]fluoranthene compound and organic light emitting device using the same
KR20100027760A (en) * 2008-09-03 2010-03-11 삼성모바일디스플레이주식회사 Silicon-containing compound and organic light emitting devide employing the same
JP2010097964A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Sony Corp Organic electric field light emitting device and display device
KR20120048472A (en) * 2010-11-05 2012-05-15 소니 주식회사 Organic el display device and method for production of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090122921A (en) * 2007-05-16 2009-12-01 캐논 가부시끼가이샤 Benzo[a]fluoranthene compound and organic light emitting device using the same
KR20100027760A (en) * 2008-09-03 2010-03-11 삼성모바일디스플레이주식회사 Silicon-containing compound and organic light emitting devide employing the same
JP2010097964A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Sony Corp Organic electric field light emitting device and display device
KR20120048472A (en) * 2010-11-05 2012-05-15 소니 주식회사 Organic el display device and method for production of the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200031360A (en) 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20200031358A (en) 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20200101098A (en) 2019-02-19 2020-08-27 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20200126040A (en) 2019-04-29 2020-11-06 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound
KR20230035882A (en) 2021-09-06 2023-03-14 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of organic compound

Also Published As

Publication number Publication date
KR102237159B1 (en) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9608210B2 (en) Organic compound and organic light emitting diode using the same
KR101694492B1 (en) Amine compound and organic electroluminescent device using the same
KR101996649B1 (en) Pyrene derivative compounds and organic light-emitting diode including the same
KR101195655B1 (en) Light-emitting element material and light-emitting element
KR102017506B1 (en) Phenanthridine Derivatives and organic light-emitting diode including the same
TW201300499A (en) Novel organic electroluminescent compound and organic electroluminescent device including the same
JP2016066723A (en) Material for organic electroluminescent element and organic electroluminescent element using the same
KR20120103636A (en) Oled with high efficiency blue light-emitting layer
KR101720079B1 (en) Quinoxaline derivative compound and organic electroluminescent device using the same
JP2013183113A (en) Light-emitting element material and light-emitting element
KR20130121597A (en) Using triphenylamine as hole transporting mateial and organic electroluminescent device using the same
KR102237159B1 (en) Organic Compound and Organic Light Emitting Diode Devices using the same
KR20160149975A (en) Material for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device including the same
JP2022545320A (en) Aromatic amine compound, capping layer material, and light-emitting device
KR20150030309A (en) Fluorescent compound and Organic light emitting diode device using the same
KR101694496B1 (en) Dibenzothiophene derivative compound and organic electroluminescent device using the same
KR20130121516A (en) Using new alylamine as hole transporting mateial and organic electroluminescent device using the same
KR101219485B1 (en) Chemical comprising dibenzocarbazole and organic electroric element using the same, terminal thererof
KR102004385B1 (en) New compounds and organic light-emitting diode including the same
KR101311840B1 (en) Novel tetiary aryl amine and organic electroluminescent device using the same
KR101375542B1 (en) Hole transporting material comprising thiophen derivative and organic electroluminescent device using the same
KR101327301B1 (en) Amine derivative as hole transporting material and organic electroluminescent device using the same
KR101497123B1 (en) Compound Containing 5-Membered Heterocycle And Organic Electronic Element Using The Same, Terminal Thereof
KR20150044592A (en) Method of preparing amine compound
JP2013183047A (en) Light-emitting element material and light-emitting element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant