KR20190063648A - Organic compounds, organic light emitting diode and organic light emittid device having the compounds - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an organic compound in which condensed hetero aromatic moieties functioning as an electron donor are located at both sides, respectively, and an arylene group moiety substituted with two cyano groups functioning as an electron acceptor between the condensed hetero aromatic moieties is connected by an aromatic ring. Since the organic compound includes both the electron donor and the electron acceptor moiety in one molecule, charges are easily moved in a molecule, thereby improving luminous efficiency. The organic compound of the present invention may be used as a delay fluorescent dopant, and may be used in an organic light emitting device such as an organic light emitting diode, a display device, and a lighting device having low driving voltage and excellent luminous efficiency and color purity.

Description

유기 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치{ORGANIC COMPOUNDS, ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND ORGANIC LIGHT EMITTID DEVICE HAVING THE COMPOUNDS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an organic compound, an organic light emitting diode and an organic light emitting device including the same. BACKGROUND ART [0002] Organic light emitting diodes (OLEDs)

본 발명은 유기 화합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 효율이 우수하여 유기발광다이오드의 발광층에 적용될 수 있는 유기 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic compound, and more particularly, to an organic compound having an excellent luminous efficiency and being applicable to a light emitting layer of an organic light emitting diode, an organic light emitting diode including the same, and an organic light emitting device.

현재 널리 사용되고 있는 평면표시소자 중 하나로서 유기전계발광소자(organic electroluminescent device; OELD)라고도 불리는 유기발광다이오드 소자의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다. 유기발광다이오드(organic light emitting diodes; OLED)는 2000 Å 이내의 얇은 유기 박막으로 형성되고, 사용되는 전극의 구성에 따라 단일 방향 또는 양방향으로의 화상 구현이 가능하다. BACKGROUND ART [0002] As one of widely used flat display devices, the technology of an organic light emitting diode device called an organic electroluminescent device (OELD) is rapidly developing. Organic light emitting diodes (OLEDs) are formed of thin organic thin films within 2000 Å, and it is possible to realize images in a single direction or in both directions depending on the configuration of the electrodes used.

또한 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광장치의 하나인 유기발광다이오드 표시장치는 플라스틱과 같은 플렉서블(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있어서 플렉서블 또는 폴더블(foldable) 표시장치를 구현할 수 있다. 뿐만 아니라, 유기발광다이오드 표시장치는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 색순도가 우수하여, 액정표시장치(liquid crystal display device; LCD)에 비하여 큰 장점을 가지고 있다. In addition, an organic light emitting diode display device, which is one of the organic light emitting devices including an organic light emitting diode, can form a device on a flexible transparent substrate such as a plastic, so that a flexible or foldable display device can be realized. In addition, the organic light emitting diode display device can be driven at a low voltage, has excellent color purity, and has a great advantage over a liquid crystal display device (LCD).

유기발광다이오드는 정공 주입 전극(양극)과, 전자 주입 전극(음극)과, 상기 양극과 음극 사이에 형성되는 유기발광층을 포함한다. 발광 효율을 증가시키기 위하여, 유기발광층은 정공 주입 전극 상에 순차적으로 적층되는 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광물질층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL)을 포함할 수 있다. 이때, 양극에서 주입된 정공(hole)과 음극에서 주입된 전자(electron)가 발광물질층에서 결합하여 여기자(엑시톤, exciton)을 형성하여 불안정한 에너지 상태(excited state)로 되었다가, 안정한 바닥 상태(ground state)로 돌아오며 빛을 방출한다. 발광물질층에 적용된 발광 물질의 외부양자효율(external quantum efficiency, EQE; ηext)은 하기 식(1)로 연산할 수 있다.The organic light emitting diode includes a hole injection electrode (anode), an electron injection electrode (cathode), and an organic light emitting layer formed between the anode and the cathode. (EIL), an electron transport layer (ETL), an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer (EIL) are sequentially stacked on the hole injection electrode. ). At this time, holes injected from the anode and electrons injected from the cathode combine with each other in the light emitting material layer to form excitons, resulting in an unstable energy state (excited state), and stable ground state ground state and emits light. The external quantum efficiency EQE (eta ext ) of the luminescent material applied to the luminescent material layer can be calculated by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

(식 (1)에서, ηS/T는 여기자생성효율(singlet/Triplet ratio), г는 전하 균형 인자(charge balance factor); Φ는 방사양자효율(radiative quantum efficiency); ηout-coupling은 광-추출 효율(out-coupling efficiency)임)Where η S / T is the singlet / triplet ratio, δ is the charge balance factor, Φ is the radiative quantum efficiency, and η out-coupling is the optical - out-coupling efficiency)

여기자생성효율(ηS/T)은 생성된 여기자(exciton)가 빛의 형태로 전환되는 비율로, 형광 물질의 경우 최대 0.25의 제한적인 값을 갖는다. 이론적으로 정공과 전자가 만나 여기자를 형성할 때, 스핀의 배열에 따라 짝스핀(paired spin) 형태인 단일항 여기자(singlet exciton)과 홀스핀(unpaired spin) 형태인 삼중항 여기자(triplet exciton)이 1:3의 비율로 생성된다. 형광 물질에서는 단일항 여기자만이 발광에 참여하고 나머지 75%의 삼중항 여기자는 발광에 참여하지 못하기 때문이다. The excitation generation efficiency (η S / T ) has a limiting value of 0.25 at maximum for the fluorescent substance, at a rate at which the generated exciton is converted to the form of light. Theoretically, when holes and electrons meet to form an exciton, a singlet exciton in the form of a paired spin and a triplet exciton in the form of an unpaired spin are formed depending on the arrangement of the spin 1: 3 ratio. In the fluorescent material, only the single-exciton participates in the luminescence and the remaining 75% of the triplet excitons do not participate in the luminescence.

전하균형인자(г)는 여기자를 형성하는 정공과 전자의 균형을 의미하는데, 일반적으로 100%의 1:1 매칭(matching)을 가정하여 '1'의 값을 갖는다. 방사양자효율(Φ)은 실질적인 발광 물질의 발광 효율에 관여하는 값으로, 호스트(host)-도펀트(dopant) 시스템에서는 도펀트의 광-발광(photoluminescence, PL)에 의존한다. The charge balancing factor (g) means the balance of the electrons and holes forming the exciton, and generally has a value of '1' assuming a 1: 1 matching of 100%. The radiation quantum efficiency (Φ) is a value that is related to the luminous efficiency of a substantial luminescent material and depends on the photoluminescence (PL) of the dopant in a host-dopant system.

광-추출 효율(ηout-coupling)은 발광 물질에서 발광된 빛 중에서 외부로 추출되는 빛의 비율이다. 일반적으로 등방성(isotropic) 형태의 발광 물질을 열-증착하여 박막을 형성할 경우, 개개의 발광 분자는 일정한 방향성을 가지지 않고 무질서한 상태로 존재한다. 이와 같은 무질서한 배열(random orientation) 상태에서의 광-추출 효율은 일반적으로 0.2의 값으로 가정한다. 따라서 식 (1)에 나타난 4개의 요소들을 조합하면, 형광 물질을 이용한 유기발광다이오드의 최대 발광 효율은 약 5%에 불과하다. The light-extraction efficiency (? Out-coupling ) is a ratio of light extracted from the light emitted from the light emitting material to the outside. Generally, when a thin film is formed by thermally depositing an isotropic luminescent material, the individual luminescent molecules do not have a certain directionality and exist in a disordered state. The light-extraction efficiency in such a random orientation state is generally assumed to be a value of 0.2. Therefore, when the four elements shown in the formula (1) are combined, the maximum luminous efficiency of the organic light emitting diode using the fluorescent material is only about 5%.

반면, 인광 물질은 단일항 여기자와 삼중항 여기자를 모두 빛으로 전환시키는 발광 메커니즘을 가지고 있다. 인광 물질은 단일항 여기자를 계간전이(inter system crossing; ISC)를 통해 삼중항 여기자로 변환시킨다. 따라서 단일항 여기자와 삼중항 여기자를 모두 사용하는 인광 물질을 사용하는 경우, 형광 물질이 가지는 낮은 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 인광 재료로서 Ir, Pt 등의 중금속을 포함하는 금속 착화합물을 사용하면, 중금속 원소에 의하여 강한 스핀-궤도 결합에 의하여 삼중항 상태에서 단일항 상태로의 전이가 가능하다. 하지만, 특히 청색 인광 물질은 색순도가 표시장치에 적용하기 어려운 수준이며, 수명 또한 매우 짧아 상용화 수준에 크게 미치지 못하고 있다. On the other hand, phosphors have a luminescent mechanism that converts both singlet excitons and triplet excitons into light. The phosphor converts single-exciton into triplet exciton through inter system crossing (ISC). Therefore, when a phosphorescent material using both singlet excitons and triplet excitons is used, the low luminous efficiency of the fluorescent material can be improved. When a metal complex containing a heavy metal such as Ir or Pt is used as a phosphorescent material, transition from a triplet state to a singlet state is possible by a strong spin-orbit coupling by a heavy metal element. However, the blue phosphorescent material is difficult to apply to the display device because of its color purity, and its life is also very short, which is not much lower than the commercialization level.

청색 인광 호스트를 포함하여 인광 호스트는 인광 도펀트의 삼중항 에너지가 호스트의 삼중항 에너지로 전이(back energy transfer)되는 것을 방지하기 위하여 인광 도펀트 재료의 삼중항 에너지보다 높아야 한다. 그런데, 유기 방향족 화합물은 공액화(conjugated) 구조가 늘어나거나 접합 고리(fused ring)를 가지게 되면, 삼중항 에너지가 급격하게 낮아지므로 인광 호스트로 사용될 수 있는 유기 분자가 극히 제한된다. 아울러, 높은 삼중항 에너지를 가지기 위하여 인광 호스트는 에너지 밴드갭이 상당히 넓게 설계된다. 에너지 밴드갭이 넓은 인광 호스트 재료로 인하여 전하의 주입 및 수송이 지연되고, 이에 따라 유기발광다이오드의 구동 전압이 상승하면서 소비 전력 면에서 악영향을 미치게 되고, 발광층을 구성하는 재료에 전기적인 스트레스가 가해지면서 소자의 수명 특성이 저하되는 문제가 발생하였다.The phosphorescent host, including the blue phosphorescent host, must be higher than the triplet energy of the phosphorescent dopant material to prevent the triplet energy of the phosphorescent dopant from transferring back energy to the host's triplet energy. However, when the conjugated structure of the organic aromatic compound is increased or the fused ring is formed, the organic molecules that can be used as the phosphorescent host are extremely limited because the triplet energy is rapidly lowered. In addition, the phosphorescent host is designed to have a considerably wide energy bandgap in order to have a high triplet energy. The injection and transport of charges are delayed due to the phosphorescent host material having a wide energy bandgap. As a result, the driving voltage of the organic light emitting diode rises, adversely affecting the power consumption, and electric stress is applied to the material constituting the light emitting layer The lifetime characteristics of the device are deteriorated.

본 발명의 목적은 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 화합물과, 상기 유기 화합물을 이용하여 구동 전압을 낮춰서 소비 전력을 감소시키며, 소자 수명이 향상된 유기발광다이오드 및 유기발광장치를 제공하고자 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an organic compound capable of improving the luminous efficiency and an organic light emitting diode and an organic light emitting device using the organic compound to reduce the driving voltage to reduce the power consumption and the lifetime of the device.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 양측에 전자주개(electron donor)로 기능하는 1개 또는 2개의 질소 원자를 가지는 2개의 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개(electron acceptor)로 작용하는 적어도 2개의 시아노기(-CN)로 치환된 중앙 방향족 모이어티(코어)로 이루어지는 유기 화합물을 제공한다. According to one aspect of the present invention, the present invention provides a process for the preparation of a compound of formula (I), which comprises two condensed heteroaromatic moieties having one or two nitrogen atoms functioning as electron donors on both sides, And a central aromatic moiety (core) substituted with two cyano groups (-CN).

일례로, 전자주개로 기능하는 양측의 축합 헤테로 방향족 고리는 각각 치환되지 않거나 치환된 카바조일기(카바조일기(carbazoyl group), 아크리딜기(acridly group) 및/또는 페녹사지닐기(phenoxazinyl group) 등의 모이어티를 포함할 수 있으며, 전자주개와 전자받개는 1~2개의 방향족 고리로 이루어진 연결기(linker)를 통하여 연결될 수 있다. For example, the condensed heteroaromatic rings on both sides which function as an electron chan- nel are each an unsubstituted or substituted carbazoyl group (carbazoyl group, acridly group and / or phenoxazinyl group ), And the electron source and the electron acceptor may be connected to each other through a linker having one or two aromatic rings.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 전술한 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기 발광다이오드와, 유기발광장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting diode and an organic light emitting device in which the organic compound is applied to the organic light emitting layer.

예를 들어, 상기 유기 화합물은 발광물질층에 적용될 수 있다. For example, the organic compound may be applied to the light emitting material layer.

하나의 예시적인 실시형태에서, 본 발명의 유기 화합물은 발광물질층의 도펀트로 사용될 수 있다.In one exemplary embodiment, the organic compound of the present invention can be used as a dopant in a layer of a light emitting material.

본 발명에 따른 유기 화합물은 전자주개(electron donor)로 작용할 수 있도록 1~2개의 질소 원자를 포함하는 축합 헤테로 고리 모이어티가 양 측에 각각 위치하고, 축합 헤테로 고리 모이어티 사이에 전자받개(electron acceptor)로 기능하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티가 방향족 고리를 통하여 연결된 유기 화합물을 제안한다. The organic compound according to the present invention is characterized in that a condensed heterocyclic moiety containing 1 to 2 nitrogen atoms is positioned on each side so as to function as an electron donor and an electron acceptor ) In which at least two cyano group-substituted arylene group moieties are connected via an aromatic ring.

3개 이상의 방향족 고리로 이루어지는 양 측면의 축합 헤테로 고리 모이어티가 전자주개로 기능하고, 적어도 2개의 시아노기로 치환된 중앙의 헤테로 아릴렌기 모이어티가 전자받개로 이용된다. 전자주개를 구성하는 양 측면의 축합 헤테로 고리 모이어티와, 전자받개로 기능하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 중앙의 헤테로 아릴렌기 모이어티 사이의 입체장애가 커지면서, 전자주개와 전자받개 사이의 이면각이 증가한다. 전자주개로 기능하는 양 측 축합 헤테로 고리 모이어티와, 전자받개로 기능하는 중앙 아릴렌기 모이어티 사이의 공액 구조(conjugate structure)의 형성이 제한되면서, 유기 화합물의 최고준위점유분자궤도(HOMO) 에너지 상태와 최저준위비점유분자궤도(LUMO) 에너지 상태로 쉽게 분리되면서 발광 효율이 향상될 수 있다. A central heteroarylene group moiety substituted by at least two cyano groups is used as an electron acceptor because the condensed heterocyclic moiety consisting of three or more aromatic rings on both sides functions as an electron donor. The steric hindrance between the condensed heterocyclic moieties on both sides constituting the electron donor and the central heteroarylene moiety substituted by at least two cyano groups functioning as an electron acceptor is increased and the surface angle between the electron donor and the electron acceptor is increased . (HOMO) energy of the organic compound is reduced while the formation of the conjugate structure between the bilateral condensed hetero ring moiety functioning as the electron chirality and the central arylene moiety functioning as the electron acceptor is restricted, State and the lowest-level non-occupied molecular orbital (LUMO) energy state, the luminous efficiency can be improved.

또한, 전자주개로 기능하는 축합 헤테로 고리 모이어티에서 전자받개로 기능하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티로 쌍극자(dipole)가 형성되어, 분자 내부의 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 증가하면서 발광 효율이 더욱 향상될 수 있다. In addition, a dipole is formed by an arylene group moiety substituted with at least two cyano groups functioning as an electron acceptor in a condensed heterocyclic moiety functioning as an electron chirality, and a dipole moment inside the molecule is increased The luminous efficiency can be further improved.

또한, 전자주개로 기능하는 양 측의 축합 헤테로 고리 모이어티는 1~2개의 방향족 고리로 이루어지는 연결기를 통하여 중앙에 위치한 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티와 연결된다. 전자주개와 전자받개 사이의 거리가 증가하기 때문에, HOMO와 LUMO 간 중첩이 감소하게 되므로, 삼중항 에너지 준위와 단일항 에너지 준위의 차이(ΔEST)를 줄일 수 있다. 연결기를 통한 입체장애에 의하여 본 발명에 따른 유기 화합물을 포함하는 유기발광층으로부터 발광되는 빛의 적색 천이(red shift) 문제를 최소화할 수 있다. The condensed heterocyclic moieties on both sides functioning as electron chirality are connected to an arylene group moiety substituted with at least two cyano groups located at the center via a linking group consisting of one or two aromatic rings. Since the distance between the electron and one electron acceptor increases, so the reduction in overlapping between HOMO and LUMO, it is possible to reduce the difference (Δ EST) of the triplet energy level and a singlet energy level. The problem of red shift of light emitted from the organic light emitting layer including the organic compound according to the present invention can be minimized by steric hindrance through the coupler.

더욱이, 전자주개로 기능하는 축합 헤테로 고리 모이어티는 견고한 구조를 형성할 수 있기 때문에, 분자의 3차원 입체구조(conformation)가 크게 제한된다. 본 발명에 따른 유기 화합물이 발광할 때 분자의 3차원 입체구조의 변경에 따른 에너지 손실이 없으며, 발광 스펙트럼을 특정 범위로 제한할 수 있기 때문에 고색순도를 구현할 수 있다.Furthermore, since the condensed heterocyclic moiety functioning as an electron donor can form a rigid structure, the three-dimensional conformation of the molecule is greatly restricted. When the organic compound according to the present invention emits light, there is no energy loss due to the change of the three-dimensional structure of the molecule, and since the emission spectrum can be limited to a specific range, high color purity can be realized.

따라서 본 발명의 유기 화합물을 유기발광다이오드를 구성하는 유기발광층, 예를 들어 발광물질층의 도펀트로 사용하여, 발광 소자의 구동 전압을 낮추고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 낮은 전압에서도 구동이 가능하므로, 발광 소자를 구동할 때 요구되는 높은 전압에서 발생하는 열로 인하여 발광 소자를 구성하는 소재가 열화되지 않기 때문에, 발광 소자를 구동할 때 부하를 감소시켜 소자의 수명이 증가한다. Therefore, the organic compound of the present invention can be used as an organic light emitting layer constituting the organic light emitting diode, for example, as a dopant of the light emitting material layer, thereby lowering the driving voltage of the light emitting device and improving the light emitting efficiency. Since the device can be driven at a low voltage, the material constituting the light emitting device does not deteriorate due to heat generated at a high voltage required for driving the light emitting device. Therefore, when the light emitting device is driven, do.

결국, 본 발명에 따른 유기 화합물을 적용하여, 발광 효율 및 소자 수명 특성이 개선되며, 녹색으로 발광할 수 있는 유기발광다이오드와, 유기발광다이오드 표시장치 및 조명 장치 등의 유기발광장치를 구현할 수 있다.As a result, an organic light emitting diode such as an organic light emitting diode, an organic light emitting diode display, and a lighting device can be realized by applying the organic compound according to the present invention to improve the luminous efficiency and lifetime of the device, .

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 화합물이 지연 형광 물질로 사용되었을 때의 발광 메커니즘을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 화합물이 지연 형광 물질로 사용되었을 때의 호스트로 사용되는 물질과의 에너지 준위를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 가지는 유기발광장치의 일례로서 유기발광다이오드 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
1 is a schematic diagram for explaining an emission mechanism when an organic compound according to an exemplary embodiment of the present invention is used as a retardation fluorescent material.
2 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode in which an organic compound is applied to an organic light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram for explaining the energy level with a material used as a host when an organic compound according to an exemplary embodiment of the present invention is used as a retardation fluorescent material.
4 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode in which an organic compound is applied to an organic light emitting layer according to another exemplary embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode display as an example of an organic light emitting device having an organic light emitting diode in which an organic compound is applied to an organic light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings where necessary.

[유기 화합물][Organic compounds]

본 발명에 따른 유기 화합물은 견고한 화학 구조를 가지는 축합 고리를 가지며 전자주개(electron donor)로 기능하는 양측의 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 축합 헤테로 방향족 모이어티에 적절한 방향족 연결기(또는 링커)를 통하여 연결되어, 전자받개(electron acceptor)로 기능하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 중앙의 아릴렌기 모이어티를 포함한다. 본 발명에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. The organic compound according to the present invention is connected to condensed heteroaromatic moieties on both sides which function as an electron donor with a condensed ring having a strong chemical structure through a suitable aromatic coupler (or linker) to the condensed heteroaromatic moiety , And a central arylene moiety substituted with at least two cyano groups functioning as an electron acceptor. The organic compound according to the present invention can be represented by the following formula (1).

화학식 1Formula 1

Figure pat00002
Figure pat00002

(화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며, 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 헤테로 방향족 치환기임; R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 3개 내지 5개의 축합 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 호모 방향족 치환기, 또는 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 헤테로 방향족 치환기임; Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 아릴알킬기, C4~C30 헤테로 아릴알킬기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기 및 C4~C30 헤테로 아릴아민기로 구성되는 군에서 선택됨; Ar3, L1 및 L2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴렌기, C4~C30 헤테로 아릴렌기, C5~C30 호모 아릴알킬렌기, C4~C30 헤테로 아릴알킬렌기, C5~C30 호모 아릴옥실렌기 및 C4~C30 헤테로 아릴옥실렌기로 구성되는 군에서 선택됨; a와 b는 각각 독립적으로 0 또는 1임)Wherein R 1 to R 4 each independently represent an unsubstituted or substituted C 10 to C 30 condensed heteroaromatic substituent comprising one or two nitrogen atoms and consisting of three to five rings; R 5 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, tritium, cyano, unsubstituted or substituted C 10 -C 30 condensed homoaromatic substituent consisting of three to five condensed rings, or one or two nitrogen atoms Substituted and unsubstituted C 10 to C 30 condensed heteroaromatic substituent comprising 3 to 5 rings, Ar 1 and Ar 2 are each independently a C 5 to C 30 homoaryl group, a C 4 to C 30 a heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo arylalkyl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine Group and a C 4 to C 30 heteroarylamine group Ar 3 , L 1 and L 2 are each independently a C 5 to C 30 homoarylene group, a C 4 to C 30 heteroarylene group, a C 5 to C 30 homoarylalkylene group, a C 4 to C 30 heteroarylalkyl A C 5 to C 30 homoaryloxylene group and a C 4 to C 30 heteroaryloxylene group, a and b are each independently 0 or 1,

본 명세서에서 '치환되지 않은' 또는 '치환되지 않거나'란, 수소 원자가 치환된 것을 의미하며, 이 경우 수소 원자는 경수소, 중수소 및 삼중수소가 포함된다. As used herein, "unsubstituted" or "unsubstituted" means that a hydrogen atom is substituted, in which case the hydrogen atom includes hydrogen, deuterium, and tritium.

본 명세서에서 '치환된'에서 치환기는 예를 들어, 치환되지 않거나 할로겐 원자, 시아노기 및/또는 니트로기로 치환된 C1~C20 알킬기, 치환되지 않거나 할로겐 원자, 시아노기 및/또는 니트로기로 치환된 C1~C20 알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, -CF3와 같은 알킬할라이드기, 치환되지 않거나 할로겐 원자, 시아노기 및/또는 니트로기로 각각 치환된 하이드록시기, 카르복시기, 카르보닐기, 아민기, C1~C10 알킬치환 아민기, C5~C30 아릴치환 아민기, C4~C30 헤테로아릴치환 아민기, 니트로기, 하이드라질기(hydrazyl group), 술폰산기, C1~C20 알킬 실릴기, C1~C20 알콕시 실릴기, C3~C30 사이클로알킬 실릴기, C5~C30 아릴 실릴기, C4~C30 헤테로아릴 실릴기, C5~C30 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 아랄킬기, C4~C30 헤테로 아랄킬기, C5~C30 호모 아랄콕시기 또는 C4~C30 헤테로 아랄콕시기 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.As used herein, the substituent in the term "substituted" includes, for example, a C 1 -C 20 alkyl group which is unsubstituted or substituted by a halogen atom, cyano group and / or nitro group, unsubstituted or substituted by a halogen atom, cyano group and / a C 1 ~ C 20 alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, an alkyl halide, such as a -CF 3 group, is optionally substituted with a halogen atom, a cyano group and / or each substituted by a hydroxyl group nitro group, a carboxy group, a carbonyl group, an amine group , C 1 ~ C 10 alkyl substituted amine group, C 5 ~ C 30 aryl substituted amine group, a C 4 ~ C 30 heteroaryl group substituted with an amine group, a nitro group, a hydrazide chewy (hydrazyl group), a sulfonic acid group, C 1 ~ C 20 alkylsilyl group, C 1 ~ C 20 alkoxy silyl group, C 3 ~ C 30 cycloalkyl, silyl group, C 5 ~ C 30 aryl silyl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl, silyl group, C 5 ~ C 30 aryl group , C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 aralkyl group homo, C 4 ~ C 30 heteroaryl aralkyl group, C 5 ~ C 30 homopolymer An aralkoxy group or a C 4 to C 30 heteroaralkoxy group, but the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서 '헤테로 방향족 고리', '헤테로 사이클로알킬렌기', '헤테로 아릴기', '헤테로 아릴알킬기', '헤테로 아릴옥실기', '헤테로 아릴 아민기' '헤테로 아릴렌기', '헤테로 아릴알킬렌기', '헤테로 아릴옥실렌기' 등에서 사용된 용어 '헤테로'는 이들 방향족 또는 지환족(alicyclic) 고리를 구성하는 탄소 원자 중 1개 이상, 예를 들어 1 내지 5개의 탄소 원자가 N, O, S 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.As used herein, the term "heteroaromatic ring", "heterocycloalkylene group", "heteroaryl group", "heteroarylalkyl group", "heteroaryloxyl group", "heteroarylamine group", "heteroarylene group" The term "hetero" as used in the alkylene group, heteroaryloxylene group and the like means that at least one, for example, 1 to 5 carbon atoms constituting these aromatic or alicyclic rings are N, O , S, and combinations thereof. The term " heteroaryl "

하나의 예시적인 실시형태에서, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물 분자의 양 측에 위치하는 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 1~2개의 질소 원자, 바람직하게는 1개의 질소 원자를 포함하며 3개 내지 5개의 방향족 고리, 바람직하게는 3개의 방향족 고리로 이루어지는 축합 헤테로 방향족 고리를 구성한다. 예를 들어, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 1~2개의 질소 원자를 포함하는 C10~C30 축합 헤테로 아릴기, C10~C30 축합 헤테로 아릴알킬기, C10~C30 축합 헤테로 아릴옥실기 또는 C10~C30 축합 헤테로 아릴아민기일 수 있으며, 바람직하게는 C10~C30 축합 헤테로 아릴기이다. In one exemplary embodiment, R 1 to R 4 located on both sides of the organic compound molecule represented by Formula (1) each independently contain 1 to 2 nitrogen atoms, preferably 1 nitrogen atom, and 3 To five heteroaromatic rings, preferably three aromatic rings. For example, R 1 to R 4 each independently represent a C 10 to C 30 condensed heteroaryl group, a C 10 to C 30 condensed heteroarylalkyl group, a C 10 to C 30 condensed heteroaryl group, An oxyl group or a C 10 to C 30 condensed heteroarylamine group, preferably a C 10 to C 30 condensed heteroaryl group.

일례로, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 카바조일(carbazoyl) 모이어티, 아크리디닐(acridinyl) 모이어티, 아크리도닐(acridonyl) 모이어티 및/또는 페녹사지닐(phenoxazinyl) 모이어티를 구성할 수 있다. 구체적으로, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기, 인데노카바조일기, 아크리디닐기, 벤조아크리디닐기, 디벤조아크리디닐기, 인데노아크리닐기, 아크리도닐기, 벤조아크리도닐기, 디벤조아크리도닐기, 인데노아크리도닐기, 페녹사지닐기, 벤조페녹사지닐기, 디벤조페녹사지닐기 및/또는 인데노페녹사지닐기를 구성할 수 있다. 바람직하게는 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 카바조일 모이어티를 가질 수 있다. For example, R 1 to R 4 are each independently an unsubstituted or substituted carbazoyl moiety, an acridinyl moiety, an acridonyl moiety, and / or a phenoxazinyl moiety ) Can be configured. Specifically, each of R 1 to R 4 independently represents an unsubstituted or substituted carbamoyl group, a benzocarbamoyl group, a dibenzocarbamoyl group, an indenocarbazoyl group, an acridinyl group, a benzoacrylydiyl group, An indenoyloxy group, a benzoquinoxanyl group, a dibenzophenoxazinyl group and / or an indenopyranosyl group, an indenoyloxy group, an indenoyloxy group, an indenoyloxy group, an acyloxy group, It is possible to constitute a green knocker. Preferably, R 1 to R 4 each independently may have a carbazoyl moiety.

하나의 예시적인 실시형태에 따르면, 화학식 1에서 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기일 수 있다. 일례로, Ar1 및 Ar2는 각각 분자의 양측에 위치하면서 전자주개(electron donor)로 기능하는 R1 내지 R4와, 분자의 중앙에 위치하면서 전자받개(electron acceptor)로 기능하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 고리(Ar3) 사이를 매개하는 연결기로 기능할 수 있다. According to one exemplary embodiment, Ar 1 and Ar 2 in formula (1) may each independently be a C 5 -C 30 homoaryl group or a C 4 -C 30 heteroaryl group. For example, Ar 1 and Ar 2 each represent R 1 to R 4 , which are located on both sides of the molecule and function as electron donors, and at least two molecules that are positioned at the center of the molecule and function as electron acceptors May function as a linking group mediating between the arylene group (Ar 3 ) substituted with a cyano group.

일례로, 화학식 1에서 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 인데닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 아줄레닐기, 파이레닐기, 플루오레닐기, 테트라세닐기, 인다세닐기 또는 스파이로 플루오레닐기와 같은 축합되지 않거나 축합된(fused) 호모 방향족 고리, 및/또는 피롤릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 인돌일기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 인데노카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 퓨라닐기, 파이라닐기, 옥사지닐기, 옥사졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아졸일기, 디옥시닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 티오파이라닐기, 티아지닐기, 티오페닐기 또는 N-치환된 스파이로 플루오레닐기와 같은 축합되지 않거나 축합된 헤테로 방향족 고리일 수 있다. In one example, Ar1 and Ar 2 in the formula (1) is the respective optionally substituted independently or substituted phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, tetramethylene group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a group, a page nalre group, a phenanthrenyl group, an azulenyl An unconjugated or fused homo aromatic ring such as a phenyl group, a pyranyl group, a fluorenyl group, a fluorenyl group, a tetracenyl group, an indacenyl group or a spirobifluorenyl group, and / or a pyrrolyl group, a pyridinyl group, a pyrimidinyl group , A pyrazinyl group, a pyridazinyl group, a triazinyl group, a tetrazinyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an indolyl group, a carbazolyl group, a benzocarbazolyl group, a dibenzocarbazolyl group, A thiazolinyl group, a quinazolinyl group, a phthalazinyl group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, , Quinoxalinyl group, cyano group, A benzoquinolinyl group, a benzoquinolinyl group, an acridinyl group, a phenanthrolinyl group, a furanyl group, a paranyl group, an oxazinyl group, an oxazolyl group, an oxadiazole group, an oxazolyl group, A non-condensed or condensed heteroaromatic group such as a thiol group, a thiazolyl group, a triazolyl group, a dioxinyl group, a benzofuranyl group, a dibenzofuranyl group, a thiopyranyl group, a thiazinyl group, a thiophenyl group or an N-substituted spirobifluorenyl group It can be a ring.

예를 들어, 화학식 1에서 Ar1 및/또는 Ar2는 각각 독립적으로 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 또는 스파이로플루오레닐기와 같은 호모 아릴기 및/또는 벤조티오펜일기, 디벤조티오펜일기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 피롤릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 인돌일기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 인데노카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기 또는 벤조퀴녹살리닐기와 같은 헤테로 아릴기일 수 있다.For example, Ar 1 in formula ( 1) and / or Ar 2 each independently represents a homoaryl group such as a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a fluorenyl group or a spirobifluorenyl group and / or a benzoyl group which is a benzothiophenyl group, a dibenzothiophenyl group, A furanyl group, a dibenzofuranyl group, a pyrrolyl group, a pyridinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a pyridazinyl group, a triazinyl group, a tetrazinyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, , Benzocarbazolyl group, dibenzocarbazolyl group, indolocarbazolyl group, indenocarbazolyl group, benzofuranocarbazolyl group, benzothienocarbazolyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, phthalazinyl group A quinazolinyl group, a benzoquinolinyl group, a benzoquinazolinyl group, a benzoquinazolinyl group, a benzoquinazolinyl group, a benzoquinazolinyl group, a benzoquinazolinyl group, a benzoquinazolinyl group, Lt; RTI ID = 0.0 > .

이때, 화학식 1에서 Ar1 및/또는 Ar2를 구성하는 방향족 고리의 개수가 많아지면, 전체 유기 화합물에서 공액화(conjugated) 구조가 지나치게 길어져서, 유기 화합물의 밴드갭이 지나치게 줄어들 수 있다. 따라서 바람직하게는 화학식 1에서 Ar1 및/또는 Ar2를 각각 구성하는 방향족 고리의 개수는 1 내지 2개, 더욱 바람직하게는 1개이다. 또한, 전하의 주입 및 이동 특성과 관련하여, 화학식 1에서 Ar1 및/또는 Ar2는 각각 5-원자 고리(5-membered ring) 내지 7-원자 고리(7-membered ring)일 수 있으며, 특히 6-원자 고리(6-membered ring)인 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 화학식 1에서 Ar1 및/또는 Ar2는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기, 바이페닐기, 피롤기, 이미다졸기, 피라졸기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퓨라닐기 또는 티오페닐기일 수 있다.At this time, if the number of aromatic rings constituting Ar 1 and / or Ar 2 in formula (1) is increased, the conjugated structure in the entire organic compound becomes excessively long, so that the bandgap of the organic compound can be excessively reduced. Accordingly, the number of aromatic rings constituting each of Ar 1 and / or Ar 2 in the formula (1) is preferably 1 to 2, more preferably 1. In addition, with respect to the charge injection and migration characteristics, Ar 1 and / or Ar 2 in formula (1) may each be a 5-membered ring to a 7-membered ring, It may be desirable to be a 6-membered ring. For example, in formula (1), Ar 1 and / or Ar 2 each independently represents a substituted or unsubstituted phenyl group, biphenyl group, naphthyl group, biphenyl group, pyrrolyl group, imidazole group, pyrazole group, pyridinyl group, A pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a furanyl group or a thiophenyl group.

한편, 하나의 비-제한적인 실시형태에서, 화학식 1에서 또 하나의 연결기(링커)일 수 있는 Ar3은 실질적으로 전자받개로 기능하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 방향족 아릴렌기 일 수 있다. 이때, Ar1 내지 Ar3은 각각 전자받개인 축합 헤테로 방향족 고리(R1 내지 R4)와, 전자주개인 적어도 2개의 시아노기를 매개하는 연결기일 수 있다. 이때, 방향족 아릴렌기를 구성하는 Ar3은 또 다른 방향족 연결기(L1, L2)를 통하여 수소, 중수소, 삼중수소, 또 다른 시아노기 또는 또 다른 축합 방향족 고리일 수 있는 R5 내지 R8과 연결될 수 있다. In one non-limiting embodiment, on the other hand, Ar 3 , which may be another linker (linker) in formula (1), may be an aromatic arylene group substituted with at least two cyano groups which function substantially as an electron acceptor. Here, Ar 1 to Ar 3 may each be a linking group that mediates electron-donating individual condensed heteroaromatic rings (R 1 to R 4 ) and at least two cyano groups of the electron main chain. In this case, Ar 3 constituting the aromatic arylene group may be substituted with R 5 to R 8 , which may be hydrogen, deuterium, tritium, another cyano group or another condensed aromatic ring through another aromatic linking group (L 1 , L 2 ) Can be connected.

한편, R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 3개 내지 5개의 축합 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 호모 아릴기, 또는 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 C10~C30 축합 헤테로 방향족 고리일 수 있다. 일례로, a와 b가 0인 경우, R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소 또는 시아노기일 수 있으며, a와 b가 1인 경우, R5 내지 R8은 각각 독립적으로 3개 내지 5개의 축합 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 호모 아릴기, 또는 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 C10~C30 축합 헤테로 방향족 고리일 수 있다. R 5 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, tritium, cyano, an unsubstituted or substituted C 10 to C 30 condensed homoaryl group consisting of 3 to 5 condensed rings, or 1 or 2 Or a C 10 to C 30 fused heteroaromatic ring comprising three to five rings containing one nitrogen atom. For example, when a and b are 0, R 5 to R 8 each independently may be hydrogen, deuterium, tritium, or cyano, and when a and b are 1, R 5 to R 8 are each independently 3 to consisting of five fused ring unsubstituted or substituted C 10 ~ C 30 fused homo aryl groups, or 1 or 2, including the nitrogen atom and C 10 ~ C 30 condensed consisting of three to five ring heteroatoms Aromatic ring.

이때, 화학식 1에서 R5 내지 R8가 축합 방향족 고리로 이루어지는 경우, R5 내지 R8은 3개 내지 5개의 방향족 고리로 이루어지는 축합 호모 아릴기(예: 안트라세닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 플루오레닐기, 인다세닐기 등) 또는 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하는 3개 내지 5개의 방향족 고리로 이루어지는 축합 헤테로 아릴기(예: 카바조일 모이어티, 아크리딜 모이어티, 아크리돌 모이어티 또는 페녹사질 모이어티를 포함)일 수 있다. When R 5 to R 8 in the formula (1) are condensed aromatic rings, R 5 to R 8 are condensed homoaryl groups having three to five aromatic rings (for example, anthracenyl, phenalenyl, phenanthryl, A furanyl group, a fluorenyl group, an indacenyl group, etc.) or a condensed heteroaryl group consisting of three to five aromatic rings containing one or two nitrogen atoms (e.g., a carbamoyl moiety, acridyl An acridone moiety, or a phenoxylic moiety).

전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티 사이를 매개하는 Ar3, L1 및/또는 L2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 방향족 연결기일 수 있다. 예를 들어, Ar3, L1 및/또는 L2가 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아릴렌기인 경우, Ar3, L1 및/또는 L2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 페닐렌기(phenylene), 바이페닐렌기(biphenylene), 터페닐렌기(terphenylene), 테트라페닐렌기(tetraphenylene), 인데닐렌기(indenylene), 나프틸렌기(naphthylene), 아줄레닐렌기(azulenylene), 인다세닐렌기(indacenylene), 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 플루오레닐렌기(fluorenylene), 스파이로-플루오레닐렌기, 페날레닐렌기(phenalenylene), 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 안트라세닐렌기(anthracenylene), 플루오란트레닐렌기(fluoranthrenylene), 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 파이레닐렌기(pyrenylene), 크라이세닐렌기(chrysenylene), 나프타세닐렌기(naphthacenylene), 피세닐렌기(picenylene), 페릴레닐렌기(perylenylene), 펜타페닐렌기(pentaphenylene) 및 헥사세닐렌기(hexacenylene)로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. Ar 3 , L 1 and / or L 2 , which mediate between the electron donor moiety and the electron acceptor moiety, may each independently be an unsubstituted or substituted aromatic linking group. For example, when Ar 3 , L 1 and / or L 2 is an unsubstituted or substituted C 5 -C 30 homoarylene group, Ar 3 , L 1 and / or L 2 are each independently unsubstituted or substituted A phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, a tetraphenylene group, an indenylene group, a naphthylene group, an azulenylene group, Examples of the anthracenylene group include indenone, acenaphthylene, fluorenylene, spiro-fluorenylene group, phenalenylene group, phenanthrenylene group, anthracenylene group, anthracenylene group, ), Fluororanthrenylene, triphenylenylene, pyrenylene, chrysenylene, naphthacenylene, picenylene, perylenyl, and the like. Perylenylene, pentaphenylene and hexasene, It may be selected from the group consisting of group (hexacenylene).

다른 선택적인 실시형태에서, Ar3, L1 및/또는 L2가 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아릴렌기인 경우, Ar3, L1 및/또는 L2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 피롤릴렌기(pyrrolylene), 이미다졸일렌기(imidazolylene), 피라졸일렌기(pyrazolylene), 피리디닐렌기(pyridinylene), 피라지닐렌기(pyrazinylene), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 이소인돌일렌기(isoindolylene), 인돌일렌기(indolylene), 인다졸일렌기(indazolylene), 푸리닐렌기(purinylene), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 이소퀴놀리닐렌기(isoquinolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기, 벤조이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴나졸리닐렌기, 벤조퀴녹살리닐렌기, 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 아크리디닐렌기(acridinylene), 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 페나지닐렌기(phenazinylene), 벤즈옥사졸일렌기(benzoxazolylene), 벤즈이미다졸일렌기(benzimidazolylene), 퓨라닐렌기(furanylene), 벤조퓨라닐렌기(benzofuranylene), 티오페닐렌기(thiophenylene), 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 티아졸일렌기(thiazolylene), 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 옥사졸일렌기(oxazolylene), 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기(oxadiazolylene), 트리아지닐렌기(triazinylene), 벤조퓨라닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기(dibenzofuranylene), 벤조퓨로디벤조퓨라닐렌기, 벤조티에노벤조퓨라닐렌기, 벤조티에노디벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 벤조티에토벤조티오페닐렌기, 벤조티에노디벤조티오페닐렌기, 카바졸일렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 인돌로카바졸일렌기, 인데노카바졸일렌기, 벤조퓨로카바졸일렌기, 벤조티에노카바졸일렌기, 이미다조피리미디닐렌기(imidazopyrimidinylene) 및 이미다조피리디닐렌기(imidazopyridinylene)로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. In another alternative embodiment, when Ar 3 , L 1 and / or L 2 is an unsubstituted or substituted C 4 -C 30 heteroarylene group, Ar 3 , L 1 and / or L 2 are each independently substituted Or a substituted pyrrolylene, imidazolylene, pyrazolylene, pyridinylene, pyrazinylene, pyrimidinylene, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrimidinyl, Examples thereof include pyridazinylene, isoindolylene, indolylene, indazolylene, purinylene, quinolinylene, isoquinolinylene, isoindolylene, indolylene, Benzoquinolinylene group, phthalazinylene group, naphthyridinylene group, quinoxalinylene group, quinazolinylene group, benzoquinolinylene group, benzoisoyl group, benzoquinolinyl group, benzoquinolinyl group, Quinolinylene group, benzoquinazolinylene group, benzoquinone A phenanthridinylene group, a phenanthrolinylene group, a phenazinylene group, a benzoxazolylene group, a phenanthrolinylene group, a phenanthrene group, a phenanthrene group, a phenanthrene group, Benzimidazolylene, furanylene, benzofuranylene, thiophenylene, benzothiophenylene, thiazolylene, isothiazolyl, isothiazolyl, thiazolyl, thiazolyl, Isoxazolylene group, isothiazolylene group, benzothiazolylene group, isoxazolylene group, oxazolylene group, triazolylene group, tetrazolylene group, oxadiazolylene group, triazinylene group, , Benzofuranylene group, dibenzofuranylene group, benzopureodibenzofuranylene group, benzothienobenzofuranylene group, benzothienodibenzofuranylene group, benzothiophenylene group, dibenzo furanyl group, A dibenzothiophenylene group, a benzothiophenebenzothiophenylene group, a benzothienodibenzothiophenylene group, a carbazolylene group, a benzocarbazolylene group, a dibenzocarbazolylene group, an indolocarbazolylene group, an indenocarbazolylene group, A benzothiophenecarbodiimide group, an imidazopyrimidinyl group, and an imidazopyridinylene group, which may be the same or different from each other.

하나의 예시적인 실시형태에서, Ar3, L1 및/또는 L2를 각각 구성하는 방향족 고리의 개수가 많아지면, 전체 유기 화합물에서 공액화(conjugated) 구조가 지나치게 길어져서, 유기 화합물의 밴드갭이 지나치게 줄어들 수 있다. 따라서 바람직하게는 Ar3, L1 및/또는 L2를 각각 구성하는 방향족 고리의 개수는 1 내지 2개, 더욱 바람직하게는 1개이다. 또한 전하의 주입 및 이동 특성과 관련해서, Ar3, L1 및/또는 L2는 각각 5-원자 고리(5-membered ring) 내지 7-원자 고리(7-membered ring)일 수 있으며, 특히 6-원자 고리(6-membered ring)인 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, Ar3, L1 및/또는 L2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 페닐렌기, 바이페닐렌기, 피롤릴렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퓨라닐렌기 또는 티오페닐렌기일 수 있다.In one exemplary embodiment, if the number of aromatic rings, each of Ar 3 , L 1 and / or L 2 , is increased, the conjugated structure in the entire organic compound becomes excessively long, Can be overshoot. Therefore, the number of aromatic rings constituting each of Ar 3 , L 1 and / or L 2 is preferably 1 to 2, more preferably 1. Also, with respect to charge injection and migration characteristics, Ar 3 , L 1 and / or L 2 can each be a 5-membered ring to a 7-membered ring, - 6-membered ring. For example, Ar 3 , L 1 and / or L 2 each independently represents an unsubstituted or substituted phenylene group, a biphenylene group, a pyrrolylene group, an imidazolylene group, a pyrazolylene group, a pyridinylene group, , A pyrimidinylene group, a pyridazinylene group, a furanylene group or a thiophenylene group.

화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 전자주개(electron donor)로 기능할 수 있으며, 견고한 구조를 가지는 양측의 축합 헤테로 방향족 모이어티(R1 내지 R4)를 가지며, 적절한 연결기(Ar1 내지 Ar3)를 통하여 전자받개(electron acceptor)로 기능할 수 있는 적어도 2개의 시아노기가 연결된다. 적어도 3개의 방향족 고리로 이루어지는 축합 헤테로 방향족 모이어티의 입체장애(steric hindrance)가 크기 때문에, 분자의 양측에 위치하는 축합 헤테로 방향족 모이어티와 화학 결합을 형성하여 합성되는 본 발명의 유기 화합물의 3차원 입체구조(conformation)가 제한된다. 이에 따라 본 발명에 따른 유기 화합물은 견고한(rigid) 구조를 가지게 되어 열 안정성이 향상된다. 화학식 1로 표시되는 유기 화합물이 발광할 때 분자의 3차원 입체구조의 변경에 따른 에너지 손실이 없으며, 발광 스펙트럼을 특정 범위로 제한할 수 있기 때문에 양호한 색순도를 구현할 수 있다. The organic compound represented by the general formula (1) can function as an electron donor and has condensed heteroaromatic moieties (R 1 to R 4 ) on both sides having a rigid structure and has a suitable linking group (Ar 1 to Ar 3 ) And at least two cyano groups capable of functioning as an electron acceptor are connected to each other. Since the steric hindrance of the condensed heteroaromatic moiety consisting of at least three aromatic rings is large, the three-dimensional structure of the organic compound of the present invention, which is synthesized by forming a chemical bond with the condensed heteroaromatic moiety located on both sides of the molecule The conformation is limited. Accordingly, the organic compound according to the present invention has a rigid structure to improve the thermal stability. When the organic compound represented by the general formula (1) is luminescent, there is no energy loss due to the change of the three-dimensional structure of the molecule and the luminescence spectrum can be limited to a specific range, so that good color purity can be realized.

특히, 본 발명에 따른 유기 화합물을 사용하여 저-전압 구동이 가능하여 소비 전력을 줄일 수 있으며, 발광 효율이 개선된 발광다이오드를 구현할 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 유기 화합물은 유기발광다이오드를 구성하는 유기발광층의 도펀트(dopant)로 사용될 수 있으며, 특히 이른바 지연 형광(delayed florescence) 특성을 가지게 되는데, 이에 대해서 설명한다.Particularly, it is possible to realize low-voltage driving using the organic compound according to the present invention, thereby reducing power consumption and improving the luminous efficiency. For example, the organic compound according to the present invention can be used as a dopant of an organic light emitting layer constituting an organic light emitting diode, and particularly has a so-called delayed florescence characteristic.

도 1은 본 발명에 따른 유기 화합물이 지연 형광 화합물로서 사용되었을 때의 발광 메커니즘을 설명하기 위한 모식도이다. 지연 형광은 열-활성지연형광(thermally activated delayed fluorescence; TADF)와 전계-활성지연형광(field activated delayed fluorescence; FADF)로 구분될 수 있는데, 열 또는 전계에 의하여 삼중항 여기자가 활성화되어, 종래 형광 물질에서의 최대 발광 효율을 뛰어넘는 이른바 초-형광을 구현할 수 있다. 1 is a schematic diagram for explaining a luminescent mechanism when an organic compound according to the present invention is used as a retardation fluorescent compound. Delayed fluorescence can be divided into thermally activated delayed fluorescence (TADF) and field activated delayed fluorescence (FADF), wherein triplet excitons are activated by heat or an electric field, So-called super-fluorescence exceeding the maximum luminous efficiency in the material can be realized.

즉, 지연 형광 화합물은 소자를 구동할 때 발생하는 열이나 전계에 의하여 삼중항 여기자가 활성화되어 삼중항 여기자도 발광에 관여한다. 일반적으로 지연 형광 화합물은 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티를 모두 가지고 있어서 분자내전하이동(intramolecular charge transfer, ICT) 상태로의 변환이 가능하다. ICT가 가능한 지연 형광 화합물을 도펀트로 이용하면, 지연 형광 화합물에서 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 여기자와 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 여기자가 중간 상태인 ICT 상태로 이동하고, 바닥 상태(ground state, S0)로 전이된다(S1 →ICT←T1). 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 여기자와 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 여기자가 모두 발광에 참여하기 때문에 내부양자효율이 향상되고, 이에 따라 발광 효율이 향상된다. That is, the retarded fluorescent compound is activated by triplet exciton due to heat or an electric field generated when the device is driven, so that triplet excitons are involved in light emission. In general, the retarded fluorescent compound has both an electron donor moiety and an electron donor moiety so that it can be converted into an intramolecular charge transfer (ICT) state. When a retarded fluorescent compound capable of ICT is used as a dopant, an exciton having a singlet energy level (S 1 ) and an exciton having a triplet energy level (T 1 ) in the retarded fluorescent compound migrate to an intermediate ICT state, Transition to a ground state (S 0 ) (S 1 → ICT ← T 1 ). The exciton having the singlet energy level (S 1 ) and the exciton having the triplet energy level (T 1 ) all participate in the luminescence, so that the internal quantum efficiency is improved and thus the luminescence efficiency is improved.

종래의 형광 물질은 최고준위점유분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital; HOMO)와 최저준위비점유분자궤도(Lowest Unoccupied Molecular Orbital; LUMO)가 분자 전체에 퍼져있기 때문에, 단일항 상태와 삼중항 상태 사이의 상호 전환이 불가능하다(선택 규칙, selection rule). 하지만, ICT 상태를 가지는 화합물은 HOMO와 LUMO의 궤도 겹침이 적기 때문에, HOMO 상태의 궤도와 LUMO 상태의 궤도 사이의 상호작용이 작다. 따라서 전자의 스핀 상태 변화가 다른 전자에 영향을 미치지 않게 되고, 선택 규칙을 따르지 않는 새로운 전하 이동 밴드(charge transfer band, CT band)가 형성된다. Since conventional fluorescent materials have a high level of Occupied Molecular Orbital (HOMO) and a Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) spread throughout the molecule, It is impossible to switch between them (selection rule). However, since the compound having ICT state has a small overlap of HOMO and LUMO orbitals, the interaction between the HOMO state orbit and the LUMO state orbit is small. Therefore, the spin state change of the electrons does not affect other electrons, and a new charge transfer band (CT band) which does not follow the selection rule is formed.

즉, 지연 형광 화합물에서 전자받개 모이어티와 전자주개 모이어티가 분자 내에서 이격되어 있기 때문에, 분자 내 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 큰 분극 상태로 존재하게 된다. 쌍극자 모멘트가 분극된 상태에서 HOMO와 LUMO 상태의 궤도 간의 상호작용이 작아지고, 삼중항 상태와 단일항 상태에서 중간 상태(ICT)로 전이가 가능해진다. 이에 따라, 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 여기자는 물론이고 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 여기자가 발광에 참여한다. 즉, 발광 소자가 구동되면, 열이나 전계에 의하여 25%의 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 여기자와 75%의 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 여기자가 중간 상태(ICT)로 전이되고, 다시 바닥 상태(S0)로 떨어지면서 발광이 일어나기 때문에, 내부양자효율은 이론적으로 100%가 된다. That is, since the electron acceptor moiety and the electron donor moiety are spaced apart in the molecule in the retarded fluorescent compound, the dipole moment in the molecule is present in a highly polarized state. In the polarized state of the dipole moment, the interaction between the HOMO and the LUMO state orbits is reduced and the transition from the triplet state to the intermediate state (ICT) becomes possible. Thus excitons having a triplet energy level (T 1 ) as well as excitons having a singlet energy level (S 1 ) participate in light emission. That is, when the light emitting device is driven, excitons having a singlet energy level (S 1 ) of 25% and excitons having a triplet energy level (T 1 ) of 75% are converted into intermediate states (ICT) Since the light emission occurs while falling back to the ground state S 0 , the internal quantum efficiency is theoretically 100%.

지연 형광을 구현하기 위한 도펀트는 다음과 같은 특징을 가질 필요가 있다. 도펀트는 한 분자 내에 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티를 동시에 가지고 있어 ICT 상태를 구현할 수 있어야 한다. 도펀트는 통상 ICT 상태의 착물(ICT 착물) 형태를 가지는데, 한 분재 내에 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티를 동시에 가지고 있어서 분자 내에서 전자 이동이 쉽게 일어난다. 즉, ICT 착물은 특정 조건에서 전자주개 모이어티에서 하나의 전자가 전자받개 부분으로 이동하여 분자 내에서 전하의 분리가 일어난다. The dopant for realizing retarded fluorescence needs to have the following characteristics. The dopant must have an electron donor moiety and an electron acceptor moiety at the same time in one molecule so that the ICT state can be realized. The dopant is usually in the form of a complex (ICT complex) in the ICT state, in which an electron donor moiety and an electron donor moiety are simultaneously present in one bacterium, and electrons move easily within the molecule. That is, in an ICT complex under certain conditions, one electron moves from the electron donor moiety to the electron acceptor moiety, resulting in the separation of charge in the molecule.

또한, 삼중항 상태와 단일항 상태에서 모두 에너지 전이가 일어나기 위해서는, 지연 형광을 구현하기 위한 도펀트는 단일항 에너지 준위(S1)와 삼중항 에너지 준위(T1)의 차이(ΔEST)가 0.3 eV 이하, 예를 들어 0.05 내지 0.3 eV이어야 한다. 이 경우 단일항 상태와 삼중항 상태의 에너지 차이가 작은 재료는 단일항 상태에서 삼중항 상태로 에너지가 전이되는 계간전이(Inter System Crossing; ISC)가 일어나면서 형광을 나타낼 뿐만 아니라, 상온 수준의 열 에너지 또는 전계에 의하여 삼중항 상태에서 에너지가 보다 높은 단일항 상태로 역 계간전이(Reverse Inter System Crossing; RISC)되고 이 단일항 상태가 바닥 상태로 전이되면서 지연 형광을 나타낸다. 지연 형광의 경우 이론적으로 최대 100%의 효율을 얻을 수 있기 때문에, 종래의 중금속을 포함하는 인광 재료와 동등한 내부 양자 효율을 구현할 수 있다. In order for the energy transition to occur both in the triplet state and in the singlet state, the dopant for implementing the retarded fluorescence has a difference (ΔE ST ) between the singlet energy level (S 1 ) and the triplet energy level (T 1 ) of 0.3 eV, for example between 0.05 and 0.3 eV. In this case, a material with a small energy difference between singlet and triplet states not only exhibits fluorescence as inter-system crossing (ISC) occurs in which energy is transferred from singlet state to triplet state, Energy or electric field, the energy in the triplet state is reverse inter-system crossing (RISC) to a higher singlet state, and the monophasic state transitions to the ground state and exhibits delayed fluorescence. In the case of delayed fluorescence, efficiency of 100% at the theoretical maximum can be obtained, so that the internal quantum efficiency equivalent to that of a conventional phosphorescent material containing a heavy metal can be realized.

지연 형광이 가능한 ICT 착물은 외부 환경에 의해 형성 되는데, 이는 다양한 용매를 이용한 용액 상태의 흡수 파장과 발광 파장을 비교해 봄으로써 쉽게 확인할 수 있는데, 이는 하기 식 (2)로 표시될 수 있다. The ICT complex capable of delayed fluorescence is formed by the external environment. This can be easily confirmed by comparing the absorption wavelength and the emission wavelength in the solution state using various solvents, which can be expressed by the following equation (2).

Figure pat00003
Figure pat00003

위의 식에서 △ν는 stock shift 값이고, νabs와 νfl 은 각각 최대 흡수 파장과 최대 발광 파장의 파수 (wave number) 이다. 또한 h는 플랭크 상수 (Plank’s constant), c 는 빛의 속도(velocity of light), a는 onsager cavity radius이며, △μ는 여기 상태(excited state)의 쌍극자 모멘트(dipole moment)와 바닥 상태(ground state)의 쌍극자 모멘트의 차이(△μ = μe - μg)를 나타낸다. △f는 용매의 방향성 편극도(orientational polarizability)를 나타내는 값으로 아래의 식 (3)과 같이 용매의 유전 상수(dielectric constant, ε)와 굴절률 (refractive index, n)로 표현된다. In the above equation, Δν is the stock shift value, and ν abs and ν fl are the maximum absorption wavelength and the wave number of the maximum emission wavelength, respectively. Where h is the Planck's constant, c is the velocity of light, a is the onsager cavity radius, and Δμ is the dipole moment and ground state of the excited state. ) (Μ μ = μ e - μ g ) of the dipole moment. Δf is a value representing the orientational polarizability of the solvent and is expressed by the dielectric constant (ε) and the refractive index (n) of the solvent as shown in the following equation (3).

Figure pat00004
Figure pat00004

이때, ICT 착물의 형성 여부는 다양한 용매를 이용한 용액 상태의 흡수 파장과 발광 파장을 비교해 봄으로써 확인할 수 있다. 이는 여기되었을 때의 분극화 정도(즉, 쌍극자 모멘트의 크기)가 주변의 극성에 의해 결정되기 때문이다. 구체적으로, 혼합 용매의 방향성 편극도인 Δf는 각각 순수한 용매의 방향성 편극도 값들을 몰분율의 비율로 계산하여 사용할 수 있으며, ICT 착물의 형성 유무는 위의 식 (Lippert-Mataga equation)을 이용하여 Δf와 Δν를 그렸을 때(ploting) 선형 관계가 나타나는지를 확인함으로써 판단할 수 있다. 즉, 용매의 방향성 편극도에 따라 ICT 착물의 안정화가 일어나는데, 안정화 정도에 따라 발광 파장이 장파장으로 이동한다. 따라서, ICT 착물이 형성되면 Δf와 Δν가 선형 그래프를 이루게 되고, 역으로 Δf와 Δν가 선형 그래프를 이루면, 그 발광 재료는 ICT 착물임을 알 수 있다.At this time, formation of the ICT complex can be confirmed by comparing absorption wavelength and emission wavelength in a solution state using various solvents. This is because the degree of polarization when excited (i. E., The magnitude of the dipole moment) is determined by the surrounding polarity. Specifically, the directional polarizability Δf of the mixed solvent can be calculated by calculating the ratio of the polarizability of the pure solvent to the mole fraction, and the formation of the ICT complex can be calculated using the above equation (Lippert-Mataga equation) Can be determined by checking whether a linear relationship exists between plotting and Δν. That is, the stabilization of the ICT complex occurs depending on the directional polarization degree of the solvent, and the emission wavelength shifts to a long wavelength depending on the degree of stabilization. Therefore, when an ICT complex is formed, Δf and Δν form a linear graph. Conversely, when Δf and Δν form a linear graph, the light emitting material is an ICT complex.

화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 전자주개로 기능하는 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개로 기능하는 적어도 2개의 시아노기를 가지는 중앙의 아릴렌기 모이어티가 1개의 분자 내에 공존하기 때문에, 지연 형광 특성을 보일 수 있다. 특히, 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티 사이의 입체장애가 크기 때문에, 공액 구조의 형성이 제한되고, HOMO와 LUMO 상태로 쉽게 분리된다. 분자의 양측에 위치하는 축합 헤테로 방향족 모이어티와 적어도 2개의 시아노기로 치환된 중앙의 아릴렌기 모이어티에 쌍극자가 형성되면서 분자 내부의 쌍극자 모멘트가 증가하여, 발광 효율이 향상된다. 전자주개와 전자받개가 분자 내에 공존하여, 분자의 HOMO와 LUMO의 중첩이 감소한다. The organic compound represented by the general formula (1) has a condensed heteroaromatic moiety functioning as an electron chirality and a central arylene moiety having at least two cyano groups functioning as an electron acceptor coexist in one molecule, Lt; / RTI > In particular, because of the large steric hindrance between a condensed heteroaromatic moiety and an arylene group moiety substituted with at least two cyano groups, the formation of conjugated structures is limited and easily separated into HOMO and LUMO states. Dipole moments are formed in the central arylene group moiety substituted with at least two cyano groups and the condensed heteroaromatic moiety located on both sides of the molecule, so that the dipole moment inside the molecule is increased and the luminous efficiency is improved. The electrons and the electron acceptors coexist in the molecule, and the superposition of HOMO and LUMO of the molecule decreases.

또한, 전자주개와 전자받개는 적절한 연결기(Ar1 내지 Ar3)를 통하여 연결되어 있기 때문에, 분자에서 HOMO와 LUMO의 중첩이 더욱 감소하므로, 삼중항 에너지 준위와 단일항 에너지 준위의 에너지 준위의 차이(ΔEST)를 줄일 수 있다. 특히, 양측에 각각 견고한 구조를 가지는 축합 헤테로 방향족 모이어티를 가지고 있기 때문에, 중앙의 전자받개를 구성하는 아릴렌기 모이어티와, 양측의 전자주개를 구성하는 축합 헤테로 방향족 모이어티의 사이의 입체구조가 제한된다. 발광할 때 에너지 손실이 없으며 양호한 녹색 발광을 구현할 수 있다. In addition, since the electrons and the electron donors are connected through appropriate couplers (Ar 1 to Ar 3 ), the superposition of HOMO and LUMO in the molecule is further reduced, so that the energy level difference between the triplet energy level and the single- (DELTA EST ) can be reduced. Particularly, since a condensed hetero aromatic moiety having a rigid structure on both sides is provided, the three-dimensional structure between the arylene group moiety constituting the center electron acceptor and the condensed hetero aromatic moiety constituting the electron donor on both sides is Is limited. There is no energy loss when emitting light, and good green light emission can be realized.

특히, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층의 도펀트로 사용할 때, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물의 삼중항 에너지 준위는 종래의 인광 재료의 삼중항 에너지보다 낮으며 에너지 밴드갭은 종래의 인광 재료보다 좁다. 따라서, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물과 함께 사용하는 유기 호스트는 종래의 인광 재료를 사용할 때만큼 높은 삼중항 에너지 준위를 가질 필요가 없으며, 밴드갭도 넓을 필요가 없다. 따라서 종래 인광 재료를 적용할 때 한계로 작용하였던 삼중항 에너지가 높은 유기 화합물을 호스트로 사용할 필요가 없으며, 에너지 밴드갭이 넓은 인광 호스트를 반드시 사용하지 않아도 된다. 에너지 밴드갭이 넓은 호스트를 사용함으로 인하여 전하의 주입 및 수송이 지연되고, 이에 따라 발광다이오드의 구동 전압이 상승하고, 소비 전력이 증가하며, 소자의 수명 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. Particularly, when the organic compound represented by the general formula (1) is used as a dopant of the light emitting material layer, the triplet energy level of the organic compound represented by the general formula (1) is lower than the triplet energy of the conventional phosphorescent material, It is narrower than material. Therefore, the organic host to be used together with the organic compound represented by the formula (1) does not need to have a triplet energy level as high as that of a conventional phosphorescent material, and does not need to have a wide band gap. Therefore, there is no need to use a host having a triplet energy higher than that of a conventional phosphorescent material, and it is not necessary to use a phosphorescent host having a wide energy band gap. By using a host having a wide energy band gap, charge injection and transport are delayed, thereby increasing the driving voltage of the light emitting diode, increasing the power consumption, and preventing the lifetime characteristics of the device from deteriorating.

하나의 예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 화합물을 포함한다. In one exemplary embodiment, the organic compound according to the present invention comprises an organic compound represented by the following formula (2).

화학식 2(2)

Figure pat00005
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(화학식 2에서, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기 및 인데노카바조일기로 구성되는 군에서 선택됨; R15 및 R16는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기 및 인데노카바조일기로 구성되는 군에서 선택됨; L3는 페닐렌기임; a와 b는 화학식 1에서 정의된 것과 동일함)(Wherein R 11 to R 14 are each independently selected from the group consisting of a carbazyl group, a benzocarbamoyl group, a dibenzocarbamoyl group and an indenocarbamoyl group; R 15 and R 16 are each independently selected from the group consisting of hydrogen L 3 is a phenylene group, a and b are the same as defined in formula (1), and R 1 and R 2 are independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, cyano, carbamoyl, benzocarbamoyl, dibenzocarbamoyl and indenocarbamoyl; Lt; / RTI >

보다, 구체적으로, 본 발명에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 화합물일 수 있다. More specifically, the organic compound according to the present invention may be any compound represented by the following general formula (3).

화학식 3(3)

Figure pat00006
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Figure pat00007
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Figure pat00008
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Figure pat00009
Figure pat00009

화학식 2 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 양측에 각각 전자주개로 기능하며, 견고한 구조를 가지는 2개의 카바조일기 모이어티로 이루어지는 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개로 기능하는 중앙의 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티가 적절한 공액 구조를 가지는 방향족 연결기를 통하여 연결된다. 전자주개인 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개인 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티가 1분자 내에 존재하여 쌍극자 모멘트가 증가하고 HOMO와 LUMO가 쉽게 분리되어 쌍극자 모멘트가 증가할 수 있는 구조를 가진다. 따라서, 화학식 2 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 지연형광 재료로 응용될 수 있으며, 화학식 2 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 사용하여 유기발광다이오드의 발광 효율을 향상시키고 색순도가 개선할 수 있다. 또한, 화학식 2 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 유기발광다이오드에 적용하여, 유기발광다이오드의 구동 전압을 낮춰서 소비 전력을 줄일 수 있으며, 발광층을 구성하는 유기 재료에 전기적인 스트레스를 감소시켜 소자의 수명 특성을 개선할 수 있다. The organic compounds represented by the general formulas (2) to (3) include condensed heteroaromatic moieties composed of two carbamoylic moieties each of which functions as an electron chan- nel on both sides and has a rigid structure, and a condensed heteroaromatic moiety composed of at least two An arylene group moiety substituted with a cyano group is connected through an aromatic linking group having a suitable conjugated structure. An electron main individual condensed hetero aromatic moiety and an arylene group moiety substituted with at least two cyano groups in the electron acceptor exist in one molecule to increase the dipole moment and easily separate the HOMO and the LUMO to increase the dipole moment Structure. Accordingly, the organic compounds represented by the formulas (2) to (3) can be applied as a retardation fluorescent material, and the organic compounds represented by the formulas (2) to (3) can be used to improve the luminous efficiency and the color purity of the organic light emitting diode . Further, by applying the organic compound represented by the general formulas (2) to (3) to the organic light emitting diode, the driving voltage of the organic light emitting diode can be lowered to reduce power consumption, and the electrical stress on the organic material constituting the light emitting layer can be reduced, Life characteristics can be improved.

[유기발광다이오드 및 유기발광장치][Organic light emitting diode and organic light emitting device]

전술한 바와 같이, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 유기발광다이오드를 구성하는 유기발광층에 적용하여, 특히 고순도의 발광 컬러를 얻을 수 있고, 구동 전압을 낮추어 소비 전력을 감소시킬 수 있으며, 소자 수명 특성이 개선된 발광 소자를 구현할 수 있다. 이에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. As described above, the organic compound represented by the general formulas (1) to (3) can be applied to the organic light emitting layer constituting the organic light emitting diode. In particular, high purity luminescent color can be obtained, the driving voltage can be lowered to reduce the power consumption, A light emitting device having improved device lifetime characteristics can be realized. This will be described. 2 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode in which an organic compound is applied to an organic light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유기발광다이오드(100)는 서로 마주하는 제 1 전극(110) 및 제 2 전극(120)과, 제 1 및 제 2 전극(110, 120) 사이에 위치하는 유기발광층(130)을 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 유기발광층(130)은 제 1 전극(110)으로부터 순차적으로 적층되는 정공주입층(hole injection layer, HIL, 140), 정공수송층(hole transfer layer, HTL, 150), 발광물질층(emissitve material layer, EML, 160), 전자수송층(electron transfer layer, ETL, 170) 및 전자주입층(electron injection layer, EIL, 180)을 포함한다. 2, the organic light emitting diode 100 according to the first embodiment of the present invention includes a first electrode 110 and a second electrode 120 facing each other, a first electrode 110 and a second electrode 110, And 120, respectively. In the exemplary embodiment, the organic light emitting layer 130 includes a hole injection layer (HIL) 140, a hole transfer layer (HTL) 150, and a light emitting material layer 140 sequentially stacked from the first electrode 110. An emissive material layer (EML) 160, an electron transfer layer (ETL) 170, and an electron injection layer (EIL) 180.

제 1 전극(110)은 발광물질층(160)에 정공을 공급하는 양극(anode)일 수 있다. 제 1 전극(110)은 일함수(work function) 값이 비교적 큰 도전성 물질, 예를 들어 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 형성되는 것이 바람직하다. 예시적인 실시형태에서, 제 1 전극(110)은 인듐-주석-산화물 (indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide; IZO), 인듐-주석-아연-산화물(indium-tin-zinc oxide; ITZO), 주석산화물(SnO), 아연산화물(ZnO), 인듐-구리-산화물(indium-copper-oxide; ICO) 및 알루미늄:산화아연(Al:ZnO; AZO)으로 이루어질 수 있다. The first electrode 110 may be an anode for supplying holes to the light emitting material layer 160. The first electrode 110 is preferably formed of a conductive material having a relatively large work function value, for example, a transparent conductive oxide (TCO). In an exemplary embodiment, the first electrode 110 is formed of indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), indium- (ITO), tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), indium-copper-oxide (ICO) and aluminum: ZnO Lt; / RTI >

제 2 전극(120)은 발광물질층(160)에 전자를 공급하는 음극(cathode)일 수 있다. 제 2 전극(120)은 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 은(Ag), 또는 이들의 합금이나 조합과 같은 반사 특성이 좋은 소재로 이루어질 수 있다. The second electrode 120 may be a cathode for supplying electrons to the light emitting material layer 160. The second electrode 120 may have a reflective property such as a conductive material having a relatively low work function value, for example, aluminum (Al), magnesium (Mg), calcium (Ca), silver (Ag) It can be made of good material.

정공주입층(140)은 제 1 전극(110)과 정공수송층(150) 사이에 위치하는데, 무기물인 제 1 전극(110)과 유기물인 정공수송층(150) 사이의 계면 특성을 향상시킨다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 정공주입층(140)은 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(4,4',4"-Tris(3-methylphenylamino)triphenylamine; MTDATA), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐-아미노)트리페닐아민(4,4',4"-Tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamine; NATA), 4,4',4"-트리스(N-(나프탈렌-1-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민(4,4',4"-Tris(N-(naphthalene-1-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine; 1T-NATA), 4,4',4"-트리스(N-(나프탈렌-2-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민(4,4',4"-Tris(N-(naphthalene-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine; 2T-NATA), 프탈로시아닌구리(Copper phthalocyanine; CuPc), 트리스(4-카바조일-9일-페닐)아민(Tris(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)amine; TCTA), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-바이페닐-4,4"-디아민(N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine; NPB; NPD), 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌헥사카보니트릴(1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile, Dipyrazino[2,3-f:2'3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile; HAT-CN), 1,3,5-트리스[4-(디페닐아미노)페닐]벤젠(1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene; TDAPB), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리스티렌 술포네이트(poly(3,4-ethylenedioxythiphene)polystyrene sulfonate; PEDOT/PSS) 및/또는 N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine) 등으로 이루어지는 어느 하나의 화합물로 이루어질 수 있다. 유기발광다이오드(100)의 특성에 따라 정공주입층(140)은 생략될 수 있다. The hole injection layer 140 is located between the first electrode 110 and the hole transport layer 150 and improves the interface characteristics between the first electrode 110 as an inorganic material and the hole transport layer 150 as an organic material. In one exemplary embodiment, the hole injection layer 140 is formed of a mixture of 4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylamino) triphenylamine (4,4', 4" -tris (3-methylphenylamino) triphenylamine; MTDATA), 4,4 ', 4 "-tris (N, N-diphenyl-amino) triphenylamine (NATA), 4 , 4 ', 4 "-tris (N- (naphthalen-1-yl) -N-phenyl-amino) phenyl-amino) triphenylamine, 4,4 ', 4 "-tris (N- (naphthalen-2-yl) Tris (Naphthalene-2-yl) -N-phenyl-amino) triphenylamine, 2T-NATA, Copper phthalocyanine (CuPc), Tris (4-Carbamoyl- N, N'-bis (1-naphthyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (N, N'-diphenyl-N, N'-bis (1-naphthyl) -1,1'-biphenyl-4,4'diamine NPB NPD) 1,4,5,8,9,11 - hexaazatriphenylene hexacarbonitrile (1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacar HAT-CN), 1,3,5-tris [4- (di (4-fluoropyrimidin-2-yl) Phenyl] benzene (TDAPB), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-pyrrolo [ (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-fluoren-2 -amine, and the like. Depending on the characteristics of the organic light emitting diode 100, the hole injection layer 140 may be omitted.

정공수송층(150)은 제 1 전극(110)과 발광물질층(160) 사이에 발광물질층(160)에 인접하여 위치한다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 정공수송층(150)은 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine; TPD), NPB, 4,4'-비스(N-카바졸릴)-1,1'-바이페닐(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl; CBP), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘](Poly[N,N'-bis(4-butylpnehyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine]; Poly-TPD), 폴리[(9,9-디옥닐플루오레닐-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민))](Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))], TFB), 디-[4-(N,N-디-p-톨릴-아미노)페닐]사이클로헥산(Di-[4-(N,N-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexane; TAPC), N-(비페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine) 및/또는 N-(바이페닐-4-일)-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)바이페닐)-4-아민(N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amine) 등으로 구성되는 군에서 선택되는 화합물로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. The hole transport layer 150 is disposed adjacent to the light emitting material layer 160 between the first electrode 110 and the light emitting material layer 160. In one exemplary embodiment, the hole transport layer 150 is formed from N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'- TPD), NPB, 4,4'-bis (N-carbazolyl) - N'-diphenyl- (N-carbazolyl) -1,1'-biphenyl (CBP), poly [N, N'-bis (4-butylphenyl) -N, N'- Bis (phenyl) -benzidine] (Poly-TPD), poly [(9,9-dioxo-N- 2,7-diyl) -co- (4,4 '- (N- (4-sec-butylphenyl) diphenylamine)]) Poly [(9,9-dioctylfluorenyl- ) - co- (4,4'- (N- (4-sec-butylphenyl) diphenylamine))], TFB) (Biphenyl-4-yl) -9,9-dimethyl-N- (4- ( (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-fluorene- -9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-fluoren-2-amine and / (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) biphenyl-4 -amine, and the like, but the present invention is not limited thereto.

발광물질층(160)은 호스트(host)에 도펀트(dopant)가 도핑되어 이루어질 수 있다. 일례로, 발광물질층(160)은 호스트에 도펀트가 약 1 내지 50 중량% 첨가될 수 있으며, 녹색을 발광할 수 있다. The light emitting material layer 160 may be formed by doping a host with a dopant. For example, the light emitting material layer 160 may be doped with about 1 to 50% by weight of a dopant to the host, and may emit green light.

하나의 예시적인 실시형태에서, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 발광물질층(160)의 도펀트로 사용될 수 있다. 한편, 발광물질층(160)에 사용되는 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물인 도펀트는 지연 형광 특성을 가지는 도펀트일 수 있다. In one exemplary embodiment, the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 can be used as a dopant of the light emitting material layer 160. [ On the other hand, the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 used in the light emitting material layer 160 may be a dopant having a delayed fluorescent property.

전술한 바와 같이, 지연 형광 특성을 가지는 화합물은 열이나 전계에 의해 활성화되어 ICT 착물 형태와 같은 중간 에너지 상태를 갖는다. 단일항 에너지 준위를 가지는 여기자와 삼중항 에너지 준위를 가지는 여기자가 모두 발광에 관여하기 때문에 유기발광다이오드(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, a compound having a retarded fluorescence characteristic is activated by heat or an electric field and has an intermediate energy state such as an ICT complex form. Both the exciton having a singlet energy level and the exciton having a triplet energy level are involved in light emission, so that the light emitting efficiency of the organic light emitting diode 100 can be improved.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물의 단일항 에너지 준위(S1)와 삼중항 에너지 준위(T1)의 차이(ΔEST)가 0.3 eV 이하, 예를 들어 0.05 내지 0.3 eV일 수 있다. 지연 형광 도펀트로 사용될 수 있는 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물의 단일항 에너지 준위(S1)와 삼중항 에너지 준위(T1)의 차이(ΔEST)가 0.3 eV 이하인 경우, 이들 에너지 준위에서 각각 중간 에너지 상태로 전이되고, 최종적으로 바닥 상태로 떨어지면서 도펀트의 양자 효율이 향상될 수 있다. 즉, ΔEST가 작을수록 발광 효율이 증가할 수 있으며, 도펀트의 단일항 에너지 준위(S1)와 삼중항 에너지 준위(T1)의 차이가 0.3 eV 이하인 경우, 열이나 전계에 의하여 단일항 상태 여기자와 삼중항 상태 여기자가 중간 상태인 ICT 착물 상태로 전이될 수 있다(ΔEST≤0.3).The difference (ΔE ST ) between the singlet energy level (S 1 ) and the triplet energy level (T 1 ) of the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 may be 0.3 eV or less, for example, 0.05 to 0.3 eV. When the difference (DELTA EST ) between the singlet energy level (S 1 ) and the triplet energy level (T 1 ) of the organic compound represented by the general formulas (1) to (3) which can be used as the retardation fluorescent dopant is 0.3 eV or less, And the quantum efficiency of the dopant can be improved as it finally falls to the bottom state. That is, the smaller the ΔE ST , the greater the luminous efficiency. If the difference between the single-energy level (S 1 ) and the triplet energy level (T 1 ) of the dopant is 0.3 eV or less, The exciton and the triplet state exciton can be transferred to an intermediate ICT complex state (ΔE ST ≤ 0.3).

한편, 지연 형광을 구현하기 위해서 발광물질층(160)에 포함되는 호스트는 도펀트에서의 삼중항 상태의 여기자가 소광(비발광 소멸, quenching)되지 않고 발광에 관여할 수 있도록 유도할 수 있어야 한다. 도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 화합물을 호스트로 사용하였을 때, 지연 형광 화합물과의 에너지 준위를 설명하기 위한 모식도이다. On the other hand, in order to realize retardation fluorescence, the host included in the light emitting material layer 160 must be able to induce excitons in the triplet state in the dopant to participate in light emission without being quenched (non-luminescence quenching). 3 is a schematic diagram for explaining the energy level with a retarded fluorescent compound when an organic compound according to an exemplary embodiment of the present invention is used as a host.

도 3에 도시한 바와 같이, 지연 형광을 구현하기 위한 호스트는 도펀트와의 에너지 준위가 적절히 조절되어야 한다. 먼저, 호스트의 삼중항 에너지 준위(T1 H) 및 단일항 에너지 준위(S1 H)는 각각 도펀트의 삼중항 에너지 준위(T1 D) 및 단일항 에너지 준위(S1 D)보다 높아야 한다. 특히, 호스트의 삼중항 에너지 준위(T1H)가 도펀트의 삼중항 에너지 준위(T1 D)보다 충분히 높지 않은 경우에는, 도펀트의 삼중항 상태 여기자가 호스트의 삼중항 에너지 준위(T1 H)로 넘어가게 되고, 비-발광으로 소멸되기 때문에, 도펀트의 삼중항 상태 엑시톤이 발광이 기여하지 못하게 된다. As shown in FIG. 3, the host for implementing the delayed fluorescence has to appropriately adjust the energy level with the dopant. First, the triplet energy level (T 1 H ) and the singlet energy level (S 1 H ) of the host should be higher than the triplet energy level (T 1 D ) and the singlet energy level (S 1 D ) of the dopant, respectively. In particular, in case the triplet energy level (T 1H) of the host is not high enough than the triplet energy level (T 1 D) of the dopant is, the triplet state exciton of the dopant, the triplet energy level (T 1 H) of the host And the triplet excited state exciton of the dopant does not contribute to luminescence since it is vanished by non-luminescence.

또한, 호스트와 도펀트의 HOMO 에너지 준위와 LUMO 에너지 준위를 적절하게 조정할 필요가 있다. 일례로, 호스트의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOH)와 도펀트의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOD)의 차이(|HOMOH-HOMOD|) 또는 호스트의 최저준위비점유분자궤도 에너지 준위(LUMOH)와 도펀트의 최저준위비점유분자궤도 에너지 준위(LUMOD)의 차이(|LUMOH-LUMOD|)는 0.5 eV 이하, 예를 들어, 0.1 내지 0.5 eV 이하인 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 호스트에서 도펀트로의 전하 이동 효율이 향상되어, 최종적으로 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is necessary to appropriately adjust the HOMO energy level and the LUMO energy level of the host and the dopant. For example, the difference between the highest level occupied molecular orbital energy level (HOMO H ) of the host and the highest level occupied molecular orbital energy level (HOMO D ) of the dopant (| HOMO H -HOMO D |) or the lowest level of host's occupation molecular orbital The difference (LUMO H -LUMO D |) between the energy level LUMO H and the lowest level non occupied molecular orbital energy level LUMO D of the dopant is preferably 0.5 eV or less, for example, 0.1 to 0.5 eV or less have. As a result, the charge transfer efficiency from the host to the dopant is improved, and the luminous efficiency can be finally improved.

하나의 예시적인 실시형태에서, 발광물질층(160)의 호스트는 9-(3-(9H-카바졸-9-일)페닐)-9H-카바졸-3-카보니트릴(9-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-carbazole-3-carbonitrile; mCP-CN), CBP, 3,3'-비스(N-카바졸릴)-1,1'-바이페닐(3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl; mCBP), 1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠(1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzene; MCP), (옥시비스(2,1-페닐렌))비스(디페닐포스핀옥사이드)(Oxybis(2,1-phenylene))bis(diphenylphosphine oxide; DPEPO), 2T-NATA, TCTA, 1,3,5-트리[(3-피리딜)-펜-3-일]벤젠(1,3,5-Tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene; TmPyPB), 2,6-디(9H-카바졸-9-일)피리딘(2,6-Di(9H-carbazol-9-yl)pyridine; PYD-2Cz), 3', 5'-디(카바졸-9-일)-[1,1'-바이페닐]-3,5-디카보니트릴(3',5'-Di(carbazol-9-yl)-[1,1'-bipheyl]-3,5-dicarbonitrile; DCzTPA), 4'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile(4'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile; pCzB-2CN), 3'-(9H-카바졸-9-일)바이페닐-3,5-디카보니트릴(3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile; mCzB-2CN), 9-(4-(9H-카바졸-9-일)페닐)-9H-3,9'-바이카바졸(9-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazole), 9-(3-(9H-카바졸-9-일)페닐)-9H-3,9'-바이카바졸(9-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazole) 및/또는 4-(3-트리페닐렌-2-일)페닐)디벤조[b,d]티오펜(4-(3-(triphenylene-2-yl)-phenyl)dibenzo[b,d]thiophene) 등을 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. In one exemplary embodiment, the host of the luminous material layer 160 is a mixture of 9- (3- (9H-carbazol-9-yl) phenyl) -9H-carbazole- Carbazole-3-carbonitrile, mCP-CN), CBP, 3,3'-bis (N-carbazolyl) -1,1'- 3-bis (carbazol-9-yl) benzene, MCP (1,3-bis (N-carbazolyl) -1,1'-biphenyl, mCBP) Bis (diphenylphosphine oxide) (DPEPO), 2T-NATA, TCTA, 1,3-bis (diphenylphosphine oxide) Tri- [(3-pyridyl) -phen-3-yl] benzene; TmPyPB), 2,6-di (9H-carbazol-9-yl) pyridine PYD-2Cz), 3 ', 5'-di (carbazol-9-yl) - [1 , 1'-biphenyl] -3,5-dicarbonitrile (3 ', 5'-Di (carbazol-9-yl) (9H-carbazol-9-yl) biphenyl-3,5-dicarbonitrile (4 '- (9H-carbazol-9-yl) biphenyl-3,5-dicarbonitrile; pCzB- Carbazol-9-yl) biphenyl-3,5-dicarbonyl 9- (9H-carbazol-9-yl) biphenyl-3,5-dicarbonitrile, mCzB-2CN), 9- (9H-carbazol-9-yl) phenyl) -9H-3,9'-bicarbazole, 9- -9H-3,9'-bicarbazole and / or 4- (3-triphenylene-9-yl) (Triphenyl-2-yl) -phenyl) dibenzo [b, d] thiophene), but the present invention is not limited thereto Do not.

다시 도 2 로 돌아가면, 발광물질층(160)과 제 2 전극(120) 사이에는 전자수송층(170)과 전자주입층(180)이 순차적으로 적층될 수 있다. 전자수송층(170)을 이루는 소재는 높은 전자 이동도가 요구되는데, 원활한 전자 수송을 통하여 발광물질층(160)에 전자를 안정적으로 공급한다. 2, an electron transport layer 170 and an electron injection layer 180 may be sequentially stacked between the light emitting material layer 160 and the second electrode 120. The material forming the electron transport layer 170 requires high electron mobility and stably supplies electrons to the light emitting material layer 160 through smooth electron transport.

하나의 예시적인 실시형태에서, 전자수송층(170)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole), 벤조티아졸(benzothiazole), 벤즈이미다졸, 트리아진 등의 유도체일 수 있다. 일례로, 전자수송층(170)은 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(tris-(8-hydroxyquinoline aluminum; Alq3), 2-바이페닐-4-일-5-(4-터셔리-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(2-biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole; PBD), 스파이로-PBD, 리튬 퀴놀레이트(lithium quinolate; Liq), 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene; TPBi), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토-N1,O8)-(1,1'-바이페닐-4-올라토)알루미늄(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-biphenyl-4-olato)aluminum; BAlq), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Bphen), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-Bis(naphthalene-2-yl)4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; NBphen), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenathroline; BCP), 3-(4-바이페닐)-4-페닐-5-터르-부틸페닐-1,2,4-트리아졸(3-(4-Biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; TAZ), 4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; NTAZ), 1,3,5-트리(p-피리드-3-일-페닐)벤젠(1,3,5-Tri(p-pyrid-3-yl-phenyl)benzene; TpPyPB), 2,4,6-트리스(3'-(피리딘-3-일)바이페닐-3-일)1,3,5-트리아진(2,4,6-Tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)1,3,5-triazine; TmPPPyTz), 폴리[(9,9-비스(3'-((N,N-디메틸)-N-에틸암모늄)-프로필)-2,7-플루오렌)-알트-2,7-(9,9-디옥틸플루오렌)](Poly[9,9-bis(3'-((N,N-dimethyl)-N-ethylammonium)-propyl)-2,7-fluorene]-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)]; PFNBr) 및/또는 트리스(페닐퀴녹살린)(tris(phenylquinoxaline; TPQ) 등으로 구성되는 군에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In one exemplary embodiment, the electron transporting layer 170 may comprise at least one of oxadiazole, triazole, phenanthroline, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, , Triazine, and the like. For example, the electron transport layer 170 may be formed of tris (8-hydroxyquinoline aluminum; Alq 3 ), 2-biphenyl-4-yl-5- (4- ), 1,3,4-oxadiazole (PBD), spiro-PBD, lithium quinolate ( lithium quinolate (Liq), 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene, TPBi), bis 2-methyl-8-quinolinolato-N1, O8) - (1, 1'-biphenyl- 1'-biphenyl-4-olato) aluminum; BAlq), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen), 2,9- Naphthalene-2-yl) 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (NBphen), 2, Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenathroline (BCP), 3- (4-biphenyl) -4 Phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole (3- (4-Biphenyl) -4-phe naphthalen-1-yl) -3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole (4- ( Naphthalen-1-yl) -3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; NTAZ), 1,3,5-tri (p- 3, 5-Tri (p-pyrid-3-yl-phenyl) benzene; TpPyPB), 2,4,6-tris Triazine (2,4,6-Tris (3 '- (pyridin-3-yl) biphenyl-3-yl) 1,3,5-triazine; TmPPPyTz), poly [(9,9-bis (3 '- ((N, N- dimethyl- (9,9-bis (3 '- (N, N-dimethyl) -N-ethylammonium) -propyl) -2,7-fluorene] (9,9-dioctylfluorene)] PFNBr) and / or tris (phenylquinoxaline) (TPQ), but the present invention is not limited thereto.

전자주입층(180)은 제 2 전극(120)과 전자수송층(170) 사이에 위치하는데, 제 2 전극(120)의 특성을 개선하여 소자의 수명을 개선할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 전자주입층(180)의 소재로는 LiF, CsF, NaF, BaF2 등의 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq(lithium quinolate), 리튬 벤조에이트(lithium benzoate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate) 등의 유기금속계 물질이 사용될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The electron injection layer 180 is located between the second electrode 120 and the electron transport layer 170 and improves the characteristics of the second electrode 120 to improve the lifetime of the device. In one exemplary embodiment, the material of the electron injection layer 180 may be an alkali halide based material such as LiF, CsF, NaF, BaF 2 , and / or lithium quinolate (Liq), lithium benzoate, An organic metal-based material such as sodium stearate may be used, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광다이오드(100)는 유기발광층(130)을 구성하는 발광물질층(160)에 지연 형광 특성을 가지는 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물인 도펀트를 가지고 있다. 단일항 에너지 상태 및 삼중항 에너지 상태의 여기자가 모두 발광에 관여하기 때문에, 발광 효율이 향상된다. The organic light emitting diode 100 according to the exemplary embodiment of the present invention has a dopant which is an organic compound represented by Chemical Formula 1 to Chemical Formula 3 having retardation fluorescence characteristics in a light emitting material layer 160 constituting the organic light emitting layer 130 have. Since the excitons in the singlet energy state and the triplet energy state are all involved in luminescence, the luminescence efficiency is improved.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티가 공존하기 때문에, 쌍극자 모멘트가 증가하고, HOHO와 LUMO가 쉽게 분리되며, 쌍극자 모멘트가 증가할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 지연 형광 특성을 가진다. 또한, 양측에 견고한 구조를 가지는 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 중앙의 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티 사이의 입체 구조가 크게 제한되어 발광할 때 에너지 손실을 줄이면서 양호한 녹색 발광을 구현할 수 있다. Since the electron donor moiety and the electron acceptor moiety coexist in the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3, the dipole moment increases, the HOHO and the LUMO are easily separated, and the dipole moment can be increased , And has a retarded fluorescence characteristic. In addition, the stereostructure between the condensed heteroaromatic moiety having a rigid structure on both sides and the arylene group moiety substituted with at least two cyano groups in the center is greatly restricted, thereby achieving good green luminescence while reducing energy loss when luminescing .

또한, 종래의 중금속을 포함하는 인광 재료를 사용하는 경우와 비교할 때, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물과 함께 발광물질층(EML, 160)에 포함되는 유기 호스트는 높은 삼중항 에너지 준위를 가지지 않아도 되며, 밴드갭도 넓을 필요가 없다. 따라서, 에너지 밴드갭이 넓은 유기 호스트를 사용함으로 인하여 야기되는 문제점, 즉, 전하의 주입 및 수송이 지연되고, 이에 따라 발광다이오드(100)의 구동 전압이 상승하고 소비 전력이 증가하며, 소자의 수명 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. Further, as compared with the case of using a conventional phosphorescent material containing a heavy metal, organic hosts included in the light emitting material layer (EML) 160 together with the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 have high triplet energy levels And the band gap need not be wide. Therefore, the problems caused by using an organic host having a wide energy band gap, that is, the injection and transport of electric charges are delayed, the driving voltage of the light emitting diode 100 rises and the power consumption increases, It is possible to prevent degradation of characteristics.

한편, 본 발명에 따른 유기발광다이오드는 1개 이상의 엑시톤 차단층을 더욱 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라 인광 화합물이 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드(200)는 서로 마주하는 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(220)과, 제 1 및 제 2 전극(210, 220) 사이에 위치하는 유기발광층(230)을 포함한다. Meanwhile, the organic light emitting diode according to the present invention may further include at least one exciton blocking layer. 4 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode to which a phosphorescent compound is applied according to a second exemplary embodiment of the present invention. 4, the organic light emitting diode 200 according to the second embodiment of the present invention includes a first electrode 210 and a second electrode 220 facing each other, a first electrode 210 and a second electrode 210 And 220, respectively.

예시적인 실시형태에서, 유기발광층(230)은 제 1 전극(210)으로부터 순차적으로 적층되는 정공주입층(240), 정공수송층(250), 발광물질층(260), 전자수송층(270) 및 전자주입층(280)을 포함한다. 또한, 유기발광층(230)은 정공수송층(250)과 발광물질층(260) 사이에 위치하는 제 1 엑시톤 차단층인 전자차단층(electron blocking layer, EBL, 255) 및/또는 발광물질층(260)과 전자수송층(270) 사이에 위치하는 제 2 엑시톤 차단층인 정공차단층(hole blocking layer, HBL, 265)을 더욱 포함한다. In the exemplary embodiment, the organic light emitting layer 230 includes a hole injection layer 240, a hole transport layer 250, a light emitting material layer 260, an electron transport layer 270, and an electron transport layer 270 sequentially stacked from the first electrode 210. And an injection layer 280. The organic light emitting layer 230 may include an electron blocking layer (EBL) 255 and / or a light emitting material layer 260, which is a first exciton blocking layer positioned between the hole transporting layer 250 and the light emitting material layer 260. And a hole blocking layer (HBL) 265 which is a second exciton blocking layer positioned between the electron transport layer 270 and the electron transport layer 270.

전술한 바와 같이, 제 1 전극(210)은 양극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질인 ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO 및 AZO 등으로 이루어질 수 있다. 제 2 전극(220)은 음극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 적은 도전성 물질인 Al, Mg, Ca, Ag 또는 이들의 합금이나 조합으로 이루어질 수 있다. As described above, the first electrode 210 may be an anode, and may be made of ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO, AZO, or the like having a relatively large work function value. The second electrode 220 may be a negative electrode and may be made of a conductive material having a relatively low work function value such as Al, Mg, Ca, Ag, or an alloy or combination thereof.

정공주입층(240)은 제 1 전극(210)과 정공수송층(22) 사이에 위치한다. 정공주입층(240)은 MTDATA, NATA, 1T-NATA, 2T-NATA, CuPc, TCTA, NPB(NPD), HAT-CN, TDAPB, PEDOT/PSS 및/또는 N-(비페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민 등으로 이루어지는 어느 하나의 화합물로 이루어질 수 있다. The hole injection layer 240 is located between the first electrode 210 and the hole transport layer 22. The hole injection layer 240 may be formed of at least one material selected from the group consisting of MTDATA, NATA, 1T-NATA, 2T-NATA, CuPc, TCTA, NPB, HAT-CN, TDAPB, PEDOT / PSS and / -9,9-dimethyl-N- (4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-fluorene-2-amine and the like.

정공수송층(250)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(260) 사이에 발광물질층(260)에 인접하여 위치한다. 정공수송층(250)은 TPD, NPD(NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, N-(비페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민 및/또는 N-(비페닐-4-일)-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)비페닐)-4-아민 등의 방향족 아민 화합물을 포함하는 군에서 선택되는 화합물로 이루어질 수 있다. The hole transport layer 250 is positioned adjacent to the light emitting material layer 260 between the first electrode 210 and the light emitting material layer 260. The hole transport layer 250 may be formed of TPD, NPD (NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, N- (biphenyl- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H- fluorene-2-amine and / -Yl) phenyl) biphenyl) -4-amine, and other aromatic amine compounds.

발광물질층(260)은 호스트에 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있다. 일례로, 발광물질층(260)은 호스트에 도펀트가 약 1 내지 50 중량% 첨가될 수 있으며, 녹색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물이 발광물질층(260)의 도펀트로 사용되고, mCP-CN, CBP, mCBP, MCP, DPEPO, 2T-NATA, TCTA, TmPyPB, PYD-2Cz, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, 9-(4-(9H-카바졸-9-일)페닐)-9H-3,9'-바이카바졸, 9-(3-(9H-카바졸-9-일)페닐)-9H-3,9'-바이카바졸 및/또는 4-(3-트리페닐렌-2-일)페닐)디벤조[b,d]티오펜 등의 화합물이 발광물질층(260)의 호스트로 사용될 수 있다. The light emitting material layer 260 may be formed by doping a host with a dopant. For example, the light emitting material layer 260 may be doped with about 1 to 50% by weight of a dopant to the host, and may emit green light. For example, organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 are used as dopants for the light emitting material layer 260, and mCP-CN, CBP, mCBP, MCP, DPEPO, 2T-NATA, TCTA, TmPyPB, PYD- (9H-carbazol-9-yl) phenyl) -9H-3,9'-bicarbazole, 9- (3- (9H-carbazol- Dibenzo [b, d] thiophene, or the like, is used as a luminescent material 0.0 > 260 < / RTI >

전자수송층(270)은 발광물질층(260)과 전자주입층(280) 사이에 위치한다. 일례로, 전자수송층(270)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole), 벤조티아졸(benzothiazole), 벤즈이미다졸, 트리아진 등의 유도체일 수 있다. 예를 들어, 전자수송층(270)은 Alq3, PBD, 스파이로-PBD, Liq, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr 및/또는 TPQ 등으로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The electron transport layer 270 is located between the light emitting material layer 260 and the electron injection layer 280. For example, the electron transport layer 270 may be formed of a material selected from the group consisting of oxadiazole, triazole, phenanthroline, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, Derivative. For example, the electron transport layer 270 may be made of Alq 3 , PBD, spiro-PBD, Liq, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr and / The invention is not limited thereto.

전자주입층(280)은 제 2 전극(220)과 전자수송층(270) 사이에 위치한다. 전자주입층(280)의 소재로는 LiF, CsF, NaF, BaF2 등의 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq, 리튬 벤조에이트, 소듐 스테아레이트 등의 유기금속계 물질이 사용될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The electron injection layer 280 is located between the second electrode 220 and the electron transport layer 270. As the material of the electron injection layer 280, an alkali halide-based material such as LiF, CsF, NaF, BaF 2 and / or an organometallic material such as Liq, lithium benzoate, and sodium stearate may be used. But is not limited thereto.

한편, 정공이 발광물질층(260)을 제 2 전극(220)으로 이동하거나, 전자가 발광물질층(260)을 지나 제 1 전극(210)으로 가는 경우, 소자의 수명과 효율에 감소를 가져올 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드(200)는 발광물질층(260)에 인접하여 적어도 1개의 엑시톤 차단층이 위치한다. On the other hand, when the hole moves the light emitting material layer 260 to the second electrode 220 or electrons move to the first electrode 210 through the light emitting material layer 260, . In order to prevent this, the organic light emitting diode 200 according to the second exemplary embodiment of the present invention includes at least one exciton blocking layer adjacent to the light emitting material layer 260.

예를 들어, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드(200)는 정공수송층(250)과 발광물질층(260) 사이에 전자의 이동을 제어, 방지할 수 있는 전자차단층(electron blocking layer, EBL, 255)이 위치한다. For example, the organic light emitting diode 200 according to the second embodiment of the present invention includes an electron blocking layer (not shown) capable of controlling the movement of electrons between the hole transport layer 250 and the light emitting material layer 260, layer, EBL, 255).

일례로, 전자차단층(255)은 TCTA, 트리스[4-(디에틸아미노)페닐]아민(tris[4-(diethylamino)phenyl]amine), N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민, TAPC, MTDATA, mCP, mCBP, CuPC, N,N'-비스[4-[비스(3-메틸페닐)아미노]페닐]-N,N'-디페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민(N,N'-bis[4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl]-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine; DNTPD) 및/또는 TDAPB 등으로 이루어질 수 있다. For example, the electron blocking layer 255 may comprise at least one of TCTA, tris [4- (diethylamino) phenyl] amine, N- (biphenyl- TAPC, MTDATA, mCP, mCBP, CuPC, N, N'-tetramethyl-N- Bis [4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl] -N, N'-diphenyl- [1,1'-biphenyl] -4,4'- (DNTPD), and / or TDAPB, etc. [0035] The term " bis (3-methylphenyl) amino] phenyl] -N, N'- diphenyl- [1,1'- biphenyl] -4,4'-

또한, 발광물질층(260)과 전자수송층(270) 사이에 제 2 엑시톤 차단층으로서 정공차단층(265)이 위치하여 발광물질층(260)과 전자수송층(270) 사이에 정공의 이동을 방지한다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 정공차단층의 소재로서 전자수송층(270)에 사용될 수 있는 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole), 벤조티아졸(benzothiazole), 벤즈이미다졸, 트리아진 등의 유도체가 사용될 수 있다. A hole blocking layer 265 is disposed as a second exciton blocking layer between the light emitting material layer 260 and the electron transporting layer 270 to prevent movement of holes between the light emitting material layer 260 and the electron transporting layer 270. do. In one exemplary embodiment, oxadiazole, triazole, phenanthroline, benzoxazole, benzoquinone, and the like, which can be used for the electron transport layer 270 as the material of the hole blocking layer, Benzothiazole, benzimidazole, triazine and the like can be used.

예를 들어 정공차단층(265)은 발광물질층(260)에 사용된 소재와 비교해서 HOMO(highest occupied molecular orbital; 최고점유분자궤도) 에너지 준위가 낮은 BCP, BAlq, Alq3, PBD, 스파이로-PBD, Liq 및/또는 비스-4,6-(3,5-디-3-피리딜페닐)-2-메틸피리미딘(bis-4,6-(3,5-di-3-pyridylphenyl)-2-methylpyrimidine; B3PYMPM) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 화합물로 이루어질 수 있다. For example, the hole blocking layer 265 may be formed of BCP, BAlq, Alq 3 , PBD, spy which has a highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level as compared with the material used for the light emitting material layer 260 -PBD, Liq and / or bis-4,6- (3,5-di-3-pyridylphenyl) -2-methylpyrimidine (bis- -2-methylpyrimidine, B3PYMPM), and combinations thereof.

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드(200)는 발광물질층(160)에 지연 형광 특성을 가지는 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물인 도펀트를 가지고 있다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 1분자 내에 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티가 공존하여 쌍극자 모멘트가 증가하고, HOHO와 LUMO가 쉽게 분리되며, 쌍극자 모멘트가 증가할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 지연 형광 특성을 가진다. 또한, 전자주개를 구성하는 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개를 구성하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티 사이의 입체 구조가 제한된다. 따라서, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광 소자의 도펀트로 사용하면, 발광 효율이 향상되고, 양호한 색순도를 가지는 유기발광다이오드(200)를 제조할 수 있다. 높은 삼중항 에너지와 넓은 밴드갭을 가지는 유기 호스트를 사용할 필요가 없기 때문에, 발광다이오드(200)의 구동 전압을 낮춰서 소비 전력을 감소시킬 수 있고, 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. 아울러, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드(200)는 적어도 하나의 엑시톤 차단층(255, 265)을 포함하고 있기 때문에, 발광물질층(260)과 인접한 전하수송층(250, 270)과의 계면에서 발광을 방지함으로써, 유기발광다이오드(200)의 발광 효율과 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.The organic light emitting diode 200 according to the second embodiment of the present invention has a dopant that is an organic compound represented by Chemical Formula 1 to Chemical Formula 3 having retardation fluorescence properties in the light emitting material layer 160. The organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) have a structure in which the electron donor moiety and the electron acceptor moiety coexist in one molecule, the dipole moment increases, the HOHO and the LUMO are easily separated, and the dipole moment Therefore, it has delayed fluorescence characteristics. In addition, the steric structure between the condensed hetero aromatic moiety constituting the electron donor and the arylene group moiety substituted by at least two cyano groups constituting the electron acceptor is limited. Accordingly, when the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 is used as a dopant of the light emitting device, the organic light emitting diode 200 having improved light emitting efficiency and good color purity can be produced. It is not necessary to use an organic host having a high triplet energy and a wide bandgap so that the driving voltage of the light emitting diode 200 can be lowered to reduce the power consumption and the lifetime of the device can be improved. In addition, since the organic light emitting diode 200 according to the second embodiment of the present invention includes at least one exciton blocking layer 255 and 265, the charge transporting layer 250 and 270 adjacent to the light emitting material layer 260, The light emitting efficiency and lifetime of the organic light emitting diode 200 can be further improved.

본 발명에 따른 유기발광다이오드는 유기발광다이오드 표시장치 또는 전술한 유기발광다이오드를 적용한 조명 장치 등의 유기발광장치에 적용될 수 있다. 일례로, 본 발명의 유기발광다이오드를 적용한 표시장치에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.The organic light emitting diode according to the present invention can be applied to an organic light emitting diode display device or an organic light emitting device such as a lighting device to which the organic light emitting diode is applied. For example, a display device to which the organic light emitting diode of the present invention is applied will be described. 5 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 유기발광다이오드 표시장치(300)는 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Td)와, 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮는 평탄화층(360)과, 평탄화층(360) 상에 위치하며 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 유기발광다이오드(400)를 포함한다. 구동 박막트랜지스터(Td)는, 반도체층(310)과, 게이트 전극(330)과, 소스 전극(352)과, 드레인 전극(354)을 포함하는데, 도 5에서는 코플라나(coplanar) 구조의 구동 박막트랜지스터(Td)를 나타낸다. 5, the organic light emitting diode display 300 includes a driving thin film transistor Td as a driving element, a planarization layer 360 covering the driving thin film transistor Td, And an organic light emitting diode 400 connected to a driving thin film transistor Td as a driving element. The driving thin film transistor Td includes a semiconductor layer 310, a gate electrode 330, a source electrode 352 and a drain electrode 354. In FIG. 5, the driving thin film transistor Td has a coplanar structure, And a transistor Td.

기판(302)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 기판 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone; PES), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate; PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate; PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Td)와, 유기발광다이오드(400)가 위치하는 기판(302)은 어레이 기판을 이룬다. The substrate 302 may be a glass substrate, a thin flexible substrate, or a polymeric plastic substrate. For example, the flexible substrate may be formed of a material such as polyimide (PI), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET) and polycarbonate (PC) As shown in FIG. The driving thin film transistor Td as the driving element and the substrate 302 on which the organic light emitting diode 400 is located constitute an array substrate.

기판(302) 상부에 반도체층(310)이 형성된다. 예를 들어, 반도체층(310)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우 반도체층(310) 하부에는 차광패턴(미도시)과 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(310)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(310)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(310)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(310)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다. A semiconductor layer 310 is formed on the substrate 302. For example, the semiconductor layer 310 may be made of an oxide semiconductor material. In this case, a light shielding pattern (not shown) and a buffer layer (not shown) may be formed under the semiconductor layer 310. The light shielding pattern prevents light from being incident on the semiconductor layer 310, Thereby preventing deterioration of the semiconductor device. Alternatively, the semiconductor layer 310 may be formed of polycrystalline silicon. In this case, impurities may be doped on both edges of the semiconductor layer 310.

반도체층(310) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(320)이 기판(302) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(320)은 실리콘산화물(SiO2) 또는 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. A gate insulating layer 320 made of an insulating material is formed on the entire surface of the substrate 302 on the semiconductor layer 310. A gate insulating film 320 may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (SiNx).

게이트 절연막(320) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(330) 반도체층(310)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(320) 상부에는 게이트 배선(미도시)과 제 1 캐패시터 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 게이트 배선은 제 1 방향을 따라 연장되고, 제 1 캐패시터 전극은 게이트 전극(330)에 연결될 수 있다. 한편, 게이트 절연막(320)이 기판(302) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(320)은 게이트 전극(330)과 동일한 모양으로 패터닝 될 수도 있다. A gate electrode 330 made of a conductive material such as metal is formed on the gate insulating layer 320 to correspond to the center of the semiconductor layer 310. A gate line (not shown) and a first capacitor electrode (not shown) may be formed on the gate insulating layer 320. The gate wiring may extend along the first direction, and the first capacitor electrode may be connected to the gate electrode 330. Although the gate insulating layer 320 is formed on the entire surface of the substrate 302, the gate insulating layer 320 may be patterned to have the same shape as the gate electrode 330.

게이트 전극(330) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(340)이 기판(302) 전면에 형성된다. 층간 절연막(340)은 실리콘산화물(SiO2) 또는 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. An interlayer insulating film 340 made of an insulating material is formed on the entire surface of the substrate 302 on the gate electrode 330. The interlayer insulating film 340 may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x), or may be formed of an organic insulating material such as benzocyclobutene or photo-acryl have.

층간 절연막(340)은 반도체층(310)의 양측 상면을 노출하는 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(342, 344)을 갖는다. 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(342, 344)은 게이트 전극(330)의 양측에서 게이트 전극(330)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(342, 344)은 게이트 절연막(320) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(320)이 게이트 전극(330)과 동일한 모양으로 패터닝 될 경우, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(342, 344)은 층간 절연막(340) 내에만 형성된다. The interlayer insulating film 340 has first and second semiconductor layer contact holes 342 and 344 that expose upper surfaces on both sides of the semiconductor layer 310. The first and second semiconductor layer contact holes 342 and 344 are located apart from the gate electrode 330 on both sides of the gate electrode 330. Here, the first and second semiconductor layer contact holes 342 and 344 are also formed in the gate insulating film 320. Alternatively, when the gate insulating film 320 is patterned in the same shape as the gate electrode 330, the first and second semiconductor layer contact holes 342 and 344 are formed only in the interlayer insulating film 340.

층간 절연막(340) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 소스 전극(352)과 드레인 전극(354)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(340) 상부에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(미도시)과 전원 배선(미도시) 및 제 2 캐패시터 전극(미도시)이 형성될 수 있다. A source electrode 352 and a drain electrode 354 made of a conductive material such as metal are formed on the interlayer insulating layer 340. A data line (not shown), a power line (not shown), and a second capacitor electrode (not shown) may be formed on the interlayer insulating layer 340 in the second direction.

소스 전극(352)과 드레인 전극(354)은 게이트 전극(330)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(342, 344)을 통해 반도체층(310)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 제 2 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치한다. 제 2 캐패시터 전극은 드레인 전극(354)과 연결되고 제 1 캐패시터 전극과 중첩함으로써, 제 1 및 제 2 캐패시터 전극 사이의 층간 절연막(340)을 유전체층으로 하여 스토리지 캐패시터를 이룬다. The source electrode 352 and the drain electrode 354 are spaced apart from each other around the gate electrode 330 and connected to both sides of the semiconductor layer 310 through the first and second semiconductor layer contact holes 342 and 344, Contact. Although not shown, the data wiring extends along the second direction and intersects the gate wiring to define the pixel region, and the power wiring for supplying the high potential voltage is located apart from the data wiring. The second capacitor electrode is connected to the drain electrode 354 and overlaps the first capacitor electrode to form a storage capacitor with the dielectric layer between the first and second capacitor electrodes as a dielectric layer.

한편, 반도체층(310), 게이트 전극(330), 소스 전극(352) 및 드레인 전극(354)은 구동 박막트랜지스터(Td)를 이룬다. 도 5에 예시된 구동 박막트랜지스터(Td)는 반도체층(310)의 상부에 게이트 전극(330), 소스 전극(352) 및 드레인 전극(354)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다. 이와 달리, 구동 박막트랜지스터(Td)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고, 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. The semiconductor layer 310, the gate electrode 330, the source electrode 352, and the drain electrode 354 constitute a driving thin film transistor Td. The driving thin film transistor Td illustrated in FIG. 5 has a coplanar structure in which a gate electrode 330, a source electrode 352, and a drain electrode 354 are disposed on a semiconductor layer 310. Alternatively, the driving thin film transistor Td may have an inverted staggered structure in which a gate electrode is located below the semiconductor layer and a source electrode and a drain electrode are located above the semiconductor layer. In this case, the semiconductor layer may be made of amorphous silicon.

또한, 구동 박막트랜지스터(Td)와 실질적으로 동일한 구조의 스위칭 소자인 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 기판(302) 상에 더 형성된다. 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극(330)은 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)에 연결되고 구동 박막트랜지스터(Td)의 소스 전극(352)은 전원 배선(미도시)에 연결된다. 또한, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 소스 전극(미도시)은 게이트 배선 및 데이터 배선과 각각 연결된다.Further, a switching thin film transistor (not shown), which is a switching element having substantially the same structure as the driving thin film transistor Td, is further formed on the substrate 302. [ The gate electrode 330 of the driving thin film transistor Td is connected to a drain electrode (not shown) of a switching thin film transistor (not shown) and the source electrode 352 of the driving thin film transistor Td is connected to a power supply wiring . A gate electrode (not shown) and a source electrode (not shown) of the switching thin film transistor (not shown) are connected to the gate wiring and the data wiring, respectively.

한편, 유기발광다이오드 표시장치(300)는 유기발광다이오드(400)에서 생성된 빛을 흡수하는 컬러 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(미도시)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 광을 흡수할 수 있다. 이 경우, 광을 흡수하는 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터 패턴이 각각의 화소영역 별로 분리되어 형성될 수 있으며, 이들 각각의 컬러 필터 패턴은 흡수하고자 하는 파장 대역의 빛을 방출하는 유기발광다이오드(400) 중의 유기발광층(430)과 각각 중첩되게 배치될 수 있다. 컬러 필터(미도시)를 채택함으로써, 유기발광다이오드 표시장치(300)는 풀-컬러를 구현할 수 있다. The organic light emitting diode display 300 may include a color filter (not shown) for absorbing light generated in the organic light emitting diode 400. For example, a color filter (not shown) can absorb red (R), green (G), blue (B), and white (W) light. In this case, color filter patterns of red, green, and blue that absorb light may be formed separately for each pixel region, and each of the color filter patterns may include an organic light emitting diode (OLED) 400 and the organic light emitting layer 430 in the organic light emitting layer 400. By adopting a color filter (not shown), the organic light emitting diode display 300 can realize full-color.

예를 들어, 유기발광다이오드 표시장치(300)가 하부 발광 타입인 경우, 유기발광다이오드(400)에 대응하는 층간 절연막(340) 상부에 광을 흡수하는 컬러 필터(미도시)가 위치할 수 있다. 선택적인 실시형태에서, 유기발광다이오드 표시장치(300)가 상부 발광 타입인 경우, 컬러 필터는 유기발광다이오드(400)의 상부, 즉 제 2 전극(420) 상부에 위치할 수도 있다. For example, when the organic light emitting diode display 300 is a bottom emission type, a color filter (not shown) for absorbing light may be disposed on the interlayer insulating layer 340 corresponding to the organic light emitting diode 400 . In an alternative embodiment, if the organic light emitting diode display 300 is a top emission type, the color filter may be located on top of the organic light emitting diode 400, i.e., above the second electrode 420.

소스 전극(352)과 드레인 전극(354) 상부에는 평탄화층(360)이 기판(302) 전면에 형성된다. 평탄화층(360)은 상면이 평탄하며, 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극(354)을 노출하는 드레인 컨택홀(362)을 갖는다. 여기서, 드레인 컨택홀(362)은 제 2 반도체층 컨택홀(344) 바로 위에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제 2 반도체층 컨택홀(344)과 이격되어 형성될 수도 있다. A planarization layer 360 is formed on the entire surface of the substrate 302 over the source electrode 352 and the drain electrode 354. The planarization layer 360 has a flat upper surface and a drain contact hole 362 that exposes the drain electrode 354 of the driving thin film transistor Td. Here, the drain contact hole 362 is formed directly on the second semiconductor layer contact hole 344, but may be formed apart from the second semiconductor layer contact hole 344.

발광다이오드(400)는 평탄화층(360) 상에 위치하며 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극(354)에 연결되는 제 1 전극(410)과, 제 1 전극(410) 상에 순차 적층되는 유기발광층(430) 및 제 2 전극(420)을 포함한다. The light emitting diode 400 includes a first electrode 410 located on the planarization layer 360 and connected to the drain electrode 354 of the driving TFT Td, A light emitting layer 430 and a second electrode 420.

1 전극(410)은 각 화소영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(410)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(410)은 ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO 및 AZO 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.One electrode 410 is formed separately for each pixel region. The first electrode 410 may be an anode and may be formed of a conductive material having a relatively large work function value. For example, the first electrode 410 may be formed of a transparent conductive material such as ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO, and AZO.

한편, 본 발명의 유기발광다이오드 표시장치(300)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(310) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, when the organic light emitting diode display device 300 of the present invention is a top emission type, a reflective electrode or a reflective layer may be further formed under the first electrode 310. For example, the reflective electrode or the reflective layer may be formed of an aluminum-palladium-copper (APC) alloy.

또한, 상기 평탄화층(360) 상에는 상기 제 1 전극(410)의 가장자리를 덮는 뱅크층(370)이 형성된다. 상기 뱅크층(370)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(410)의 중앙을 노출한다.A bank layer 370 covering the edge of the first electrode 410 is formed on the planarization layer 360. The bank layer 370 exposes the center of the first electrode 410 corresponding to the pixel region.

상기 제 1 전극(410) 상에는 유기발광층(430)이 형성된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 상기 유기발광층(430)은, 발광물질층의 단층 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 유기발광층(430)은 도 2 및/또는 도 4에 도시한 바와 같이, 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광물질층, 정공차단층, 전자수송층 및/또는 전자주입층과 같은 다수의 유기물층으로 이루어질 수도 있다. An organic light emitting layer 430 is formed on the first electrode 410. In one exemplary embodiment, the organic light emitting layer 430 may have a single layer structure of a light emitting material layer. Alternatively, the organic light emitting layer 430 may include a hole injecting layer, a hole transporting layer, an electron blocking layer, a light emitting material layer, a hole blocking layer, an electron transporting layer, and / or an electron injecting layer And may be composed of a plurality of organic material layers.

유기발광층(430)이 형성된 상기 기판(302) 상부로 제 2 전극(420)이 형성된다. 상기 제 2 전극(420)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(420)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(ca), 은(Ag) 또는 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg)과 같은 이들의 합금이나 조합 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. A second electrode 420 is formed on the substrate 302 on which the organic light emitting layer 430 is formed. The second electrode 420 is disposed on the front surface of the display region and is made of a conductive material having a relatively small work function value and can be used as a cathode. For example, the second electrode 420 may be formed of any one of an alloy or a combination thereof such as aluminum (Al), magnesium (Mg), calcium (Ca), silver (Ag), or aluminum- .

제 2 전극(420) 상에는, 외부 수분이 유기발광다이오드(400)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 380)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(380)은 제 1 무기 절연층(382)과, 유기 절연층(384)과 제 2 무기 절연층(386)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.An encapsulation film 380 is formed on the second electrode 420 to prevent external moisture from penetrating into the organic light emitting diode 400. The encapsulation film 380 may have a laminated structure of a first inorganic insulating layer 382, an organic insulating layer 384, and a second inorganic insulating layer 386, but is not limited thereto.

전술한 바와 같이, 유기발광다이오드(400)는 유기발광층(430)에 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되며 지연 형광 특성을 가지는 유기 화합물이 도펀트로 사용되어 발광 효율이 향상된다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 유기 화합물은 1분자 내에 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티가 공존하므로 지연 형광 특성을 갖는다. 또한, 전자주개를 구성하는 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개를 구성하는 적어도 2개의 시아노기로 치환된 아릴렌기 모이어티 사이의 입체 구조가 제한된다. 따라서, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광 소자의 도펀트로 사용하면, 발광 효율이 향상되고, 양호한 색순도를 가지는 유기발광다이오드(400)를 제조할 수 있다. 높은 삼중항 에너지와 넓은 밴드갭을 가지는 유기 호스트를 사용할 필요가 없기 때문에, 발광다이오드(400) 및 이를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치(300)의 구동 전압을 낮춰서 소비 전력을 감소시킬 수 있고, 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.As described above, the organic light emitting diode 400 is represented by Chemical Formula 1 to Chemical Formula 3 in the organic light emitting layer 430 and an organic compound having a delayed fluorescence characteristic is used as a dopant to improve the light emitting efficiency. Organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) have delayed fluorescence properties because an electron donor moiety and an electron acceptor moiety coexist within one molecule. In addition, the steric structure between the condensed hetero aromatic moiety constituting the electron donor and the arylene group moiety substituted by at least two cyano groups constituting the electron acceptor is limited. Accordingly, when the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 is used as a dopant of the light emitting device, the organic light emitting diode 400 having improved luminous efficiency and good color purity can be manufactured. It is not necessary to use an organic host having a high triplet energy and a wide bandgap so that the driving voltage of the light emitting diode 400 and the organic light emitting diode display device 300 including the organic light emitting diode display device 300 can be lowered to reduce power consumption, It is possible to improve the life of the device.

이하, 예시적인 실시형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the technical ideas described in the following embodiments.

합성예 1: 화합물 1의 합성Synthesis Example 1: Synthesis of Compound 1

(1) 화합물 a 합성(1) Synthesis of compound a

Figure pat00010
Figure pat00010

질소 분위기 하에 Carbazole 13.5 g(0.0808 mol)을 DMF에 녹인 후에 교반하였다. NaH 3.52 g(0.0808 mol)을 투입한 후 기체가 생성되지 않을 때까지 교반하였다. 그 후 3,5-difluorobromobenzene 5 g(0.0261 mol)을 투입한 후 130℃ 조건으로 15시간 교반하였다. 반응 종료하여 세척액으로 증류수, acetone, ethyl acetate를 사용하여 걸러주었다. 충분히 세척하여 준 후 노란색 고체 화합물 a 9.4 g을 얻었다(수율: 74%). Carbazole (13.5 g, 0.0808 mol) was dissolved in DMF under a nitrogen atmosphere and stirred. 3.52 g (0.0808 mol) of NaH was added thereto and stirred until no gas was generated. Then, 5 g (0.0261 mol) of 3,5-difluorobromobenzene was added thereto, followed by stirring at 130 ° C for 15 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was filtered using distilled water, acetone, and ethyl acetate as a washing solution. After thoroughly washing, 9.4 g of yellow solid compound a was obtained (yield: 74%).

(2) 화합물 b 합성 (2) Compound b Synthesis

Figure pat00011
Figure pat00011

질소 분위기 하에 a 9.40 g(0.0193 mol)을 Diethyl ether 용매에 녹인 후 교반하였다. -78℃ 하에 n-BuLi 11.57 mL(0.0289 mol)을 천천히 투입한 후 상온에서 30 분간 교반하였다. 다시 -78℃에서 Triethyl borate 4.91 mL(0.0289 mol)을 천천히 투입한 후 상온에서 15시간 교반하였다. 반응 종료 후 HCl 한 두 방울을 투입하여 산성 분위기로 만들어 준 뒤 증류수를 투입하였다. Diethyl ether 용매를 제거하고 Methylene chloride와 증류수로 추출하고 수분 및 용매를 제거하였다. Methylene chloride와 Hexane 용매를 사용하여 재결정한 뒤, 7 g 의 흰색 고체 b를 얻었다 (수율: 80%).A 9.40 g (0.0193 mol) of a was dissolved in a solvent of diethyl ether under nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred. 11.57 mL (0.0289 mol) of n-BuLi was added slowly at -78 ° C, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. 4.91 mL (0.0289 mol) of triethyl borate was slowly added thereto at -78 ° C and then stirred at room temperature for 15 hours. After completion of the reaction, two drops of HCl were added to make an acidic atmosphere, and then distilled water was added. The solvent of diethyl ether was removed and extracted with methylene chloride and distilled water to remove water and solvent. After recrystallization using methylene chloride and hexane solvent, 7 g of white solid b was obtained (yield: 80%).

(3) 화합물 1 합성(3) Synthesis of compound 1

Figure pat00012
Figure pat00012

질소 분위기 하에 Potassium carbonate 2.9 g(0.0209 mol)을 Methanol 30 mL 에 녹여 교반하였다. 2,5-Dibromoterephthalonitrile 1.5 g(0.00525 mol), b 5.22 g(0.0115 mol)을 Tetrahydrofuran 용매 60 mL에 녹여 투입하였다. Palladium acetate 0.24 g(0.00107 mol) 및 Triphenylphosphine 0.55 g(0.00230 mol)을 추가로 투입하여 교반하였다. 환류 조건에서 12 시간 교반 후, 반응을 종료하고 Ethyl acetate와 증류수를 사용하여 추출하였다. Chloroform 및 Hexane을 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하고, Methylene chloride와 Hexane으로 재결정하여 습식 정제를 종료하였다. 0.61 g 의 분홍빛 고체 화합물 1을 얻었다(수율: 12%).Potassium carbonate (2.9 g, 0.0209 mol) was dissolved in methanol (30 mL) under nitrogen atmosphere and stirred. 1.5 g (0.00525 mol) of 2,5-dibromoterephthalonitrile and 5.22 g (0.0115 mol) of b were dissolved in 60 mL of tetrahydrofuran solvent. 0.24 g (0.00107 mol) of palladium acetate and 0.55 g (0.00230 mol) of triphenylphosphine were further added and stirred. After stirring for 12 hours under reflux conditions, the reaction was terminated and extracted with ethyl acetate and distilled water. Purification by column chromatography using chloroform and hexane, and recrystallization with methylene chloride and hexane to complete the wet purification. 0.61 g of a pink solid compound 1 (yield: 12%).

합성예 2: 화합물 2의 합성Synthesis Example 2: Synthesis of Compound 2

Figure pat00013
Figure pat00013

질소 분위기 하에 Potassium carbonate 2.9 g (0.0209 mol)을 Methanol 30 mL 에 녹여 교반하였다. 4,6-Dibromoterephthalonitrile 1.5 g(0.00525 mol), b 5.22 g(0.0115 mol)을 Tetrahydrofuran 용매 60 mL에 녹여 투입하였다. Palladium acetate 0.24 g(0.00107 mol) 및 Triphenylphosphine 0.55 g(0.00230 mol)을 추가로 투입하여 교반하였다. 환류 조건에서 12 시간 교반 후, 반응을 종료하고 Ethyl acetate와 증류수를 사용하여 추출하였다. Chloroform 및 Hexane을 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하고, Methylene chloride와 Hexane으로 재결정하여 습식 정제를 종료하였다. 0.8 g 의 노란빛 고체 화합물 2를 얻었다(수율: 16%).Potassium carbonate (2.9 g, 0.0209 mol) was dissolved in methanol (30 mL) under nitrogen atmosphere and stirred. 1.5 g (0.00525 mol) of 4,6-dibromoterephthalonitrile and 5.22 g (0.0115 mol) of b were dissolved in 60 mL of tetrahydrofuran solvent. 0.24 g (0.00107 mol) of palladium acetate and 0.55 g (0.00230 mol) of triphenylphosphine were further added and stirred. After stirring for 12 hours under reflux conditions, the reaction was terminated and extracted with ethyl acetate and distilled water. Purification by column chromatography using chloroform and hexane, and recrystallization with methylene chloride and hexane to complete the wet purification. 0.8 g of a yellow solid compound 2 was obtained (yield: 16%).

합성예 3: 화합물 3의 합성Synthesis Example 3: Synthesis of Compound 3

Figure pat00014
Figure pat00014

질소 분위기 하에 Potassium carbonate 2.9 g(0.0209 mol)을 Methanol 30 mL 에 녹여 교반하였다. 4,5-dibromophthalonitrile 1.5 g(0.00525 mol), b 5.22 g(0.0115 mol)을 Tetrahydrofuran 용매 60 mL에 녹여 투입하였다. Palladium acetate 0.24 g(0.00107 mol) 및 Triphenylphosphine 0.55 g(0.00230 mol)을 추가로 투입하여 교반하였다. 환류 조건에서 12 시간 교반 후, 반응을 종료하고 Ethyl acetate와 증류수를 사용하여 추출하였다. Chloroform 및 Hexane을 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하고, Methylene chloride와 Hexane으로 재결정하여 습식 정제를 종료하였다. 0.5 g 의 노란빛 고체 화합물 2를 얻었다(수율: 10 %).Potassium carbonate (2.9 g, 0.0209 mol) was dissolved in methanol (30 mL) under nitrogen atmosphere and stirred. 1.5 g (0.00525 mol) of 4,5-dibromophthalonitrile and 5.22 g (0.0115 mol) of b were dissolved in 60 mL of tetrahydrofuran solvent. 0.24 g (0.00107 mol) of palladium acetate and 0.55 g (0.00230 mol) of triphenylphosphine were further added and stirred. After stirring for 12 hours under reflux conditions, the reaction was terminated and extracted with ethyl acetate and distilled water. Purification by column chromatography using chloroform and hexane, and recrystallization with methylene chloride and hexane to complete the wet purification. 0.5 g of a yellow solid compound 2 was obtained (yield: 10%).

실시예 1: 발광다이오드 제작Example 1: Fabrication of light emitting diode

합성예 1에서 합성한 화합물 1을 발광물질층의 도펀트로 적용한 유기발광다이오드를 제작하였다. 먼저 40 mm x 40 mm x 두께 0.5 mm의 ITO(반사판 포함) 전극 부착 유리 기판을 이소프로필알코올, 아세톤, DI Water로 5분 동안 초음파 세정을 진행한 후 100℃ Oven에 건조하였다. 기판 세정 후 진공상태에서 2분 동안 O2 플라즈마 처리하고 상부에 다른 층들을 증착하기 위하여 증착 챔버로 이송하였다. 약 10-7 Torr 진공 하에 가열 보트로부터 증발에 의해 다음과 같은 순서로 유기물층을 증착하였다. An organic light emitting diode was prepared by applying the compound 1 synthesized in Synthesis Example 1 as a dopant of a light emitting material layer. First, the glass substrate with 40 mm x 40 mm x 0.5 mm thick ITO (with reflector) electrodes was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, acetone, DI water for 5 minutes, and then dried in an oven at 100 ° C. After the substrate was cleaned, it was subjected to an O 2 plasma treatment in a vacuum for 2 minutes and transferred to a deposition chamber for deposition of other layers on the top. An organic layer was deposited by evaporation from a heated boat under a vacuum of about 10 -7 Torr in the following order.

정공주입층(HAT-CN, 7 nm), 정공수송층(NPB, 55 nm), 전자차단층(mCBP, 10 nm), 발광물질층(4-(3-트리페닐렌-2-일)페닐)디벤조[b,d]티오펜을 호스트로 사용하고, 화합물 1을 35 중량% 도핑, 35 nm), 정공차단층(B3PYMPM, 10 nm), 전자수송층(TPBi, 20 nm), 전자주입층(LiF), 음극(Al). A hole injection layer (HAT-CN, 7 nm), a hole transport layer (NPB, 55 nm), an electron blocking layer (mCBP, 10 nm) (B3PYMPM, 10 nm), an electron transport layer (TPBi, 20 nm), and an electron injection layer (35 nm) were used as the host, dibenzo [b, d] LiF), and a cathode (Al).

CPL(capping layer)을 성막한 뒤에 유리로 인캡슐레이션 하였다. 이러한 층들의 증착 후 피막 형성을 위해 증착 챔버에서 건조 박스 내로 옮기고 후속적으로 UV 경화 에폭시 및 수분 게터(getter)를 사용하여 인캡슐레이션 하였다. A capping layer (CPL) was formed and encapsulated with glass. After deposition of these layers, the film was transferred from the deposition chamber into a dry box for subsequent film formation and subsequently encapsulated using a UV cured epoxy and a getter.

실시예 2: 발광다이오드 제작Example 2: Fabrication of light emitting diode

발광물질층의 도펀트로서 화합물 1을 대신하여 합성예 2에서 합성한 화합물 2를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 발광다이오드를 제작하였다. Emitting diode was prepared by repeating the procedure of Example 1 except that Compound 2 synthesized in Synthesis Example 2 was used instead of Compound 1 as a dopant of the light-emitting substance layer.

실시예 3: 발광다이오드 제작Example 3: Fabrication of light emitting diode

발광물질층의 도펀트로서 화합물 1을 대신하여 합성예 3에서 합성한 화합물 3을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 발광다이오드를 제작하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that Compound 3 synthesized in Synthesis Example 3 was used in place of Compound 1 as a dopant of the light emitting material layer to prepare a light emitting diode.

비교예 1 내지 2: 발광다이오드 제작Comparative Examples 1 and 2: Light Emitting Diode Fabrication

발광물질층의 도펀트로서 화합물 1을 대신하여 하기 표시된 화합물을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 발광다이오드를 제작하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that the following compounds were used in place of the compound 1 as the dopant of the light emitting material layer, respectively, to fabricate the light emitting diode.

Figure pat00015
Figure pat00015

실험예: 유기발광다이오드의 발광 특성 측정Experimental Example: Measurement of luminescence characteristics of organic light emitting diode

실시예 1 내지 실시예 3과 비교예 1 내지 2에서 각각 제작된 유기발광다이오드를 대상으로 물성을 측정하였다. 9 ㎟의 방출 영역을 갖는 각각의 유기발광다이오드를 외부전력 공급원에 연결하였으며, 전류 공급원(KEITHLEY) 및 광도계(PR 650)를 사용하여 실온에서 소자 특성을 평가하였다. 10 ㎃/㎠의 전류밀도에서 측정한 각각의 발광다이오드의 구동 전압(V), 전류효율(cd/A), 전력효율(lm/W), 외부양자효율(External Quantum Efficiency, EQE, %), CIE 색좌표 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다. The properties of the organic light emitting diodes fabricated in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were measured. Each organic light emitting diode having an emission area of 9 mm < 2 > was connected to an external power source, and device characteristics were evaluated at room temperature using a current source (KEITHLEY) and a photometer (PR 650). (V), current efficiency (cd / A), power efficiency (lm / W), external quantum efficiency (EQE,%) of each LED measured at a current density of 10 mA / The CIE color coordinate measurement results are shown in Table 1 below.

발광다이오드의 발광 특성 평가Evaluation of luminescence characteristics of light emitting diodes 샘플Sample VV cd/Acd / A lm/Wlm / W EQE (%)EQE (%) CIExCIEx 비교예 1Comparative Example 1 4.964.96 11.6711.67 7.397.39 6.946.94 (0.170, 0.263)(0.170, 0.263) 비교예 2Comparative Example 2 5.555.55 8.948.94 5.065.06 5.745.74 (0.170, 0.234)(0.170, 0.234) 실시예 1Example 1 4.514.51 37.3137.31 25.9725.97 12.9112.91 (0.381, 0.581)(0.381, 0.581) 실시예 2Example 2 4.724.72 40.8540.85 27.2227.22 13.9913.99 (0.373, 0.586)(0.373, 0.586) 실시예 3Example 3 4.834.83 46.2246.22 30.0830.08 15.6515.65 (0.330, 0.598)(0.330, 0.598)

표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1의 유기 화합물을 발광물질층의 도펀트로 사용한 경우와 비교해서, 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물을 발광물질층의 도펀트로 사용한 경우, 구동 전압은 최대 9.0% 감소하였고, 전류효율, 전력효율 및 외부양자효율은 각각 최대 296.1%, 307.0%, 125.5% 향상되었다. 또한, 비교예 2의 유기 화합물을 발광물질층의 도펀트로 사용한 경우와 비교해서, 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물을 발광물질층의 도펀트로 사용한 경우, 구동 전압은 최대 18.7% 감소하였고, 전류효율, 전력효율 및 외부양자효율은 각각 최대 417.0%, 494.4%, 172.6% 향상되었다. 특히, 비교예 1 및 비교예 2에서 사용된 화합물은 청색 발광하였으나, 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물은 녹색 발광하여 발광 특성이 상이하였다. 결국, 본 발명의 유기 화합물을 발광층에 적용하여 구동 전압을 크게 낮출 수 있으며, 발광 효율이 양호한 유기발광다이오드를 제작할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 유기 화합물이 적용된 유기발광다이오드를 사용하여, 발광 효율이 향상되고 구동 전압이 낮은 유기발광다이오드 표시장치 및/또는 조명 장치 등과 같은 발광 장치를 구현할 수 있다. As shown in Table 1, when the organic compound synthesized according to the present invention was used as a dopant of the light emitting material layer as compared with the case where the organic compound of Comparative Example 1 was used as a dopant of the light emitting material layer, , And the current efficiency, power efficiency, and external quantum efficiency were improved by up to 296.1%, 307.0%, and 125.5%, respectively. Further, as compared with the case where the organic compound of Comparative Example 2 was used as a dopant of the light emitting material layer, when the organic compound synthesized according to the present invention was used as a dopant of the light emitting material layer, the driving voltage was reduced by a maximum of 18.7% , Power efficiency and external quantum efficiency were increased by 417.0%, 494.4% and 172.6%, respectively. In particular, the compounds used in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 emitted blue light, but the organic compounds synthesized according to the present invention showed green light emission and different luminescent properties. As a result, it has been confirmed that the organic compound of the present invention can be applied to the light emitting layer to greatly reduce the driving voltage and to fabricate an organic light emitting diode having good light emitting efficiency. Accordingly, by using the organic light emitting diode to which the organic compound of the present invention is applied, it is possible to realize a light emitting device such as an organic light emitting diode display device and / or a lighting device with improved luminous efficiency and low driving voltage.

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은, 첨부하는 청구범위에서 분명하다. Although the present invention has been described based on the exemplary embodiments and examples of the present invention, the present invention is not limited to the technical ideas described in the above embodiments and examples. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It is apparent, however, that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes as fall within the true scope of the invention.

100, 200, 400: 유기발광다이오드
110, 210, 410: 제 1 전극 120, 220, 420: 제 2 전극
130, 230, 430: 유기발광층 140, 240: 정공주입층
150, 250: 정공수송층 160, 260: 발광물질층
170, 270: 전자수송층 180, 280: 전자주입층
255, 265: 엑시톤 차단층 300: 유기발광다이오드 표시장치
100, 200, 400: organic light emitting diode
110, 210, 410: first electrode 120, 220, 420: second electrode
130, 230, 430: an organic light emitting layer 140, 240: a hole injection layer
150, 250: Hole transport layer 160, 260: Light emitting material layer
170, 270: electron transport layer 180, 280: electron injection layer
255, 265: exciton blocking layer 300: organic light emitting diode display device

Claims (12)

하기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물.
화학식 1
Figure pat00016

(화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며, 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 헤테로 방향족 치환기임; R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 3개 내지 5개의 축합 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 호모 방향족 치환기, 또는 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 헤테로 방향족 치환기임; Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 아릴알킬기, C4~C30 헤테로 아릴알킬기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기 및 C4~C30 헤테로 아릴아민기로 구성되는 군에서 선택됨; Ar3, L1 및 L2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴렌기, C4~C30 헤테로 아릴렌기, C5~C30 호모 아릴알킬렌기, C4~C30 헤테로 아릴알킬렌기, C5~C30 호모 아릴옥실렌기 및 C4~C30 헤테로 아릴옥실렌기로 구성되는 군에서 선택됨; a와 b는 각각 독립적으로 0 또는 1임)
An organic compound represented by the following formula (1).
Formula 1
Figure pat00016

Wherein R 1 to R 4 each independently represent an unsubstituted or substituted C 10 to C 30 condensed heteroaromatic substituent comprising one or two nitrogen atoms and consisting of three to five rings; R 5 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, tritium, cyano, unsubstituted or substituted C 10 -C 30 condensed homoaromatic substituent consisting of three to five condensed rings, or one or two nitrogen atoms Substituted and unsubstituted C 10 to C 30 condensed heteroaromatic substituent comprising 3 to 5 rings, Ar 1 and Ar 2 are each independently a C 5 to C 30 homoaryl group, a C 4 to C 30 a heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo arylalkyl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine Group and a C 4 to C 30 heteroarylamine group Ar 3 , L 1 and L 2 are each independently a C 5 to C 30 homoarylene group, a C 4 to C 30 heteroarylene group, a C 5 to C 30 homoarylalkylene group, a C 4 to C 30 heteroarylalkyl A C 5 to C 30 homoaryloxylene group and a C 4 to C 30 heteroaryloxylene group, a and b are each independently 0 or 1,
제 1항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 화합물을 포함하는 유기 화합물.
화학식 2
Figure pat00017

(화학식 2에서, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기 및 인데노카바조일기로 구성되는 군에서 선택됨; R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기 및 인데노카바조일기로 구성되는 군에서 선택됨; L3는 페닐렌기임; a와 b는 화학식 1에서 정의된 것과 동일함)
The method according to claim 1,
Wherein the organic compound comprises an organic compound represented by the following formula (2).
(2)
Figure pat00017

Wherein R 11 to R 14 are each independently selected from the group consisting of a carbazyl group, a benzocarbamoyl group, a dibenzocarbamoyl group, and an indenocarbamoyl group; R 15 to R 18 are each independently selected from the group consisting of hydrogen L 3 is a phenylene group, a and b are the same as defined in formula (1), and R 1 and R 2 are independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, cyano, carbamoyl, benzocarbamoyl, dibenzocarbamoyl and indenocarbamoyl; Lt; / RTI >
제 1항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 유기 화합물인 유기 화합물.
화학식 3
Figure pat00018

Figure pat00019

Figure pat00020

Figure pat00021

The method according to claim 1,
Wherein the organic compound is any organic compound represented by the following general formula (3).
(3)
Figure pat00018

Figure pat00019

Figure pat00020

Figure pat00021

서로 마주하는 제 1 전극 및 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 유기발광층을 포함하고,
상기 유기발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
화학식 1
Figure pat00022

(화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며, 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 헤테로 방향족 치환기임; R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 3개 내지 5개의 축합 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 호모 방향족 치환기, 또는 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함하며 3개 내지 5개의 고리로 이루어지는 치환되지 않거나 치환된 C10~C30 축합 헤테로 방향족 치환기임; Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 아릴알킬기, C4~C30 헤테로 아릴알킬기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기 및 C4~C30 헤테로 아릴아민기로 구성되는 군에서 선택됨; Ar3, L1 및 L2는 각각 독립적으로 C5~C30 호모 아릴렌기, C4~C30 헤테로 아릴렌기, C5~C30 호모 아릴알킬렌기, C4~C30 헤테로 아릴알킬렌기, C5~C30 호모 아릴옥실렌기 및 C4~C30 헤테로 아릴옥실렌기로 구성되는 군에서 선택됨; a와 b는 각각 독립적으로 0 또는 1임)
A first electrode and a second electrode facing each other;
And an organic light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode,
Wherein the organic light emitting layer comprises an organic compound represented by Formula 1 below.
Formula 1
Figure pat00022

Wherein R 1 to R 4 each independently represent an unsubstituted or substituted C 10 to C 30 condensed heteroaromatic substituent comprising one or two nitrogen atoms and consisting of three to five rings; R 5 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, tritium, cyano, unsubstituted or substituted C 10 -C 30 condensed homoaromatic substituent consisting of three to five condensed rings, or one or two nitrogen atoms Substituted and unsubstituted C 10 to C 30 condensed heteroaromatic substituent comprising 3 to 5 rings, Ar 1 and Ar 2 are each independently a C 5 to C 30 homoaryl group, a C 4 to C 30 a heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo arylalkyl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine Group and a C 4 to C 30 heteroarylamine group Ar 3 , L 1 and L 2 are each independently a C 5 to C 30 homoarylene group, a C 4 to C 30 heteroarylene group, a C 5 to C 30 homoarylalkylene group, a C 4 to C 30 heteroarylalkyl A C 5 to C 30 homoaryloxylene group and a C 4 to C 30 heteroaryloxylene group, a and b are each independently 0 or 1,
제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
화학식 2
Figure pat00023

(화학식 2에서, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기 및 인데노카바조일기로 구성되는 군에서 선택됨; R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 시아노기, 카바조일기, 벤조카바조일기, 디벤조카바조일기 및 인데노카바조일기로 구성되는 군에서 선택됨; L3는 페닐렌기임; a와 b는 화학식 1에서 정의된 것과 동일함)
5. The method of claim 4,
Wherein the organic compound comprises an organic compound represented by the following formula (2).
(2)
Figure pat00023

Wherein R 11 to R 14 are each independently selected from the group consisting of a carbazyl group, a benzocarbamoyl group, a dibenzocarbamoyl group, and an indenocarbamoyl group; R 15 to R 18 are each independently selected from the group consisting of hydrogen L 3 is a phenylene group, a and b are the same as defined in formula (1), and R 1 and R 2 are independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, cyano, carbamoyl, benzocarbamoyl, dibenzocarbamoyl and indenocarbamoyl; Lt; / RTI >
제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 유기 화합물인 발광다이오드.
화학식 3
Figure pat00024

Figure pat00025

Figure pat00026

Figure pat00027

5. The method of claim 4,
Wherein the organic compound is any organic compound represented by the following formula (3).
(3)
Figure pat00024

Figure pat00025

Figure pat00026

Figure pat00027

제 4항에 있어서,
상기 유기발광층은 발광 재료를 포함하는 발광물질층을 포함하고, 상기 유기 화합물은, 상기 발광물질층의 도펀트로 사용되는 유기발광다이오드.
5. The method of claim 4,
Wherein the organic light emitting layer includes a light emitting material layer including a light emitting material, and the organic compound is used as a dopant of the light emitting material layer.
제 7항에 있어서,
상기 발광물질층은 호스트를 더욱 포함하는 유기발광다이오드.
8. The method of claim 7,
Wherein the light emitting material layer further comprises a host.
제 8항에 있어서,
상기 호스트의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOH)와 상기 도펀트의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOD)의 차이(|HOMOH-HOMOD|) 또는 상기 호스트의 최저준위비점유분자궤도 에너지 준위(LUMOH)와 상기 도펀트의 최저준위비점유분자궤도 에너지 준위(LUMOD)의 차이(|LUMOH-LUMOD|)는 0.5 eV 이하인 유기발광다이오드.
9. The method of claim 8,
(HOMO H -HOMO D |) between the highest level occupied molecular orbital energy level (HOMO H ) of the host and the highest level occupied molecular orbital energy level (HOMO D ) of the dopant or the lowest level non occupied molecular orbital Wherein the difference (LUMO H -LUMO D ) between the energy level (LUMO H ) and the lowest level non occupied molecular orbital energy level (LUMO D ) of the dopant is 0.5 eV or less.
제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물의 단일항 에너지 준위(S1)와 삼중항 에너지 준위(T1)의 차이(ΔEST)는 0.3 eV 이하인 유기발광다이오드.
5. The method of claim 4,
Wherein the difference (DELTA E ST ) between the singlet energy level (S 1 ) and the triplet energy level (T 1 ) of the organic compound is 0.3 eV or less.
기판;
상기 기판 상에 위치하며 제 4항 내지 제 10항 중 어느 하나의 항에 기재된 유기발광다이오드; 및
상기 기판 상에 위치하며 상기 유기발광다이오드의 제 1 전극과 연결되는 구동 소자
를 포함하는 유기발광장치.
Board;
An organic light emitting diode according to any one of claims 4 to 10, which is disposed on the substrate; And
And a driving unit connected to the first electrode of the organic light emitting diode,
And an organic light emitting device.
제 11항에 있어서,
상기 유기발광장치는 유기발광다이오드 표시장치를 포함하는 유기발광장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the organic light emitting device includes an organic light emitting diode display.
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