KR20190068103A - Organic compounds having enhanced thermal resistance, organic light emitting diode and orgnic light emitting device having the compounds - Google Patents

Organic compounds having enhanced thermal resistance, organic light emitting diode and orgnic light emitting device having the compounds Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an organic compound comprising carbazole moieties having p-type properties and dibenzofurane or dibenzothiophene derivatives having n-type properties which are connected to carbazole moieties and are substituted by other dibenzofuran or dibenzothiophene moieties. Since the organic compound of the present invention comprises a plurality of condensed heteroaromatic rings, it not only has excellent heat resistance, but also has a relatively high energy level. An organic light emitting diode and an organic light emitting device having improved luminous efficiency and a device lifespan can be manufactured by applying the organic compound of the present invention.

Description

내열 특성이 우수한 유기 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치{ORGANIC COMPOUNDS HAVING ENHANCED THERMAL RESISTANCE, ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND ORGNIC LIGHT EMITTING DEVICE HAVING THE COMPOUNDS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an organic compound having excellent heat resistance, an organic light emitting diode including the organic compound, and an organic light emitting device using the organic compound. [0002]

본 발명은 유기 화합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 내열 특성 및 발광 특성을 가지는 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic compound, and more particularly, to an organic compound having excellent heat resistance and luminescence properties, an organic light emitting diode including the same, and an organic light emitting device.

현재 널리 사용되고 있는 평면표시소자 중 하나로서 유기발광다이오드는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)를 빠르게 대체하는 표시 소자로서 주목을 받고 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. 또한 유기발광다이오드 표시장치는 플라스틱과 같은 플렉서블(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있어서 플렉서블 또는 폴더블(foldable) 표시장치를 구현하기 용이하다. 뿐만 아니라, 유기발광다이오드 표시장치는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 색 순도가 우수하여, 액정표시장치에 비하여 큰 장점을 가지고 있다. BACKGROUND ART [0002] Organic light emitting diodes (OLEDs) as one of widely used flat display devices are now attracting attention as display devices that quickly replace liquid crystal display devices. 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. In addition, the organic light emitting diode display device can form a device on a flexible transparent substrate such as a plastic, so that it is easy to realize a flexible or foldable display device. 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.

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 엑시톤(여기자, exciton)을 형성하여 불안정한 여기 상태(excited state)로 되었다가, 안정한 바닥 상태(ground state)로 돌아오며 빛을 방출한다. 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 are combined in the light emitting material layer to form an exciton (exciton) to become an unstable excited state, and a stable ground state ground state and emits light.

유기발광다이오드의 실질적인 효율 특성은 최종적으로 외부에 방출되는 빛의 양을 측정한 외부양자효율에 의해 결정된다. 외부 양자 효율은 내부양자효율(internal quantum efficiency; IQE), 전하 균형 인자, 방사양자효율 및 광-추출 효율(out-coupling efficiency) 등의 인자에 의해 측정될 수 있다. The practical efficiency characteristic of the organic light emitting diode is determined by the external quantum efficiency which finally measures the amount of light emitted to the outside. External quantum efficiency can be measured by factors such as internal quantum efficiency (IQE), charge balancing factor, emission quantum efficiency, and out-coupling efficiency.

정공과 전자가 만나 엑시톤을 형성할 때, 스핀의 배열에 따라 짝스핀(paired spin) 형태인 단일항 엑시톤(singlet exciton)과 홀스핀(unpaired spin) 형태인 삼중항 엑시톤(triplet exciton)이 1:3의 비율로 생성된다. 일반적인 형광 물질에서는 단일항 엑시톤만이 발광에 참여하고 나머지 75%의 삼중항 엑시톤은 발광에 참여하지 못하기 때문에, 일반적인 형광 재료는 삼중항 엑시톤을 발광할 수 없으므로, 내부 양자효율은 0.25에 불과하다. 따라서 전하 균형 인자, 방사양자효율 및 광-추출 효율 등의 인자를 모두 조합하면, 형광 재료를 이용한 유기발광다이오드의 최대 발광 효율은 5 내지 7.5%에 불과하다. When a hole and an electron meet to form an exciton, a singlet exciton in a paired spin form and a triplet exciton in an unpaired spin form are formed at a ratio of 1: 3 < / RTI > Since a general fluorescent material can not emit a triplet exciton because only a single exciton participates in light emission and the remaining 75% of triplet excitons can not participate in light emission, the internal quantum efficiency is only 0.25 . Therefore, when the factors such as the charge balance factor, the spin quantum efficiency, and the light extraction efficiency are all combined, the maximum luminous efficiency of the organic light emitting diode using the fluorescent material is only 5 to 7.5%.

형광 재료가 가지는 한계점을 극복하기 위하여 인광 재료가 개발되었는데, 인광 재료로서 중금속 착화합물이 일반적으로 사용되고 있다. 인광 재료의 경우 단일항 엑시톤이 계간 전이(Intersystem crossing, ISC)를 통해 대부분 삼중항 상태로 전이되고, 삼중항 상태의 에너지는 중금속에 의한 강한 스핀-궤도 커플링(spin-orbit coupling)에 의하여 바닥 상태로 전이될 수 있다. 이처럼, 인광 재료는 단일항 에너지와 삼중항 에너지를 모두 빛으로 전환시키는 발광 메커니즘을 가지고 있다. 따라서 인광 재료는 최대 20 내지 30%의 외부양자효율을 구현할 수 있다. A phosphorescent material has been developed to overcome the limitations of fluorescent materials, and heavy metal complexes are generally used as phosphorescent materials. In the case of the phosphorescent material, the singlet-state exciton transitions to the triplet state mostly through intersystem crossing (ISC), and the energy of the triplet state is transferred to the bottom by the strong spin- orbit coupling by heavy metal Lt; / RTI > As such, the phosphorescent material has a luminescent mechanism that converts both singlet energy and triplet energy into light. Therefore, the phosphorescent material can realize an external quantum efficiency of up to 20 to 30%.

그런데 종래 인광 재료로 사용되는 금속 착화합물은 수명이 매우 짧아 상용화에 한계가 있다. 특히, 청색 인광 재료의 경우 색 순도가 낮기 때문에, 청색 인광 재료를 고화질 디스플레이에 적용하는데 한계로 작용하였다. 더욱이, 인광 도펀트의 삼중항 에너지가 호스트로 전이(back energy transfer)되는 것을 방지하기 위하여, 인광 호스트의 삼중항 에너지는 인광 도펀트의 삼중항 에너지보다 높아야 한다. 하지만, 유기 방향족 화합물은 공액화(conjugation)가 늘어나거나 고리가 접합(fused ring)되면서 삼중항 에너지가 급격히 낮아지기 때문에, 인광 호스트로 사용될 수 있는 유기 재료는 극히 제한되어 있다. However, the metal complex used as a conventional phosphorescent material has a very short life span and thus has limitations in commercialization. Particularly, since the blue phosphorescent material has a low color purity, it has a limitation in applying the blue phosphorescent material to a high-quality display. Furthermore, in order to prevent the triplet energy of the phosphorescent dopant from transferring back energy to the host, the triplet energy of the phosphorescent host must be higher than the triplet energy of the phosphorescent dopant. However, the organic materials that can be used as a phosphorescent host are extremely limited, because the organic aromatics are greatly reduced in triplet energy as conjugation is increased or the rings are fused rings.

뿐만 아니라, 종래 인광 호스트들은 높은 삼중항 에너지를 가지기 위하여 밴드갭이 3.5 내지 4.5 eV 이상으로 지나치게 높게 설계된다. 밴드갭이 지나치게 넓은 호스트를 사용할 경우, 전하의 주입 및 수송이 원활하지 않기 때문에, 높은 구동 전압이 요구되며 이에 따라 소자의 수명 특성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 우수한 발광 효율을 가지면서도 수명 특성이 개선된 발광 재료를 이용한 발광다이오드 및 발광장치를 개발할 필요가 있다.In addition, conventional phosphorescent hosts are designed to have an excessively high bandgap of 3.5 to 4.5 eV or higher in order to have high triplet energy. When a host having an excessively wide band gap is used, charge injection and transportation are not smooth, and therefore a high driving voltage is required, which may adversely affect lifetime characteristics of the device. Therefore, there is a need to develop a light emitting diode and a light emitting device using a light emitting material having excellent luminescence efficiency and improved lifetime characteristics.

본 발명의 목적은 발광 메커니즘에서 비-발광 소멸을 방지할 수 있는 유기 화합물을 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an organic compound capable of preventing non-luminescence disappearance in a luminescent mechanism.

본 발명의 다른 목적은 발광 효율이 양호하고 향상된 수명 특성을 가지는 유기발광다이오드 및 유기발광장치를 제공하고자 하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an organic light emitting diode and an organic light emitting device having good light emitting efficiency and improved lifetime characteristics.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 p-타입 특성을 가지는 카바졸 모이어티와, n-타입 특성을 가지며, 다른 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티로 치환되어 있으며, 카바졸 모이어티와 연결되는 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 포함하는 유기 화합물을 제공한다. According to one aspect of the present invention, the present invention provides carbazole moiety having a p-type characteristic, carbazole moiety having an n-type characteristic and substituted with another dibenzofuran / dibenzothiophene moiety, And a dibenzofuran / dibenzothiophene moiety connected to the dibenzofuran / dibenzothiophene moiety.

일례로, 상기 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. For example, the organic compound may be represented by the following formula (1).

화학식 1Formula 1

Figure pat00001
Figure pat00001

(화학식 1에서, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 실릴기, C1~C20 알킬기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알킬아민기, C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 알킬아릴기, C4~C30 헤테로 알킬아릴기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기, C4~C30 헤테로 아릴아민기, 또는 인접한 기와 서로 합쳐져서 치환되지 않거나 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기로 치환된 축합 고리를 형성함; X와 Y는 각각 독립적으로 산소(O) 또는 황(S)임)Wherein R 1 to R 15 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, silyl groups, C 1 to C 20 alkyl groups, C 1 to C 20 alkoxy groups, C 1 to C 20 alkylamine groups, C 5 ~ C 30 Homo aryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo alkylaryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl-alkyl aryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine group, a C 4 ~ C 30 heteroaryl amine group, or adjacent groups unsubstituted or combined substituted each other C 5 ~ C 30-homo-aryl group or a C 4 ~ C 30 heteroaryl group X and Y are each independently oxygen (O) or sulfur (S)

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

일례로, 상기 유기 화합물은 발광물질층의 호스트로 사용될 수 있다. In one example, the organic compound may be used as a host of the light emitting material layer.

본 발명의 유기 화합물은 p-타입 특성을 가지는 카바졸 모이어티와, n-타입 특성을 가지는 하나 이상의 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜 모이어티를 가지고 있기 때문에 양쪽성(bipolar) 특성을 가지고 있으며, 내열성이 우수하다. The organic compound of the present invention has bipolar characteristics because it has a carbazole moiety having p-type characteristics and at least one dibenzofuran or dibenzothiophene moiety having n-type characteristics, Excellent heat resistance.

본 발명에 따른 유기 화합물은 지연 형광 물질과 비교해서 상대적으로 넓은 밴드갭을 가지고 있으며, 삼중항 에너지 준위는 지연 형광 물질의 삼중항 에너지보다 높다. 따라서 본 발명에 따른 유기 화합물을 발광물질층의 호스트로 사용하면, 호스트 엑시톤 에너지가 도펀트로 효율적으로 전달되고, 호스트 또는 도펀트의 삼중항/단일항 엑시톤과 주변의 정공(또는 전자)-폴라론의 상호작용에 의한 엑시톤 소광이 최소화된다. 이에 따라 전기-산화 및 광-산화에 의하여 발광다이오드 소자의 수명이 저하되는 방지할 수 있으므로, 장수명의 발광 소자를 구현할 수 있다. The organic compound according to the present invention has a relatively wide band gap as compared with the retarded fluorescent material, and the triplet energy level is higher than the triplet energy of the retarded fluorescent material. Therefore, when the organic compound according to the present invention is used as a host of the light emitting material layer, the host exciton energy is efficiently transferred to the dopant, and the triplet / single-term exciton of the host or dopant and the hole (or electron) Exciton quenching by interaction is minimized. Accordingly, the lifetime of the light emitting diode device can be prevented from being lowered by electro-oxidation and photo-oxidation, so that a long-life light emitting device can be realized.

아울러, 본 발명의 유기 화합물이 발광 과정에서 에너지를 손실하지 않으면서 도펀트로 에너지를 효율적으로 전달할 수 있으므로, 높은 발광 효율을 달성할 수 있다. In addition, since the organic compound of the present invention can efficiently transfer energy to the dopant without losing energy in the light emission process, high luminous efficiency can be achieved.

따라서 본 발명의 유기 화합물을 유기발광다이오드를 구성하는 유기발광층의 호스트로 사용하고 지연 형광 특성을 보이는 화합물을 도펀트로 사용하여, 발광 효율 및 소자 수명 특성이 개선된 유기발광다이오드와, 유기발광장치를 제조할 수 있다. Accordingly, an organic light emitting diode having improved luminescence efficiency and device lifetime characteristics by using the organic compound of the present invention as a host of an organic light emitting layer constituting an organic light emitting diode and using a compound exhibiting delayed fluorescence characteristics as a dopant, Can be manufactured.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 화합물과 함께 사용되는 지연 형광 화합물의 발광 메커니즘을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 지연 형광 도펀트와 본 발명의 유기 화합물을 호스트로 사용한 발광물질층에서 일어나는 발광 기전과 관련하여 호스트와 도펀트 사이의 에너지 준위의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. 일례로, 본 발명에 따른 유기 화합물이 발광물질층에 사용된 경우를 예시하고 있다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도로서, 전하차단층을 가지는 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. 일례로, 본 발명에 따른 유기 화합물이 발광물질층에 사용된 경우를 예시하고 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 가지는 발광 장치의 일례로서 유기발광다이오드 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram for explaining a luminescent mechanism of a retarded fluorescent compound used together with an organic compound according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig.
2 is a schematic diagram for explaining a relationship between energy levels between a host and a dopant in relation to a light emitting mechanism occurring in a light emitting material layer using a retardation light dopant and an organic compound of the present invention as a host according to an exemplary embodiment of the present invention .
3 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 an exemplary embodiment of the present invention. For example, the organic compound according to the present invention is used in a layer of a light emitting 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, and is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode having a charge blocking layer. For example, the organic compound according to the present invention is used in a layer of a light emitting material.
5 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode display device as an example of a 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 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings where necessary.

[유기 화합물][Organic compounds]

유기발광다이오드에 사용되는 유기 화합물은 우수한 발광 특성을 가지며, 소자의 구동에 의해서도 안정적인 특성을 유지할 필요가 있다. 본 발명에 따른 유기 화합물은 이러한 특성을 가지고 있는데, 본 발명에 따른 유기 화합물은 본 발명에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. The organic compound used in the organic light-emitting diode has excellent luminescence characteristics and it is necessary to maintain stable characteristics by driving the device. The organic compound according to the present invention has such a characteristic. In the organic compound according to the present invention, 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 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 실릴기, C1~C20 알킬기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알킬아민기, C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 알킬아릴기, C4~C30 헤테로 알킬아릴기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기, C4~C30 헤테로 아릴아민기, 또는 인접한 기와 서로 합쳐져서 치환되지 않거나 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기로 치환된 축합 고리를 형성함; X와 Y는 각각 독립적으로 산소(O) 또는 황(S)임)Wherein R 1 to R 15 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, silyl groups, C 1 to C 20 alkyl groups, C 1 to C 20 alkoxy groups, C 1 to C 20 alkylamine groups, C 5 ~ C 30 Homo aryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo alkylaryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl-alkyl aryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine group, a C 4 ~ C 30 heteroaryl amine group, or adjacent groups unsubstituted or combined substituted each other C 5 ~ C 30-homo-aryl group or a C 4 ~ C 30 heteroaryl group X and Y are each independently oxygen (O) or sulfur (S)

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 할로겐으로 치환된 C1~C20 알킬기, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C1~C20 알콕시기, 할로겐, 시아노기, -CF3, 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 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 화학식 1에서 R1 내지 R15가 알킬기로 치환된 경우, 알킬기는 직쇄 또는 측쇄의 C1~C20, 바람직하게는 C1~C10 알킬기일 수 있다.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 halogen, a C 1 -C 20 alkoxy group which is unsubstituted or substituted by halogen, halogen, cyano group, -CF 3, a hydroxy 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 a C 1 to C 20 alkylsilyl group, a C 1 to C 20 alkoxysilyl group, a C 3 to C 30 cycloalkylsilyl group, a C 5 to C 30 arylsilyl group, a C 4 to C 30 silyl group, A C 5 -C 30 aryl group, a C 4 -C 30 heteroaryl group, and the like, but the present invention is not limited thereto. For example, when R 1 to R 15 in the general formula (1) are substituted with an alkyl group, the alkyl group may be a linear or branched C 1 to C 20 , preferably C 1 to C 10 alkyl group.

본 명세서에서 '헤테로 방향족 고리', '헤테로 사이클로알킬렌기', '헤테로 아릴렌기', '헤테로 아릴알킬렌기', '헤테로 아릴옥실렌기', '헤테로 사이클로알킬기', '헤테로 아릴기', '헤테로 아릴알킬기', '헤테로 아릴옥실기', '헤테로 아릴 아민기' 등에서 사용된 용어 '헤테로'는 이들 방향족(aromatic) 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.The terms "heteroaromatic ring", "heterocycloalkylene group", "heteroarylene group", "heteroarylalkylene group", "heteroaryloxylene group", "heterocycloalkyl group", "heteroaryl group", " The term "hetero" as used in heteroarylalkyl group, heteroaryloxyl group and heteroarylamine group means that at least one of the carbon atoms constituting these aromatic or alicyclic rings, Means that one to five carbon atoms are replaced by one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S, and combinations thereof.

화학식 1에 표시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 화합물은 카바졸 모이어티(R1 내지 R8로 치환되는 모이어티)와, 적어도 2개의 디벤조퓨란(dibenzofuran) 또는 디벤조티오펜(dibenzothiophene) 모이어티(X와 Y를 가지는 모이어티)를 가지고 있다. 이하, 본 명세서에서 설명의 편의를 위하여, 카바졸 모이어티와 직접 연결되는 중앙의 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 제 1 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티라고 지칭하고, 제 1 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티와 연결되는 측면의 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 제 2 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티로 지칭한다. As shown in formula (I), the organic compound according to the present invention can be prepared by reacting a carbazole moiety (a moiety substituted with R 1 to R 8 ) with at least two dibenzofuran or dibenzothiophene moieties Tee (a moiety with X and Y). Hereinafter, for convenience of description herein, the central dibenzofuran / dibenzothiophene moiety directly connected to the carbazole moiety is referred to as the first dibenzofuran / dibenzothiophene moiety, and the first The side dibenzofuran / dibenzothiophene moiety connected to the dibenzofuran / dibenzothiophene moiety is referred to as the second dibenzofuran / dibenzothiophene moiety.

이때, 카바졸 모이어티는 정공과의 결합 능력이 우수하기 때문에 p-타입 특성을 가지며, 제 1 및 제 2 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티는 전자와의 결합 능력이 상대적으로 우수하기 때문에 n-타입 특성을 가진다. 따라서 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 양쪽성(bi-polar) 특성을 가질 수 있다. At this time, since the carbazole moiety has a p-type property because of its excellent ability to bond with holes, and the first and second dibenzofuran / dibenzothiophene moieties have relatively good bonding ability with electrons type characteristics. Therefore, the organic compound represented by Formula 1 may have bi-polar properties.

하나의 예시적인 실시형태에서, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소 또는 삼중수소일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 C1~C20, 바람직하게는 C1~C20 직쇄 또는 측쇄의 알킬기 또는 C1~C20, 바람직하게는 C1~C20 알콕시기일 수 있다. In one exemplary embodiment, R 1 to R 15 each independently may be hydrogen, deuterium, or tritium. In another exemplary embodiment, R 1 to R 15 are each independently a C 1 to C 20 , preferably C 1 to C 20 straight or branched chain alkyl group or C 1 to C 20 , preferably C 1 to C 20 Alkoxy group.

또 다른 예시적인 실시형태에서, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 방향족 치환기일 수 있다. 일례로, R1 내지 R15가 C5~C30 호모 아릴기인 경우, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 펜탄레닐기, 인데닐기, 인데노인데닐기, 헵탈레닐기, 바이페닐레닐기, 인다세닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 벤조페난트레닐기, 디벤조페난트레닐기, 아줄레닐기, 파이레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 크라이세닐기, 테트라페닐기, 테트라세닐기, 플레이다에닐기, 파이세닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데노플루오레닐기 또는 스파이로 플루오레닐기와 같은 축합되지 않거나 축합된(fused) 아릴기일 수 있다. In another exemplary embodiment, R 1 to R 15 each independently may be an aromatic substituent. For example, when R 1 to R 15 are C 5 to C 30 homoaryl groups, R 1 to R 15 each independently represent a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a pentanenyl group, A benzenesulfonyl group, a benzenesulfonyl group, an azulenyl group, a pyrenyl group, a fluoranethenyl group, a benzenesulfonyl group, a benzenesulfonyl group, a benzenesulfonyl group, Condensation such as a triphenylene group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, a triphenyl group, Or may be a fused aryl group.

선택적인 실시형태에서, R1 내지 R15가 C4~C30 헤테로 아릴기인 경우, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 피롤릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 인다졸일기, 인돌리지닐기, 피롤리지닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 인데노카바졸일기, 벤조퓨로카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴노졸리닐기, 퀴놀리지닐기, 퓨리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페리미디닐기, 페난트리디닐기, 프테리디닐기, 신놀리닐기, 나프타리디닐기, 퓨라닐기, 파이라닐기, 옥사지닐기, 옥사졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아졸일기, 디옥시닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 티오파이라닐기, 잔테닐기, 크로메닐기, 이소크로메닐기, 티오아지닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 디퓨로피라지닐기, 벤조퓨로디벤조퓨라닐기, 벤조티에노벤조티오페닐기, 벤조티에노디벤조티오페닐기, 벤조티에노벤조퓨라닐기, 벤조티에노디벤조퓨라닐기 또는 N-치환된 스파이로 플루오레닐기와 같은 축합되지 않거나 축합된 헤테로 아릴기일 수 있다.In an alternative embodiment, when R 1 to R 15 are C 4 to C 30 heteroaryl groups, R 1 to R 15 each independently represent a pyrrolyl group, a pyridinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a pyridazinyl group A thiazolyl group, a tetrazinyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an indolyl group, an isoindolyl group, an indazolyl group, an indolizinyl group, a pyrrolidinyl group, a carbazolyl group, a benzocarbazolyl group, A thiazolyl group, an indolocarbazolyl group, an indenocarbazolyl group, a benzofurocarbazolyl group, a benzothienocarbazolyl group, a quinolinyl group, an isoquinolinyl group, a phthalazinyl group, a quinoxalinyl group, , A quinazolinyl group, a quinolizinyl group, a quinolizinyl group, a purinyl group, a phthalazinyl group, a quinoxalinyl group, a benzoquinolinyl group, a benzoisoquinolinyl group, a benzoquinazolinyl group, a benzoquinoxalinyl group, , Phenanthrolinyl group, perimidinyl group, phenanthridinyl group, phthalidinyl group, cinol A thiazolyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, a thiopyranyl group, A thiophene group, a benzothiophenyl group, a dibenzothiophenyl group, a difluoropyrazinyl group, a benzofurodibenzofuranyl group, A non-condensed or condensed heteroaryl group such as a benzothiophenyl group, a benzothienobenzofuranyl group, a benzothienodibenzofuranyl group, or an N-substituted spirobifluorenyl group.

하나의 예시적인 실시형태에서, R1 내지 R15가 호모 아릴기 또는 헤테로 아릴기인 경우, 바람직하게는 이들 호모 아릴기 또는 헤테로 아릴기는 1개 내지 3개의 방향족 고리로 이루어질 수 있다. R1 내지 R15를 구성하는 방향족 고리의 개수가 많아지면, 전체 유기 화합물에서 공액화(conjugated) 구조가 지나치게 길어져서, 유기 화합물의 밴드갭이 지나치게 줄어들 수 있다. 일례로, R1 내지 R15가 방향족 치환기인 경우, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 페닐기, 바이페닐기, 피롤릴기, 트리아지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퓨라닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기 또는 카바졸일기일 수 있다. In one exemplary embodiment, when R 1 to R 15 are a homoaryl group or a heteroaryl group, preferably these homoaryl or heteroaryl groups may be composed of one to three aromatic rings. When the number of the aromatic rings constituting R 1 to R 15 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. For example, when R 1 to R 15 are aromatic substituents, R 1 to R 15 each independently represent a phenyl group, a biphenyl group, a pyrrolyl group, a triazinyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a pyridinyl group, , A pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a furanyl group, a benzofuranyl group, a dibenzofuranyl group, a thiophenyl group, a benzothiophenyl group, a dibenzothiophenyl group or a carbazolyl group.

다른 선택적인 실시형태에서, R1 내지 R15는 인접한 기와 서로 합쳐져서 치환되지 않거나 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기로 치환된 축합 고리를 형성할 수 있다. R1 내지 R15가 인접한 기와 합쳐져서 축합 고리를 형성할 때, 축합 고리에 치환될 수 있는 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기는 1개 내지 2개의 방향족 고리로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 발광층에 사용하기에 적합한 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 따라서, R1 내지 R15가 인접한 기와 합쳐져서 축합 고리를 형성할 때, 새로 생성된 축합 고리에 치환될 수 있는 방향족 치환기는 페닐기, 바이페닐기, 피롤릴기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퓨라닐기 또는 티오페닐기이고, 바람직하게는 페닐기일 수 있다. In another alternative embodiment, R 1 to R 15 may combine with adjacent groups to form a condensed ring which is unsubstituted or substituted with a C 5 -C 30 homoaryl group or a C 4 -C 30 heteroaryl group. When R 1 to R 15 combine with adjacent groups to form a condensed ring, the C 5 to C 30 homoaryl group or C 4 to C 30 heteroaryl group which may be substituted in the condensed ring is one or two aromatic rings Lt; / RTI > In this case, the organic compound represented by the general formula (1) may have a band gap energy suitable for use in the light emitting layer. Thus, when R 1 to R 15 combine with adjacent groups to form a condensed ring, the aromatic substituent which may be substituted in the newly formed condensed ring is preferably a phenyl group, a biphenyl group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, , A pyridinyl group, a pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a furanyl group or a thiophenyl group, preferably a phenyl group.

전술한 바와 같이, R1 내지 R15는 인접한 기와 합쳐져서 치환되지 않거나 방향족 고리로 치환된 축합 고리를 형성할 수 있다. 일례로, 카바졸 모이어티를 구성하는 R1 내지 R8이 각각 독립적으로 인접한 기와 서로 합쳐져서 축합 고리를 형성하는 경우, 카바졸 모이어티는 각각 치환되지 않거나, C1~C20 직쇄 또는 측쇄 알킬기, 바람직하게는 C1~C10 직쇄 또는 측쇄 알킬기, C5~C30 호모 아릴기, 바람직하게는 C5~C20 호모 아릴기(예를 들어 페닐기 및/또는 나프틸기), C4~C30 헤테로 아릴기, 바람직하게는 C4~C20 헤테로 아릴기(예를 들어 피리딜기, 피리미딜기 및/또는 카바졸일기) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되어 있는 벤조카바졸(benzocarbazole) 모이어티, 디벤조카바졸(dibenzocarbazole) 모이어티, 벤조퓨로카바졸(benzofurocarbazole) 모이어티, 벤조티에노카바졸(benzothienocarbazole) 모이어티, 인데노카바졸(indenocarbazole) 모이어티, 인돌로카바졸(indolocarbazole) 모이어티 등을 형성할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. As described above, R 1 to R 15 may combine with adjacent groups to form a condensed ring which is unsubstituted or substituted with an aromatic ring. For example, when R 1 to R 8 constituting the carbazole moiety are each independently joined to adjacent groups to form a condensed ring, the carbazole moiety is not each substituted or a C 1 to C 20 linear or branched alkyl group, Preferably a C 1 to C 10 linear or branched alkyl group, a C 5 to C 30 homoaryl group, preferably a C 5 to C 20 homoaryl group (for example, a phenyl group and / or a naphthyl group), a C 4 to C 30 heteroaryl Substituted with at least one functional group selected from the group consisting of a C 4 -C 20 heteroaryl group (for example, a pyridyl group, a pyrimidyl group and / or a carbazolyl group), and combinations thereof, A benzocarbazole moiety, a benzocarbazole moiety, a dibenzocarbazole moiety, a benzofurocarbazole moiety, a benzothienocarbazole moiety, an indenocarbazole moiety, Indolocarbazole (i ndolocarbazole moiety, and the like, but the present invention is not limited thereto.

한편, 제 2 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 구성하는 R9 내지 R15가 인접한 기와 서로 합쳐져서 축합 고리를 형성하는 경우, 제 2 디벤조퓨란/ 디벤조티오펜 모이어티는 각각 치환되지 않거나, C1~C20 직쇄 또는 측쇄 알킬기, 바람직하게는 C1~C10 직쇄 또는 측쇄 알킬기, C5~C30 호모 아릴기, 바람직하게는 C5~C20 호모 아릴기(예를 들어 페닐기 및/또는 나프틸기), C4~C30 헤테로 아릴기, 바람직하게는 C4~C20 헤테로 아릴기(예를 들어 피리딜기, 피리미딜기 및/또는 카바졸일기) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되어 있는 피리도디벤조퓨란(pyridodibenzofuran) 모이어티, 피리도디벤조티오펜(pyridodibenzothiophene) 모이어티, 인데노디벤조퓨란(indenodibenzofuran) 모이어티, 인데노디벤조티오펜(indenodibenzothiophene) 모이어티, 인돌로디벤조퓨란(indolodibenzofuran) 모이어티 및/또는 인돌로디벤조티오펜(indolodibenzothiophene) 모이어티 등을 형성할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. On the other hand, when R 9 to R 15 constituting the second dibenzofuran / dibenzothiophene moiety are combined with adjacent groups to form a condensed ring, the second dibenzofuran / dibenzothiophene moiety is substituted Or a C 1 to C 20 linear or branched alkyl group, preferably a C 1 to C 10 straight or branched chain alkyl group, a C 5 to C 30 homoaryl group, preferably a C 5 to C 20 homoaryl group And / or a naphthyl group), a C 4 -C 30 heteroaryl group, preferably a C 4 -C 20 heteroaryl group (for example, a pyridyl group, a pyrimidyl group and / or a carbazolyl group) A pyridodibenzofuran moiety substituted with at least one functional group selected from the group consisting of pyridodibenzothiophene moiety, indenodibenzofuran moiety, indenodibenzofuran moiety, Indenodibenzothiophene Tea, Lodi indole-benzofuran (indolodibenzofuran) moiety, and / or indole-Lodi benzothiophene can form a (indolodibenzothiophene) moieties such as, but not the present invention is not limited to this.

화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 p-타입 특성을 가지는 카바졸 모이어티와, n-타입 특성을 가지는 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜 모이어티를 가지고 있기 때문에, 정공 및 전자에 대한 친화성이 우수하다. 따라서 화학식 1로 표시되는 유기 화합물을 발광다이오드의 발광층에 적용하면, 정공과 전자가 엑시톤을 형성하는 재결합 영역(recombination zone)이 발광물질층(EML)-전자수송층(ETL)/정공차단층(HBL)의 계면이 아니라, 발광물질층(EML)의 중앙 영역에 형성된다. The organic compound represented by the formula (1) has a carbazole moiety having a p-type characteristic and a dibenzofuran or dibenzothiophene moiety having an n-type characteristic, and thus has an excellent affinity for holes and electrons Do. Therefore, when the organic compound represented by the general formula (1) is applied to the light emitting layer of the light emitting diode, a recombination zone in which holes and electrons form an exciton forms a light emitting material layer (EML) - an electron transporting layer (ETL) ), But in the central region of the light emitting material layer (EML).

화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 중앙의 5원자 고리의 양 측으로 6원자 고리가 각각 연결된 카바졸 모이어티와, 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 포함하고 있다. 이들 카바졸 모이어티, 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티는 견고한 화학 구조를 가지고 있어서 내열 특성이 우수하다. 따라서, 유기발광 소자가 구동할 때 발생하는 Joule 열에 의해서 화학식 1로 표시되는 유기 화합물이 열화되지 않는다. 따라서 발광 소자에 적용하여 우수한 발광 효율을 구현할 수 있으며, 소자의 파괴를 방지하여 소자 수명을 개선할 수 있다. The organic compound represented by the formula (1) includes a carbazole moiety and a dibenzofuran / dibenzothiophene moiety, each of which has a six-membered ring connected to both sides of a central five-membered ring. These carbazole moieties, dibenzofuran / dibenzothiophene moieties have a strong chemical structure and are excellent in heat resistance. Therefore, the organic compound represented by Chemical Formula 1 is not deteriorated by Joule heat generated when the organic light emitting element is driven. Therefore, it can be applied to a light emitting device to realize excellent light emitting efficiency, and device breakdown can be prevented, thereby improving the device life.

특히, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 5원자 고리의 양측에 각각 6원자 고리가 축합 연결된 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 각각 가지고 있다. 이에 따라, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 HOMO 에너지 준위와 LUMO 에너지 준위가 발광층의 소재, 예를 들어 발광층의 호스트로 사용되기에 적절할 수 있다. 특히, 뒤에서 살펴보는 바와 같이 지연형광 재료와 함께 사용하면, 발광 소자의 구동 전압을 낮추어 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 구동 전압 상승으로 인하여 구동 소자에 가해지는 스트레스가 감소하게 되어 발광 효율을 향상시키고, 소자의 수명을 증가시킬 수 있다. In particular, the organic compound represented by the formula (1) has dibenzofuran / dibenzothiophene moieties each having a six-membered ring condensed on both sides of a five-membered ring. Accordingly, the HOMO energy level and the LUMO energy level of the organic compound represented by the formula (1) may be suitable for use as the material of the light emitting layer, for example, as a host of the light emitting layer. Particularly, when used with a retardation fluorescent material as described later, the driving voltage of the light emitting element can be lowered to reduce power consumption. Accordingly, the stress applied to the driving device due to the increase in the driving voltage is reduced, thereby improving the luminous efficiency and increasing the lifetime of the device.

따라서 본 발명에 따른 유기 화합물은 유기발광다이오드를 구성하는 유기발광층의 호스트(host)로 사용될 수 있으며, 특히 이른바 지연 형광(delayed florescence) 화합물을 도펀트로 사용하는 발광물질층에 적용될 수 있는데, 이에 대해서 설명한다.  Therefore, the organic compound according to the present invention can be used as a host of an organic light emitting layer constituting an organic light emitting diode, and can be applied to a light emitting material layer using a so-called delayed florescence compound as a dopant. Explain.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 화합물과 함께 사용되는 지연 형광 화합물의 발광 메커니즘을 설명하기 위한 모식도이다. 지연 형광은 열-활성지연형광(thermally activated delayed fluorescence; TADF)과 전계-활성지연형광(field activated delayed fluorescence; FADF)로 구분될 수 있는데, 열 또는 전계에 의하여 삼중항 엑시톤이 활성화되어, 종래 형광 물질에서의 최대 발광 효율을 뛰어넘는 이른바 초-형광을 구현할 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram for explaining a luminescent mechanism of a retarded fluorescent compound used together with an organic compound according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. Delayed fluorescence can be classified 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 엑시톤이 활성화되어 삼중항 엑시톤도 발광에 관여한다. 일반적으로 지연 형광 화합물은 전자주개(electron donor) 모이어티와 전자받개(electron acceptor) 모이어티를 모두 가지고 있어서 분자내전하이동(intramolecular charge transfer, ICT) 상태가 가능하다. ICT 상태가 가능한 지연 형광 화합물을 도펀트로 이용하면, 지연 형광 화합물에서 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 엑시톤과 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 엑시톤이 중간 상태인 ICT 상태로 이동하고, 다시 바닥 상태(ground state, S0)로 전이된다(S1 →ICT←T1). 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 엑시톤과 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 엑시톤이 모두 발광에 참여하기 때문에 내부양자효율이 향상되고, 이에 따라 발광 효율이 향상된다. That is, the retarded fluorescent compound is activated by the heat or electric field generated when the device is driven, so that the triplet exciton is also involved in the emission of the triplet exciton. Generally, a retarded fluorescent compound has both an electron donor moiety and an electron acceptor moiety so that an intramolecular charge transfer (ICT) state is possible. When a retarded fluorescent compound capable of ICT state is used as a dopant, an exciton having a singleton energy level (S 1 ) and an exciton having a triplet energy level (T 1 ) in a retarded fluorescent compound migrate to an intermediate ICT state, (S 1 → ICT ← T 1 ) to the ground state (S 0 ). Since both the exciton having the singlet energy level (S 1 ) and the exciton having the triplet energy level (T 1 ) participate in the light emission, the internal quantum efficiency is improved and thus the light emission efficiency is improved.

종래, 형광 재료는 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. Conventionally, since the fluorescent material has a highest occupied molecular orbital (HOMO) and a lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) distributed 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.

다시 말하면, 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 가능해지고, 단일항 에너지 준위(S1)의 엑시톤은 물론이고 삼중항 에너지 준위(T1)의 엑시톤이 모두 발광에 참여한다. 즉, 발광 소자가 구동되면, 열이나 전계에 의하여 25%의 단일항 에너지 준위(S1)를 가지는 엑시톤과 75%의 삼중항 에너지 준위(T1)를 가지는 엑시톤이 중간 상태(ICT)로 전이되고, 다시 바닥 상태(S0)로 떨어지면서 발광이 일어나기 때문에, 내부양자효율은 이론적으로 100%가 된다. In other words, 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. The interaction between the HOMO and the LUMO state orbitals is reduced in the state where the dipole moment is polarized, and the transition from the triplet state to the intermediate state (ICT) becomes possible, and the exciton of the singlet energy level (S 1 ) Of course, all of the excitons of the triplet energy level (T 1 ) participate in luminescence. That is, when the light emitting device is driven, an exciton having a singlet energy level (S 1 ) of 25% and an exciton having a triplet energy level (T 1 ) of 75% are converted into an intermediate state (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 도펀트 및 호스트는 다음과 같은 특징을 가질 필요가 있다. 지연 형광 도펀트는 한 분자 내에 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티를 동시에 가지고 있어 ICT를 구현할 수 있어야 한다. 즉, ICT 착물은 특정 조건에서 전자주개 모이어티에서 하나의 전자가 전자받개 부분으로 이동하여 분자 내에서 전하의 분리가 일어난다. 또한, 삼중항 상태와 단일항 상태에서 모두 에너지 전이가 일어나기 위해서, 지연 형광을 구현할 수 있는 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. 이와 같이 ΔEST가 적은 화합물은 단일항 상태에서 삼중항 상태로 에너지가 전이되는 계간전이(Inter System Crossing; ICS)가 일어나면서 형광을 나타낼 뿐만 아니라, 상온 수준의 열에너지를 인가하면, 삼중항 상태에서 에너지가 보다 높은 단일항 상태로의 역 계간전이(Reverse Inter System Crossing, RISC)가 일어나고, 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. The dopant and the host for implementing the delayed fluorescence need to have the following characteristics. The retarded fluorescent dopant must have an electron donor moiety and an electron acceptor moiety at the same time in one molecule, so that ICT can be realized. 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. In order to cause energy transfer in both the triplet state and the singlet state, the dopant capable of realizing 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 way, compounds with low ΔE ST exhibit fluorescence not only when inter-system crossing (ICS) occurs in which energy is transferred from a singlet state to a triplet state, but when heat energy at a room temperature level is applied, Reverse Inter System Crossing (RISC) occurs in a single energy state with a higher energy, and a delayed fluorescence is exhibited as a single phase state transitions to a bottom state. 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.

한편, 지연 형광을 구현하기 위한 호스트는 도펀트에서의 삼중항 상태의 엑시톤이 소광(비-발광 소멸, quenching)되지 않고 발광에 관여할 수 있도록 유도할 수 있어야 한다. 도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 화합물을 호스트로서 지연 형광 도펀트와 함께 사용하는 경우, 호스트와 도펀트 사이의 에너지 준위의 관계를 설명하기 위한 모식도이다. On the other hand, the host for implementing the delayed fluorescence should be able to induce excitons in the triplet state in the dopant to be involved in light emission without being quenched (non-quenching). Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the relationship between energy levels between a host and a dopant when an organic compound according to an exemplary embodiment of the present invention is used as a host with a retardation fluorescent dopant. Fig.

도 2에 도시한 바와 같이, 지연 형광을 구현하기 위한 호스트는 도펀트와의 에너지 준위가 조절되어야 한다. 먼저, 호스트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 H)와, 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 H)은 각각 지연 형광 도펀트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)와 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 D)보다 높아야 한다. 호스트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 H)와 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 H)가 지연 형광 도펀트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)와 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 D)보다 충분히 높지 않은 경우에는, 지연 형광 도펀트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)의 엑시톤이 호스트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 H)로의 역-전하 이동이 발생하고, 삼중항 엑시톤이 발광할 수 없는 호스트에서 삼중항 엑시톤이 비-발광 소멸되기 때문에, 지연 형광 도펀트의 삼중항 상태 엑시톤이 발광에 기여하지 못하게 된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물의 단일항 에너지 준위(S1 H)는 2.8 eV 이상일 수 있으며, 삼중항 에너지 준위(T1 H)은 2.6 eV 이상일 수 있다. As shown in FIG. 2, the host for implementing the delayed fluorescence has to adjust the energy level with the dopant. First, the excited state triplet energy level (T 1 H ) of the host and the excited single-energy level (S 1 H ) of the excited state of the host are respectively the excited triplet energy level (T 1 D ) Should be higher than the energy level (S 1 D ). The excited state triplet energy level (T 1 H ) of the host and the excited single harmonic energy level (S 1 H ) of the host are coupled to the excited triplet energy level (T 1 D ) of the retarded fluorescent dopant and the excited single- 1 D ), the excitation state of the excited triplet energy level (T 1 D ) of the retarded fluorescent dopant causes a reverse-charge shift of the host to the excited triplet energy level (T 1 H ) of the host, The triplet exciton of the retarded fluorescent dopant does not contribute to the luminescence since the triplet exciton is non-luminescent disappearing in the host where the triplet exciton can not emit light. In one exemplary embodiment, the singlet energy level (S 1 H ) of the organic compound represented by formula ( 1 ) may be greater than or equal to 2.8 eV, and the triplet energy level (T 1 H ) may be greater than or equal to 2.6 eV.

또한, 호스트와 지연 형광 도펀트의 최고준위점유분자궤도(highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지 준위와 최저준위비점유분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital, LUMO) 에너지 준위를 적절하게 조정할 필요가 있다. 일례로, 호스트의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOH)와 지연 형광 도펀트의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOD)의 차이(|HOMOH-HOMOD|) 또는 호스트의 최저준위비점유분자궤도 에너지 준위(LUMOH)와 지연 형광 도펀트의 최저준위비점유분자궤도 에너지 준위(LUMOD)의 차이(|LUMOH-LUMOD|)는 0.5 eV 이하, 예를 들어, 0.1 내지 0.5 eV인 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 호스트에서 지연 형광 도펀트로의 전하 이동 효율이 향상되어, 최종적으로 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물의 최고준위점유분자궤도 에너지 준위(HOMOH)는 -5.8 eV 이하일 수 있다. In addition, it is necessary to appropriately adjust the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level of the host and the retardation fluorescent 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 retarded fluorescent dopant (| HOMO H -HOMO D | The difference (| LUMO H -LUMO D |) between the molecular orbital energy level (LUMO H ) and the lowest level non-occupied molecular orbital energy level (LUMO D ) of the retardation fluorescent dopant is 0.5 eV or less, for example, 0.1 to 0.5 eV May be preferred. As a result, the charge transfer efficiency from the host to the retarded fluorescent dopant is improved, and ultimately the luminous efficiency can be improved. For example, the highest level occupied molecular orbital energy level (HOMO H ) of the organic compound represented by the formula (1) may be -5.8 eV or less.

뿐만 아니라, 지연 형광 도펀트를 적용한 발광 소자의 충분한 수명을 확보하기 위해서는 도펀트의 단일항 또는 삼중항 엑시톤과, 주변의 정공-폴라론(hole-polaron)이 만나 상호작용하면서 야기되는 엑시톤 소광(exciton quenching)을 최소화하여 전기-산화(electro oxidation) 및/또는 광-산화(photo oxidation)를 억제할 필요가 있다. In addition, in order to ensure a sufficient lifetime of the light emitting device to which the retardation fluorescent dopant is applied, a single or triplet exciton of the dopant and an exciton quenching (exciton quenching) caused by the interaction of the peripheral hole- ) To minimize electro-oxidation and / or photo-oxidation.

종래 유기발광층에 적용된 호스트를 사용하는 경우, 각각의 전극에서 이동한 전자와 정공이 만나 엑시톤을 형성하는 재결합 영역(recombination zone)이 발광물질층(EML, 260, 도 4 참조)과, 전자수송층(ETL, 270, 도 4 참조) 또는 정공차단층(HBL, 265, 도 4 참조)의 계면에서 형성된다. When a host applied to the conventional organic light emitting layer is used, a recombination zone where electrons and holes migrate from the respective electrodes to form excitons is formed between the light emitting material layer (EML 260, see FIG. 4) and the electron transporting layer ETL 270, see FIG. 4) or a hole blocking layer (HBL 265, see FIG. 4).

전술한 바와 같이, 지연 형광 도펀트를 사용하면, 지연 형광 도펀트의 삼중항 엑시톤도 발광에 기여한다. 따라서, 엑시톤을 형성하는 재결합 영역이 발광물질층과, 전자수송층/정공차단층의 계면에서 형성되면, 지연 형광 도펀트의 삼중항 엑시톤과 정공-폴라론이 만나 상호작용할 가능성이 높아진다. 지연 형광 도펀트의 삼중항 엑시톤과 정공-폴라론의 상호 작용에 의하여, 지연 형광 도펀트의 삼중항 에너지가 발광 메커니즘에 기여하지 못하고 비-발광 소멸하게 된다. 비-발광 소멸이 증가하면 유기발광층에 적용된 소재에 스트레스가 가해지면서 손상(damage)이 야기되고, 이에 따라 소자 수명이 감소한다. As described above, when a retarding fluorescent dopant is used, the triplet exciton of the retarding fluorescent dopant also contributes to light emission. Therefore, when the recombination region forming the exciton is formed at the interface between the light emitting material layer and the electron transporting layer / hole blocking layer, the possibility of the triplet exciton and the hole-polarron of the retardation fluorescent dopant meeting and interacting with each other is increased. Due to the interaction of the triplet exciton and the hole-polaron of the retarded fluorescent dopant, the triplet energy of the retarded fluorescent dopant does not contribute to the luminescent mechanism and is non-luminescent. When the non-emission disappearance is increased, stress applied to the material applied to the organic light emitting layer causes damage, thereby reducing the lifetime of the device.

반면, 본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 p-타입 모이어티와 n-타입 모이어티를 모두 가지는 양쪽성(bipolar) 유기 화합물이다. 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 본 발명의 유기 화합물을 유기발광층의 호스트로 사용하면, 정공과 전자가 만나 엑시톤을 형성하는 재결합 영역이 발광물질층과 인접한 발광층과의 계면이 아니라, 발광물질층의 중앙에 형성된다. 결과적으로, 도펀트의 삼중항 엑시톤과, 정공-폴라론이 만나 상호작용할 가능성이 감소되고, 이들의 상호작용에 기인하여 삼중항 엑시톤이 비-발광 소멸되지 않는다. 따라서 발광 물질의 비-발광 소멸에 의하여 야기되는 발광 재료에 대한 손상이 방지되고, 발광 재료의 손상에 의한 소자 수명의 감소를 방지함으로써, 장수명의 발광 소자를 구현할 수 있다. On the other hand, according to the present invention, the organic compound represented by formula (1) is a bipolar organic compound having both a p-type moiety and an n-type moiety. According to an exemplary embodiment of the present invention, when the organic compound of the present invention is used as a host of an organic light emitting layer, a recombination region where holes and electrons meet to form an exciton is not an interface between the light emitting material layer and the adjacent light emitting layer, Lt; / RTI > layer. As a result, the probability of the triplet exciton of the dopant to meet and interact with the hole-polaron is reduced, and the triplet excitons are not non-luminescent annihilated due to their interaction. Therefore, the damage to the light emitting material caused by the non-emission disappearance of the light emitting material is prevented, and the lifetime of the device is prevented from being reduced due to the damage of the light emitting material.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 유기 화합물은 양쪽성 화합물이면서도, 여기 상태의 삼중항 에너지 준위(T1 H) 및 단일항 에너지 준위(S1 H)가 높기 때문에, 유기발광층의 호스트로 사용하기에 적합하다. 즉, 본 발명에 따른 유기 화합물을 유기발광층의 호스트로 사용하는 경우, 지연 형광 도펀트의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)의 엑시톤이 호스트의 삼중항 에너지 준위(T1 H)로의 역-전하 이동이 억제되고, 호스트에서 삼중항 엑시톤의 비-발광 소멸이 억제되면서, 지연 형광 도펀트의 삼중항 상태 엑시톤이 발광에 모두 기여하면서 발광 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, since the organic compound according to the present invention is an amphoteric compound, the triplet energy level (T 1 H ) and the singlet energy level (S 1 H ) of the excited state are high, Do. That is, when the organic compound according to the present invention is used as a host for the organic light emitting layer, the exciton of the excited triplet energy level (T 1 D ) of the retarded fluorescent dopant is inversely related to the triplet energy level (T 1 H ) The charge transfer is suppressed and the non-emission extinction of the triplet exciton is suppressed in the host, so that the triplet state exciton of the retardation fluorescent dopant can contribute to the light emission and improve the light emission efficiency.

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

화학식 2aFormula 2a

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화학식 2b2b

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(화학식 2a 및 2b에서, R1 내지 R15, X, Y는 각각 화학식 1에서 정의된 것과 동일함)(In the formulas (2a) and (2b), R 1 to R 15 , X and Y are each the same as defined in formula (1)

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)

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화학식 2a, 2b 또는 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 중앙의 제 1 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티와 결합하며, p-타입 특성을 가지는 카바졸 모이어티와, 제 1 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티와 결합하며, n-타입 특성을 가지는 제 2 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티가 비대칭적으로 결합된다. 즉, 카바졸 모이어티와, 제 2 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 구성하는 측면의 벤젠 고리를 중심으로, p-타입 특성의 카바졸 모이어티와, n-타입 특성의 제 2 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티가 비대칭 위치로 도입되어, 무정형(amorphous) 특성이 더욱 잘 발휘되어 내열 특성이 향상된다. 이에 따라, 유기발광 소자를 구동할 때 발생하는 Joule 열에 의하여 야기되는 결정화가 방지되면서, 유기 발광 소자의 구조가 파괴되지 않는다. The organic compound represented by the general formula (2a), (2b) or (3) is bonded to the center first dibenzofuran / dibenzothiophene moiety, and the carbazole moiety having p-type characteristics and the first dibenzofuran / A second dibenzofuran / dibenzothiophene moiety having an n-type characteristic is bonded asymmetrically, which is bonded to the benzothiophene moiety. Namely, the carbazole moiety and the carbazole moiety having the p-type characteristic and the benzene ring having the side chain constituting the second dibenzofuran / dibenzothiophene moiety, The benzofuran / dibenzothiophene moiety is introduced to the asymmetric position, and the amorphous property is more exerted to improve the heat resistance property. Accordingly, the crystallization caused by Joule heat generated when driving the organic light emitting device is prevented, and the structure of the organic light emitting device is not destroyed.

또한, 5원 고리로 연결된 2개의 벤젠 구조를 가지는 카바졸 모이어티와, 디벤조퓨란/디벤조티오펜 모이어티를 가지고 있기 때문에, 발광물질층의 호스트 소재로 사용하기에 적절한 HOMO/LUMO 에너지 준위를 가지고 있다. 특히, 지연 형광 도펀트와 함께 병용하는 경우에, 발광 과정에서 에너지 손실 없이 엑시톤 에너지를 지연 형광 도펀트로 전달할 수 있다. In addition, since it has a carbazole moiety having two benzene structures linked by a five-membered ring and a dibenzofuran / dibenzothiophene moiety, the HOMO / LUMO energy level Lt; / RTI > In particular, when used in combination with a retarded fluorescent dopant, the exciton energy can be transferred to the retarded fluorescent dopant without energy loss during the light emission process.

즉, 화학식 2a, 2b 또는 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광 소자의 유기발광층에 사용하면 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 호스트 엑시톤과 주변 폴라론의 상호작용에 의한 엑시톤 소광(exciton quenching)이 최소화되고, 전기-산화 및 광-산화에 의한 발광다이오드 소자의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 화합물은 내열 특성이 우수하며, 에너지 밴드갭과 삼중항 에너지 준위도 높다. 화학식 2a, 2b 또는 화학식 3의 유기 화합물을 발광물질층의 호스트로 사용하는 경우, 도펀트로 에너지를 효율적으로 전달할 수 있기 때문에, 본 발명의 유기 화합물이 적용된 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 발광물질층에 적용된 재료에 대한 손상이 감소하여 장수명의 발광 소자를 제조할 수 있으며, 색순도가 우수한 발광 소자를 구현할 수 있다. That is, when the organic compound represented by the general formula (2a), (2b) or (3) is used in the organic light emitting layer of the light emitting device, the light emitting efficiency can be improved. The exciton quenching due to the interaction between the host exciton and the surrounding polaron is minimized and the lifetime of the light emitting diode device due to electro-oxidation and photo-oxidation can be prevented from being lowered. In addition, the organic compound of the present invention is excellent in heat resistance, energy band gap and triplet energy level. When the organic compound of the general formula (2a), (2b) or (3) is used as a host of the light emitting material layer, energy can be efficiently transferred to the dopant, so that the light emitting efficiency of the light emitting device to which the organic compound of the present invention is applied can be improved. In addition, damage to the material applied to the light emitting material layer is reduced, so that a light emitting device with a long life can be manufactured, and a light emitting device having excellent color purity can be realized.

[유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 표시장치][Organic light emitting diode and organic light emitting diode display device]

전술한 바와 같이, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 유기발광다이오드를 구성하는 유기발광층에서 발광 소재로 사용되어, 색순도가 양호하고, 발광 효율 및 소자 수명 특성이 개선된 발광 소자를 구현할 수 있다. 이에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 유기 화합물이 유기발광층에 적용된 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다. As described above, the organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) are used as the light emitting material in the organic light emitting layer constituting the organic light emitting diode, so that the light emitting device having good color purity and improved light emitting efficiency and device life characteristics have. This will be described. 3 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 an exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 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. 3, 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. 예를 들어, 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). For example, the first electrode 110 may be formed of indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), indium-tin- (ITO), tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), indium-copper-oxide (ICO) and aluminum: Al: ZnO have.

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), 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; 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), copper phthalocyanine (CuPc), tris (4-carbazoyl-9-yl-phenyl) amine (TCTA), N, N'-diphenyl N, N'-bis (1-naphthyl) -1, 1 '-biphenyl-4,4'- NPB), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile (1, 4, 5, 8, 9, 11- hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HAT-CN), 1,3,5-tris [4- (diphenylamino) phenyl] benzene, 1,3,5- PEDOT / PSS) and / or N- (biphenyl-4-yl) -9,9-dimethyl-N- (4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-fluorene- -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), NPD, 4,4'-비스(N-카바졸릴)-1,1'-바이페닐(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl; CBP), 1,3-비스(N-카바졸릴)벤젠(1,3-bis(N-carbazolyl)benzene; mCP), 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 표시되는 화합물로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 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), NPD, 4,4'-bis (N-carbazolyl) - N'-diphenyl- Bis (N-carbazolyl) -1,1'-biphenyl (CBP), 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene -carbazolyl) benzene, mCP), N- (biphenyl-4-yl) -9,9-dimethyl-N- (4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) -9H-fluoren-2-amine ) And / or N- (biphenyl-4-yl) -N- (4- (9-phenyl-9H-carbazol- -yl) -N- (4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl) biphenyl-4-amine), 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 30 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 30% by weight of a dopant to the host, and may emit green light.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 발광물질층(160)의 호스트로 사용될 수 있다. 한편, 발광물질층(160)에 사용되는 도펀트는 지연 형광 특성을 가지는 도펀트일 수 있다. The organic compound represented by the general formulas (1) to (3) may be used as a host of the light emitting material layer 160. On the other hand, the dopant used for the light emitting material layer 160 may be a dopant having a retardation 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 엑시톤과 삼중항 에너지 준위를 가지는 엑시톤이 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 the single-energy level and the exciton having the triplet energy level are involved in the light emission, so that the light-emitting efficiency of the organic light-emitting diode 100 can be improved.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 도펀트의 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 D)와 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)의 차이(ΔEST D)가 0.3 eV 이하인 경우, 이들 에너지 준위에서 중간 에너지 상태로 전이되고, 최종적으로 바닥 상태로 떨어지면서 도펀트의 양자 효율이 향상될 수 있다. 즉, ΔEST D가 작을수록 발광 효율이 증가할 수 있으며, 도펀트의 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 D)와 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)의 차이(ΔEST D)가 0.3 eV 이하인 경우, 열이나 전계에 의하여 단일항 상태 엑시톤과 삼중항 상태 엑시톤이 중간 상태인 ICT 착물 상태로 전이될 수 있다. 2, when the difference (ΔE ST D ) between the excited single-state energy level (S 1 D ) and the excited triplet energy level (T 1 D ) of the dopant is 0.3 eV or less, these energy levels To the intermediate energy state, and finally to the bottom state, the quantum efficiency of the dopant can be improved. That is, as ΔE ST D becomes smaller, the luminous efficiency can be increased and the difference (ΔE ST D ) between the excited single-state energy level (S 1 D ) and the excited triplet energy level (T 1 D ) eV, the singlet-state exciton and the triplet state exciton can be transferred to an intermediate ICT complex state by heat or an electric field.

또한, 지연 형광에 의한 발광 효율을 극대화하기 위해서, 호스트로 사용되는 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 H, 도 3 참조)은 도펀트로 사용되는 지연 형광 화합물의 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D, 도 3 참조)보다 높아야 한다. 특히, 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 이하인 경우에, 호스트에서 도펀트로 에너지가 효율적으로 전달되면서 발광 효율을 극대화할 수 있다. In order to maximize the luminous efficiency due to the delayed fluorescence, the excited triplet energy level (T 1 H , see FIG. 3) of the organic compound represented by the general formulas (1) to (3) Should be higher than the excited state triplet energy level of the compound (T 1 D , see FIG. 3). In particular, 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 host's lowest level ratio occupied molecular orbital energy minimum level difference between the level unoccupied molecular orbital energy level (LUMO D) of (LUMO H) and dopant (| LUMO H -LUMO D |) is to not more than 0.5 eV, as a dopant in the host, energy is efficiently transmitted to the light-emitting efficiency Can be maximized.

하나의 예시적인 실시형태에 따라, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층(160)의 호스트로 사용하는 경우, 지연 형광 특성을 보이면서 호스트와의 에너지 준위가 적절한 도펀트를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 지연 형광 도펀트는 청색으로 발광하는 지연 형광 도펀트일 수 있다. 표시장치에 적용할 수 있는 수준의 청색 발광을 구현하기 위하여, 지연 형광 도펀트의 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 D)는 2.7 내지 2.75 eV 수준일 수 있고, 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)는 2.4 내지 2.5 eV 수준일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. According to one exemplary embodiment, when the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 is used as a host of the light emitting material layer 160, a dopant suitable for the energy level with respect to the host may be used Lt; / RTI > For example, the retarded fluorescent dopant can be a retarded fluorescent dopant that emits blue light. To realize a level of blue emission applicable to a display device, the excited state single-energy level (S 1 D ) of the retarded fluorescent dopant may be at a level of 2.7 to 2.75 eV, and the excited triplet energy level (T 1 D ) may be at a level of 2.4 to 2.5 eV, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 발광물질층(160)의 도펀트로 사용될 수 있는 청색 발광 지연 형광 도펀트는 하기 화학식 4로 표시되는 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. The blue light-emitting retardant fluorescent dopant which can be used as a dopant of the light emitting material layer 160 according to the exemplary embodiment of the present invention may be made of any one material represented by the following formula (4).

화학식 4Formula 4

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예시적인 실시형태에서, 발광물질층(160)에 사용될 수 있는 지연 형광 도펀트는 10-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘(10-(4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine, DMAC-TRZ), 10,10'-(4,4'-술포닐비스(4,1-페닐렌))비스(9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘)(10,10'-(4,4'-sulfonylbis(4,1-phenylene))bis(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine), DMAC-DPS), 10-페닐-10H,10'H-스파이로[아크리딘-9,9'-안트라센]-10'-온(10-phenyl-10H,10'H-spiro[acridine-9,9'-anthracen]-10'-one, ACRSA), 3,6-디벤조일-4,5-디(1-메틸-9-페닐-9H-카바조일)-2-에티닐벤조니트릴(3,6-dibenzoyl-4,5-di(1-methyl-9-phenyl-9H-carbazoyl)-2-ethynylbenzonitrile, Cz-VPN), 9,9',9"-(5-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)벤젠-1,2,3-트리일)트리스(9H-카바졸(9,9',9"-(5-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)benzene-1,2,3-triyl) tris(9H-carbazole), TcZTrz), 9,9'-(5-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-1,3-페닐렌)비스(9H-카바졸)(9,9'-(5-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-1,3-phenylene)bis(9H-carbazole), DczTrz), 9,9',9",9"'-((6-페닐-1,3,5-트리아진-2,4-디일)비스(벤젠-5,3,1-트리일))테트라키스(9H-carbazole)(9,9',9",9"'-((6-phenyl-1,3,5-triazin-2,4-diyl)bis(benzene-5,3,1-triyl))tetrakis(9H-carbazole, DDczTrz), 비스(4-(9H-3,9'-바이카바졸-9-일)페닐)메타논(bis(4-(9H-3,9'-bicarbazol-9-yl)phenyl)methanone, CC2BP), 9'-[4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐]-3,3",6,6"-테트라페닐-9,3',6',9"-터르-9H-카바졸(9'-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-3,3",6,6"-tetraphenyl-9,3':6',9"-ter-9H-carbazole, BDPCC-TPTA), 9'-[4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐]-9,3':6',9"-터르-9H-카바졸(9'-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9,3':,6',9"-ter-9H-carbazole, BCC-TPTA), 9,9'-(4,4'-설포닐비스(4,1-페닐렌))비스(3,6-디메톡시-9H-카바졸)(9,9'-(4,4'-sulfonylbis(4,1-phenylene))bis(3,6-dimethoxy-9H-carbazole), DMOC-DPS), 9-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-3',6'-디페닐-9H-3,9'-바이카바졸(9-(4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-3',6'-diphenyl-9H-3,9'-bicarbazole, DPCC-TPTA), 10-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-10H-페녹사진(10-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-10H-phenoxazine, Phen-TRZ), 9-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-9H-카바졸(9-(4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole, Cab-Ph-TRZ), 1,2,3,5-테트라키스(3,6-카바졸-9-일)-4,6-디시아노벤젠(1,2,3,5-Tetrakis(3,6-carbazol-9-yl)-4,6-dicyanobenzene, 4CzIPN), 2,3,4,6-테트라(9H-카바졸-9-일)-5-플루오로벤조니트릴(2,3,4,6-tetra(9H-carbazol-9-yl)-5-fluorobenzonitrile, 4CZFCN), 및/또는 10-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌](10-(4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridine-9,9'-fluorene], SpiroAC-TRZ)일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In an exemplary embodiment, the retarded fluorescent dopant that may be used in the light emissive material layer 160 is 10- (4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) phenyl) -9 9,9-dimethyl-9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine (10- (4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin- (9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine), 10,10 '- (4,4'-sulfonylbis (9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine), DMAC-DPS), 10-phenyl-10H, 10'H (10-phenyl-10H, 10'H-spiro [acridine-9,9'-anthracen] -10'-one, ACRSA) 3,6-dibenzoyl-4,5-di (1-methyl-9-phenyl-9H-carbamoyl) -9-phenyl-9H-carbazoyl) -2-ethynylbenzonitrile, CzPVP), 9,9 ', 9 "- (5- (4,6- ) Benzene-1,2,3-triyl) tris (9,9 ', 9 "- (5- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin- -1,2,3-triyl) tris (9H-carbazole), TcZTrz), 9,9 '- (5- Triazine-2-yl) -1,3-phenylene) bis (9H-carbazole) (9,9'- (5- (4,6-diphenyl -1,3,5-triazin-2-yl) -1,3-phenylene) bis (9H-carbazole), DczTrz), 9,9 ' (9,9 ', 9 ", 9 "' - ((6, 6-triazine-2,4-diyl) bis (9H-carbazole, DDczTrz), bis (4- (9H-3,9 ', 5'-triazin- (9H-3,9'-bicarbazol-9-yl) phenyl) methanone, CC2BP), 9 '- [4- (4,6- Phenyl] -3,3 ", 6,6" -tetraphenyl-9,3 ', 6', 9 "-torr-9H-carbazole ( 9 '- [4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) phenyl] -3,3,6,6-tetraphenyl- -ter-9H-carbazole, BDPCC-TPTA), 9 '- [4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin- 9 "-tetra-9H-carbazole (9 '- [4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin- 9,9'- (4,4'-sulfonylbis (4,1-phenylene)) bis (3,6-dimethoxy-9H-carbazole) , 9 '- (4,4'-sulfonylbis (4,1-phenyle ne)) bis (3,6-dimethoxy-9H-carbazole), DMOC-DPS), 9- 3 ', 6'-diphenyl-9H-3,9'-bicarbazole (9- (4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin- Diphenyl-9H-3,9'-bicarbazole, DPCC-TPTA), 10- (4,6-diphenyl- 1,3,5-triazin- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -10H-phenoxazine, Phen-TRZ), 9- Phenyl) -9H-carbazole, Cab-Ph-TRZ) was obtained in the same manner as in Example 1, , 1,2,3,5-tetrakis (3,6-carbazol-9-yl) -4,6-dicyanobenzene (1,2,3,5-Tetrakis (3,6- 4,6-dicyanobenzene, 4CzIPN), 2,3,4,6-tetra (9H-carbazol-9-yl) -5-fluorobenzonitrile -carbazol-9-yl) -5-fluorobenzonitrile, 4CZFCN and / or 10- (4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin- 9-fluorene] (10- (4- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) phenyl) -10H- spiro [acridine- 9'-fluorene], SpiroAC-TRZ), however, But it is not limited thereto this.

일례로, 지연 형광 도펀트일 수 있는 도펀트는 발광물질층(160) 중에 1 내지 50 중량%의 비율로 첨가될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the dopant, which may be a retardation fluorescent dopant, may be added in a proportion of 1 to 50 wt% in the light emitting material layer 160, but the present invention is not limited thereto.

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. 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 이미다졸(imidazole) 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole), 벤조티아졸(benzothiazole), 벤즈이미다졸, 트리아진 등의 유도체일 수 있다. In one exemplary embodiment, the electron transporting layer 170 is formed from an imidazole oxadiazole, triazole, phenanthroline, benzoxazole, benzothiazole, ), Benzimidazole, triazine, and the like.

보다 구체적으로 살펴보면, 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), 2-[4-(9,10-디-2-나프탈레닐-2-안트라세닐)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸((2-[4-(9,10-di-2-naphthalenyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazole), 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), 3-(바이페닐-4-일)-5-(4-터르부틸페닐)-4-페닐-4H-1,2,4-트리아졸(3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-terbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole; TAZ), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Bphen), 트리스(페닐퀴녹살린)(tris(phenylquinoxaline; TPQ), 및/또는 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(N-phenylbenzimiazole-2-yl)benzene; TPBi) 등으로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.More specifically, the electron transport layer 170 is formed of tris (8-hydroxyquinoline aluminum) (Alq 3 ), 2-biphenyl-4-yl-5- (4- 4-yl-5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (PBD), spiro-PBD, lithium quinoline Phenyl quinolate (Liq), 2- [4- (9,10-di-2-naphthalenyl-2-anthracenyl) phenyl] (2-methyl-8-quinolinolato-N1, O8) - (1,1'-di-2-naphthalenyl-2-anthracenyl) phenyl] Biphenyl-4-olato) aluminum (BAlq), 3- (biphenyl-4-olato) aluminum 4-yl) -5- (4-tertbutylphenyl) -4-phenyl-4H-1,2,4- -4H-1,2,4-triazole (TAZ), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen), tris (phenylquinoxaline) (tris (phenylquinoxaline) (TPQ), and / or 1,3,5-tri (N- phenyl-benzimidazol-2-yl) benzene (1,3,5-tris (N-phenylbenzimiazole-2-yl) benzene; TPBi) it is formed of a like, 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 도펀트를 가지고 있다. 단일항 에너지 상태 및 삼중항 에너지 상태의 엑시톤이 모두 발광에 관여하기 때문에, 발광 효율이 향상된다. 또한, 발광물질층(160)에 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어지는 호스트를 포함하고 있다. The organic light emitting diode 100 according to the exemplary embodiment of the present invention has a dopant having a retardation fluorescent property in the light emitting material layer 160 constituting the organic light emitting layer 130. [ Since both the singlet energy state and the triplet energy state excitons are involved in the light emission, the light emission efficiency is improved. In addition, the light emitting material layer 160 includes a host made of an organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 정공과 전자에 모두에 대한 결합 및 수송 특성을 가지고 있다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 H)가 높다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층의 호스트로 사용하면, 전자와 정공이 만나 엑시톤이 형성되는 재결합 영역이 발광물질층과 전자수송층의 계면이 아니라, 발광물질층의 중앙에 형성된다. 이에 따라, 도펀트의 삼중항 엑시톤과 주변 정공-폴라론의 상호작용에 의한 엑시톤 소광(exciton quenching)이 최소화되고, 전기-산화 및 광-산화에 의한 발광다이오드 소자의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 비-발광 소멸로 인하여 야기되는 발광 소재에 대한 손상이 감소할 뿐만 아니라, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 내열 특성이 우수하기 때문에 소자 수명이 향상될 수 있다. 견고한 축합 방향족 고리의 치환기를 가지고 있어서 열 안정성이 높고, 발광 과정에서 에너지 손실 없이 다른 분자에 에너지를 효율적으로 전달할 수 있다. 따라서 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광층에 사용하여 발광 효율이 향상되고, 소자 수명이 개선되며 색순도가 양호한 발광다이오드(100)를 구현할 수 있다.The organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) have bonding and transporting properties to both holes and electrons. The organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) have a high excited triplet energy level (T 1 H ). When the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 is used as the host of the light emitting material layer, recombination regions where electrons and holes meet to form excitons are formed at the center of the light emitting material layer, not at the interface between the light emitting material layer and the electron transporting layer do. Accordingly, exciton quenching due to the interaction between the triplet exciton of the dopant and the surrounding hole-polaron is minimized, and the lifetime of the light emitting diode device due to the electro-oxidation and photo-oxidation can be prevented have. The damage to the light emitting material caused by the non-emission disappearance is reduced, and the organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) have excellent heat resistance characteristics, so that the lifetime of the device can be improved. It has a substituent group of a strong condensed aromatic ring and has high thermal stability and can efficiently transfer energy to other molecules without energy loss during the light emission process. Accordingly, it is possible to realize the light emitting diode 100 having improved luminous efficiency, improved device life, and good color purity by using the organic compound represented by Chemical Formula 1 to Chemical Formula 3 in the light emitting layer.

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, which is a conductive material 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, 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. 유기발광다이오드(200)의 특성에 따라 정공주입층(240)은 생략될 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 include at least one of MTDATA, CuPc, TCTA, NPB, HAT-CN, TDAPB, PEDOT / PSS and / Phenyl) -9H-fluorene-2-amine, and the like. The hole injection layer 240 may be omitted depending on the characteristics of the organic light emitting diode 200.

정공수송층(250)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(260) 사이에 발광물질층(260)에 인접하여 위치한다. 정공수송층(250)은 TPD, NPD, CBP, mCP, 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 과 같은 방향족 아민 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 is formed of TPD, NPD, CBP, mCP, N- (biphenyl-4-yl) -9,9- Phenyl) -9H-fluorene-2-amine and / or N- (biphenyl-4-yl) -N- 4-amine. ≪ / RTI >

발광물질층(260)은 호스트(host)에 도펀트(dopant)가 도핑되어 이루어질 수 있다. 일례로, 발광물질층(260)은 호스트에 도펀트가 약 1 내지 50 중량% 첨가될 수 있으며, 청색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물이 발광물질층(260)의 호스트로 사용되고, 지연 형광 특성을 보이는 화합물, 예를 들어 화학식 4로 표시된 어느 하나의 화합물, 일례로, DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrZ, DDczTrZ, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, SpiroAC-TRZ 등의 화합물이 도펀트로 사용될 수 있다. The light emitting material layer 260 may be formed by doping a host with a dopant. As an 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 blue light. For example, when the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 is used as a host of the light emitting material layer 260 and a compound exhibiting delayed fluorescence properties, for example, any compound represented by Chemical Formula 4, for example, DMAC- TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrZ, DDczTrZ, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC- A compound such as SpiroAC-TRZ can be used as a dopant.

전자수송층(270)은 발광물질층(260)과 전자주입층(280) 사이에 위치한다. 일례로, 전자수송층(270)은 이미다졸(imidazole), 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, 2-[4-(9,10-디-2-나프탈레닐-2-안트라세닐)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸, BAlq, TAZ, Bphen, TPQ, 및/또는 TPBi 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 imidazole, oxadiazole, triazole, phenanthroline, benzoxazole, benzothiazole, Triazole, triazole, and the like. For example, the electron transport layer 270 can be formed of Alq 3 , PBD, spiro-PBD, Liq, 2- [4- (9,10- Phenyl-1H-benzimidazole, BAlq, TAZ, Bphen, TPQ, and / or TPBi, but the present 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 organic metal-based material such as an alkali halide-based material such as LiF, CsF, NaF, BaF 2 and / or Liq, lithium benzoate), sodium stearate, But is not limited thereto.

한편, 정공이 발광물질층(260)을 지나 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 holes move to the second electrode 220 through the light emitting material layer 260 or electrons travel to the first electrode 210 through the light emitting material layer 260, Can be imported. 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).

보다 구체적으로 살펴보면, 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, 트리-p-톨릴아민(tri-p-tolylamine), 1,1-비스(4-(N,N-디(p-톨릴)아미노)페닐)사이클로헥산(1,1-bis(4-(N,N'-di(ptolyl)amino)phenyl)cyclohexane; TAPC), MTDATA, mCP, 3,3'-비스(N-카바졸릴)-1,1'-바이페닐(3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl; mCBP), TPD, 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. More specifically, the electron blocking layer 255 may be formed of a material selected from the group consisting of TCTA, tris [4- (diethylamino) phenyl] amine, N- (biphenyl- Phenyl-9H-fluorene-2-amine, tri-p-tolylamine, Bis (4- (N, N'-di (ptolyl) amino) phenyl) cyclohexane (1,1- ; TAPC), MTDATA, mCP, 3,3'-bis (N-carbazolyl) -1,1'-biphenyl, mCBP) , TPD, CuPC, N, N'-bis [4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl] -N, N'-diphenyl- [ (N, N'-bis [4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl] -N, N'- diphenyl- [1,1'- biphenyl] -4,4'- diamine DNTPD) and / or TDAPB and the like.

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 이미다졸(imidazole), 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, the material of the electron transport layer 270 may be imidazole, oxadiazole, triazole, phenanthroline, Benzoxazole, 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 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 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) 등으로 이루어질 수 있다. For example, the hole blocking layer 265 has a higher occupied molecular orbital (HOMO) energy level than the material used for the light emitting material layer 260, 4-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), BAlq, Alq3, PBD, spiro-PBD, Liq and / or bis- Bis-4,6- (3,5-di-3-pyridylphenyl) -2-methylpyrimidine (B3PYMPM) have.

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드(200)는 발광물질층(260)에 지연 형광 특성을 가지는 도펀트를 가지고 있으므로, 발광 효율이 향상된다. 또한, 발광물질층(260)에 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어지는 호스트를 포함하고 있다. Since the organic light emitting diode 200 according to the second embodiment of the present invention has the dopant having the retardation fluorescence characteristic in the light emitting material layer 260, the light emitting efficiency is improved. In addition, the light emitting material layer 260 includes a host made of the organic compound represented by the general formulas (1) to (3).

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 양쪽성 화합물이며, 삼중항 에너지 준위가 높다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광층에 사용하면, 전자와 정공이 만나 엑시톤이 형성되는 재결합 영역이 발광물질층의 중앙에 형성된다. 이에 따라, 도펀트의 삼중항 엑시톤과 주변 정공-폴라론의 상호작용에 의한 엑시톤 소광(exciton quenching)이 최소화되고, 전기-산화 및 광-산화에 의한 발광다이오드 소자의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 화합물은 삼중항 에너지 준위가 높을 뿐만 아니라, 열 안정성이 높고, 발광 과정에서 에너지 손실 없이 다른 분자에 에너지를 효율적으로 전달할 수 있다. 따라서 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광층에 사용하여 발광 효율이 향상되고, 소자 수명이 개선되며 색순도가 양호한 발광다이오드(200)를 구현할 수 있다.The organic compounds represented by the general formulas (1) to (3) are amphoteric compounds, and the triplet energy level is high. When the organic compound represented by the general formulas (1) to (3) is used in the light emitting layer, a recombination region in which electrons and holes meet to form an exciton is formed at the center of the light emitting material layer. Accordingly, exciton quenching due to the interaction between the triplet exciton of the dopant and the surrounding hole-polaron is minimized, and the lifetime of the light emitting diode device due to the electro-oxidation and photo-oxidation can be prevented have. In addition, the organic compound of the present invention not only has a high triplet energy level, but also has high thermal stability and can efficiently transfer energy to other molecules without energy loss during the light emission process. Accordingly, by using the organic compound represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 in the light emitting layer, it is possible to realize the light emitting diode 200 having improved luminous efficiency, improved device life, and good color purity.

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 소자 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.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, It is possible to further improve the luminous efficiency and the device life of the organic light emitting diode 200. [0070]

본 발명에 따른 유기발광다이오드는 유기발광다이오드 표시장치 또는 전술한 유기발광다이오드를 적용한 조명 장치와 같은 유기발광장치에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 유기발광장치의 일례로 전술한 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 an illumination device to which the organic light emitting diode is applied. A display device to which the above-described organic light emitting diode is applied will be described as an example of the organic light emitting device according to the present invention. 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 3에서는 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. 3, the driving thin film transistor Td includes a driving thin film of 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 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 3 내지 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, as shown in FIGS. 3 to 4, the organic light emitting layer 430 may include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting material layer, a hole blocking layer, an electron transporting layer, and / Of the organic layer.

유기발광층(430)이 형성된 상기 기판(302) 상부로 제 2 전극(420)이 형성된다. 상기 제 2 전극(420)은 표시 영역의 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 한정되는 것은 아니다.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 지연 형광 특성을 가지는 도펀트를 가지고 있으므로, 발광 효율이 향상된다. 또한, 유기발광층(430)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 호스트로 포함하고 있다. As described above, since the organic light emitting diode 400 has a dopant having a delayed fluorescence characteristic in the organic light emitting layer 430, the light emitting efficiency is improved. Further, the organic light emitting layer 430 includes an organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 as a host.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 양쪽성 화합물이다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층에 사용하면, 전자와 정공이 만나 엑시톤이 형성되는 재결합 영역이 발광물질층의 중앙에 형성된다. 도펀트의 삼중항 엑시톤과 주변 정공-폴라론의 상호작용에 의한 엑시톤 소광(exciton quenching)이 최소화되어, 발광다이오드 소자의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 화합물은 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 H)가 높다. 따라서, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 유기발광층(430)에 적용함으로써, 유기발광다이오드(400)와 유기발광다이오드 표시장치(300)의 색순도와 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, 소자 수명을 개선할 수 있다. The organic compounds represented by formulas (1) to (3) are amphoteric compounds. When the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 is used for the light emitting material layer, a recombination region where electrons and holes meet to form an exciton is formed at the center of the light emitting material layer. The exciton quenching due to the interaction between the triplet exciton of the dopant and the surrounding hole-polaron is minimized, and the lifetime of the light emitting diode device can be prevented from being lowered. Further, the organic compound of the present invention has a high excited triplet energy level (T 1 H ). Accordingly, by applying the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 to the organic light emitting layer 430, it is possible to improve the color purity and the light emitting efficiency of the organic light emitting diode 400 and the organic light emitting diode display 300, Can be improved.

이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the technical ideas described in the following examples.

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

1) 중간체 1-1의 합성1) Synthesis of intermediate 1-1

Figure pat00082
Figure pat00082

질소 하에서 4-bromo dibenzofuran 10g(40.65 mmol), iodine 5.1g(20.32 mmol), phenyl iodide diacetate 6.6g(20.32 mmol)을 150 mL acetic acid와 150 mL acetic anhydride 혼합 용매에 넣고 sulfuric acid 세 방울을 투입한 후, 상온에서 10시간 교반한다. 반응을 종결하고, 혼합 용액에 ethyl acetate를 넣은 후 물과 함께 씻어준 후 층분리하고 유기층만 받아 anhydrous magnesium sulfate를 넣고 교반한다. silica pad로 여과한 후 감압 하에서 용액 농축하여 컬럼 정제하였고 중간체 1-1을 65% 수율로 수득하였다.Under nitrogen, 10 g (40.65 mmol) of 4-bromo dibenzofuran, 5.1 g (20.32 mmol) of iodine and 6.6 g (20.32 mmol) of phenyl iodide diacetate were placed in a mixture of 150 mL of acetic acid and 150 mL of acetic anhydride and three drops of sulfuric acid After that, the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. After completion of the reaction, ethyl acetate is added to the mixed solution, followed by washing with water, followed by layer separation. Anhydrous magnesium sulfate is added to the organic layer and stirred. The mixture was filtered through a silica pad, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to give a column. Intermediate 1-1 was obtained in a yield of 65%.

2) 중간체 1-2의 합성2) Synthesis of intermediate 1-2

Figure pat00083
Figure pat00083

중간체 1-1 9.8g(26.35 mmol), carbazole 2.2g(13.18 mmol), copper powder 2g(32.53 mmol), potassium carbonate 3.6g(26.35 mmol)을 70 mL dimethyl acetoamide에 넣고 130℃에서 24시간 교반한다. 반응을 종결하고 상온으로 식힌 후 silica pad로 여과하여 copper powder를 제거하고, 얻은 용액은 물과 함께 씻어준 후 유기층만 받아 anhydrous magnesium sulfate를 넣고 교반한다. silica pad로 여과한 후 감압 하에서 용액 농축하여 컬럼 정제하였고 중간체 1-2를 78% 수율로 수득하였다.2.2 g (13.18 mmol) of carbazole, 2 g (32.53 mmol) of copper powder and 3.6 g (26.35 mmol) of potassium carbonate are added to 70 mL of dimethyl acetoamide and the mixture is stirred at 130 ° C for 24 hours. After cooling to room temperature, the mixture is filtered through a silica pad to remove copper powder. The resulting solution is washed with water, and then anhydrous magnesium sulfate is added to the organic layer. After filtration through a silica pad, the solution was concentrated under reduced pressure to give a column, and intermediate 1-2 was obtained in 78% yield.

3) 화합물 1 합성3) Synthesis of compound 1

Figure pat00084
Figure pat00084

중간체 1-2 8.4g(20.43 mmol), dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid 4.76g(22.47 mmol), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(Pd(PPh3)4) 2 mol%를 tetrahydrofuran 50 mL에 넣고 potassium carbonate 40.86 mmol을 물 25 mL에 녹여 섞어준다. 80℃에서 12시간 교반한 후 반응을 종결하고 상온으로 식혀 물과 유기층을 분리해 준다. 유기층만 받아 anhydrous magnesium sulfate를 넣고 교반한다. silica pad로 여과한 후 감압 하에서 용액 농축하여 컬럼 정제하였고 화합물 1을 60% 수율로 수득하였다.Intermediate 1-2 8.4g (20.43 mmol), dibenzo [b, d] furan-4-ylboronic acid 4.76g (22.47 mmol), Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3) 4) 2 mol% of tetrahydrofuran 50 mL And 40.86 mmol of potassium carbonate are dissolved in 25 mL of water and mixed. After stirring at 80 ° C for 12 hours, the reaction is terminated and the mixture is cooled to room temperature to separate the water and the organic layer. Anhydrous magnesium sulfate is added to the organic layer and stirred. After filtration through a silica pad, the solution was concentrated under reduced pressure to obtain a compound 1 in a yield of 60%.

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

Figure pat00085
Figure pat00085

중간체 1-2 8.4g(20.43 mmol), dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 4.76g(22.47 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 57%의 수율로 화합물 2를 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 4.76 g (22.47 mmol) of the intermediate 1-2 and dibenzo [b, d] furan-1-ylboronic acid were used and 57% To give compound 2.

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

Figure pat00086
Figure pat00086

중간체 1-2 8.4g(20.43 mmol), dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 5.12g(22.47 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 62%의 수율로 화합물 3을 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 8.4 g (20.43 mmol) of Intermediate 1-2 and 5.12 g (22.47 mmol) of dibenzo [b, d] thiophen-4-ylboronic acid were used and 62% To give compound 3.

합성예 4: 화합물 4의 합성Synthesis Example 4: Synthesis of Compound 4

1) 중간체 4-1의 합성1) Synthesis of intermediate 4-1

Figure pat00087
Figure pat00087

중간체 1-2 5g(12.16 mmol), Bis(pinacolato)diboron 3.7g(14.59 mmol), potassium acetate 2.39g(24.32 mmol), Bis(dibenzylideneacetone)palladium(pd(dba)2) 4 mol%, Tricyclohexylphosphine 0.27g(0.97 mmol)을 50 mL Dioxane에 넣고 100℃에서 12시간 교반한다. 반응을 종결하고 상온으로 식힌 후 anhydrous magnesium sulfate를 넣고 교반하고 silica pad로 여과하여 감압 하에서 농축한다. 컬럼 정제하여 중간체 4-1을 85% 수율로 수득하였다.4 mol% of Bis (dibenzylideneacetone) palladium (pd (dba) 2 ), 0.27 g of Tricyclohexylphosphine, 12.5 g of bis (pinacolato) diboron, 14.59 mmol of potassium acetate, 2.39 g (0.97 mmol) were dissolved in 50 mL of dioxane and stirred at 100 占 폚 for 12 hours. After the reaction is completed, cool to room temperature, add anhydrous magnesium sulfate, stir, filter with a silica pad, and concentrate under reduced pressure. Column purification afforded Intermediate 4-1 in 85% yield.

2) 화합물 4의 합성2) Synthesis of Compound 4

Figure pat00088
Figure pat00088

중간체 4-1 4.75g(10.34 mmol), 중간체 1-2 4.25g(10.3 4mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 70%의 수율로 화합물 4를 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 4.75 g (10.34 mmol) of Intermediate 4-1 and 4.25 g (10.3 mmol) of Intermediate 1-2 were used, and Compound 4 was obtained in a yield of 70%.

합성예 5: 화합물 5의 합성Synthesis Example 5: Synthesis of Compound 5

1) 중간체 5-1의 합성1) Synthesis of intermediate 5-1

Figure pat00089
Figure pat00089

중간체 1-1 5g(13.45 mmol), 5-phenyl-5,12-dihydroindolo[3,2-a]carbazole 4.47g(13.45 mmol, Cas No. 1247053-55-9)을 이용한 것 외에는 상기 중간체 1-2의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 중간체 5-1을 51% 수율로 수득하였다.Intermediate 1-1 was obtained in the same manner as in Intermediate 1 except that 5 g (13.45 mmol) of Intermediate 1-1 and 4.47 g (13.45 mmol, Cas No. 1247053-55-9) of 5-phenyl-5,12-dihydroindolo [ 2 and purified to obtain Intermediate 5-1 in 51% yield.

2) 화합물 5의 합성2) Synthesis of Compound 5

Figure pat00090
Figure pat00090

중간체 5-1 4g(6.9 4mmol), dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid 1.62g(7.63 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 화합물 5를 64% 수율로 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 4 g (6.9 4 mmol) of Intermediate 5-1 and 1.62 g (7.63 mmol) of dibenzo [b, d] furan- ≪ / RTI >

합성예 6: 화합물 6의 합성Synthesis Example 6: Synthesis of Compound 6

Figure pat00091
Figure pat00091

중간체 5-1 4g(6.94 mmol), dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid 1.62g(7.63 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 화합물 6을 60% 수율로 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 4 g (6.94 mmol) of Intermediate 5-1 and 1.62 g (7.63 mmol) of dibenzo [b, d] furan- ≪ / RTI >

합성예 7: 화합물 7의 합성Synthesis Example 7: Synthesis of Compound 7

1) 중간체 7-1의 합성1) Synthesis of intermediate 7-1

Figure pat00092
Figure pat00092

중간체 1-1 5g(13.45 mmol), 5-(naphthalen-2-yl)-5,12-dihydroindolo[3,2-a]carbazole 5.14g(13.45 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 중간체 1-2의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 중간체 6-1을 57% 수율로 수득하였다.Synthesis of Intermediate 1-2, except that 5 g (13.45 mmol) of Intermediate 1-1 and 5.14 g (13.45 mmol) of 5- (naphthalen-2-yl) -5,12- dihydroindolo [3,2- , And purified to give Intermediate 6-1 in 57% yield.

2) 화합물 7의 합성 2) Synthesis of Compound 7

Figure pat00093
Figure pat00093

중간체 7-1 4.8g(7.67 mmol), dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 1.92g(8.44 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 화합물 6을 60% 수율로 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 4.8 g (7.67 mmol) of Intermediate 7-1 and 1.92 g (8.44 mmol) of dibenzo [b, d] thiophen- % Yield.

합성예 8: 화합물 8의 합성Synthesis Example 8: Synthesis of Compound 8

1) 중간체 8-1의 합성1) Synthesis of Intermediate 8-1

Figure pat00094
Figure pat00094

dibenzo[b,d]furan-2-ylboronic acid 10g(47.16 mmol)과 1-bromo-2-nitrobenzene 9.48g(47.16 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 중간체 8-1을 78% 수율로 수득하였다. dibenzo [b, d] furan-2-ylboronic acid and 9.48 g (47.16 mmol) of 1-bromo-2-nitrobenzene were used in the same manner as in the synthesis of Compound 1, except that Intermediate 8 -1 < / RTI > in 78% yield.

2) 중간체 8-2의 합성2) Synthesis of intermediate 8-2

Figure pat00095
Figure pat00095

중간체 8-1 10.6g(36.78 mmol)과 triethyl phosphite 90 mL을 넣고 환류 교반하였다. 10시간 교반하고 상온으로 냉각시킨 후 감압 하에서 농축시켰다. 물과 함께 씻어낸 후 Ethyl acetate로 추출한 후 유기층만 받아내어 anhydrous magnesium sulfate를 넣고 교반하고 silica pad로 여과하여 감압 하에서 농축한다. 컬럼 정제하여 중간체 8-2를 66% 수율로 수득하였다.10.6 g (36.78 mmol) of Intermediate 8-1 and 90 mL of triethyl phosphite were placed and stirred under reflux. The mixture was stirred for 10 hours, cooled to room temperature, and concentrated under reduced pressure. After washing with water, extract with ethylacetate, extract only the organic layer, add anhydrous magnesium sulfate, stir, filter with a silica pad, and concentrate under reduced pressure. Column purification gave Intermediate 8-2 in 66% yield.

3) 중간체 8-3의 합성3) Synthesis of intermediate 8-3

Figure pat00096
Figure pat00096

중간체 8-2 6.24g(24.27 mmol)과 중간체 1-1 9.02g(24.27 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 중간체 1-2의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 중간체 8-3을 55% 수율로 수득하였다.The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of Intermediate 1-2, except that 6.24 g (24.27 mmol) of Intermediate 8-2 and 9.02 g (24.27 mmol) of Intermediate 1-1 were used, and Intermediate 8-3 was obtained in 55% Respectively.

4) 화합물 8의 합성4) Synthesis of Compound 8

Figure pat00097
Figure pat00097

중간체 8-3 6.69g(13.35 mmol)과 dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid 3.12g(14.69 mmol)을 이용한 것 외에는 상기 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응하고 정제하여 화합물 8을 72% 수율로 수득하였다. The reaction and purification were carried out in the same manner as in the synthesis of the compound 1 except that 6.69 g (13.35 mmol) of Intermediate 8-3 and 3.12 g (14.69 mmol) of dibenzo [b, d] furan- % Yield.

실험예 1: 유가 화합물의 물성 평가 Experimental Example 1: Evaluation of physical properties of oil-soluble compounds

합성예 1 내지 합성예 4에서 각각 합성한 화합물 1 내지 화합물 4에 대하여 물성을 모의 평가하였다. 각각의 유기 화합물에 대한 최고준위점유분자궤도(HOMO) 에너지 준위, 최저준위비점분자궤도(LUMO) 에너지 준위, 유리전이온도(Tg), 녹는점(Tm), 분해 온도(Td), 증발 온도(evaporation temperature), 삼중항 에너지 준위(T1), 삼중항 에너지 준위와 단일항 에너지 준위의 차이(ΔEST)를 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 1에 표시하였다. 후술하는 비교예에서 사용된 유기 화합물에 대한 물성을 비교예(Ref.)로 함께 평가하였다. The physical properties of the compounds 1 to 4 synthesized in Synthesis Examples 1 to 4 were simulated. The highest level occupied molecular orbital (HOMO) energy level, lowest level boiling point molecular orbital (LUMO) energy level, glass transition temperature (T g ), melting point (T m ), decomposition temperature (Td) The evaporation temperature, the triplet energy level (T 1 ), and the difference between the triplet energy level and the single energy level (ΔE ST ) were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below. The physical properties of the organic compounds used in Comparative Examples to be described later were evaluated together with Comparative Examples (Ref.).

유기 화합물의 물성Properties of organic compounds 화합물compound HOMO
(eV)
HOMO
(eV)
LUMO
(eV)
LUMO
(eV)
PL-λmax
(nm)
PL-λ max
(nm)
Tg
(℃)
T g
(° C)
Tm
(℃)
T m
(° C)
Td-1%
(℃)
T d-1 %
(° C)
Evap.
(℃)
Evap.
(° C)
T1
(eV)
T 1
(eV)
비교예Comparative Example -5.90-5.90 -2.28-2.28 350350 9898 270270 332332 Melt, 290Melt, 290 2.892.89 화합물 1Compound 1 -6.01-6.01 -2.58-2.58 376376 138138 324324 397397 Melt, 340Melt, 340 2.912.91 화합물 2Compound 2 -6.12-6.12 -3.13-3.13 432432 145145 318318 460460 Melt, 400Melt, 400 2.852.85 화합물 3Compound 3 -6.22-6.22 -3.07-3.07 419419 158158 310310 377377 Melt, 320Melt, 320 2.802.80 화합물 4Compound 4 -5.87-5.87 -2.43-2.43 362362 144144 291291 398398 Melt, 330Melt, 330 2.732.73 HOMO: Film (100 nm/ITO), by AC3, LUMO: 필름 흡착 에지(edge)에서 산출;
T1 gap: Gaussian ED-DFT(time-dependent density functional theory)에 의해 연산된 값.
Eg: LUMO - HOMO; Tg, Tm: TA Q100으로 측정; Td: TA Q500으로 측정
HOMO: Film (100 nm / ITO), by AC3, LUMO: produced at film adsorption edge;
T1 gap: value calculated by Gaussian ED-DFT (time-dependent density functional theory).
Eg: LUMO - HOMO; T g , T m : measured with TA Q100; T d : measured with TA Q500

표 1에 나타낸 바와 같이, 화합물 1 내지 화합물 4의 HOMO 에너지 준위, LUMO 에너지 준위, 에너지 밴드갭은 발광물질층에 사용하기에 적합하였으며, 삼중항 에너지 준위를 고려해 볼 때, 지연형광 특성을 가지는 도펀트와 병용하면, 엑시톤을 형성하기 위한 에너지 전달에 있어서 적절하였으며, 비발광 소멸을 감소시키면서 양호한 발광 효율을 얻을 것으로 확인되었다. 또한, 유리전이온도, 녹는점, 증발 온도 등이 높아서, 내열 특성 또한 우수한 것으로 확인되었다. As shown in Table 1, the HOMO energy level, the LUMO energy level, and the energy band gap of the compounds 1 to 4 were suitable for use in the light emitting material layer, and in consideration of the triplet energy level, Was suitable for energy transfer for forming an exciton, and it was confirmed that good luminescence efficiency was obtained while reducing non-emission disappearance. Also, it was confirmed that the glass transition temperature, melting point, and evaporation temperature were high, and the heat resistance was also excellent.

실시예 1: 화합물 1을 적용한 유기발광다이오드 제작Example 1: Fabrication of organic light emitting diode using Compound 1

화합물 1을 발광물질층의 호스트로 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. 이때, 유기물의 증착 속도는 1 Å/s로 설정하였다. An organic light emitting diode was prepared by applying Compound 1 as a host 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. At this time, the deposition rate of the organic material was set to 1 Å / s.

정공주입층(HIL; HAT-CN, 70 Å), 정공수송층(HTL; NPB, 780 Å), 전자차단층(EBL; mCBP, 150 Å), 발광물질층(EML; 화합물 1을 호스트로 사용하고 4CzIPN의 지연형광 물질이 30 중량% 도핑, 350 Å), 정공차단층(HBL; B3PYMPM; 100 Å), 전자수송층(ETL: TPBi, 250 Å), 전자주입층(EIL; LiF, 8 Å), 음극(Al; 1000 Å). A hole injection layer (HIL; HAT-CN, 70 ANGSTROM), a hole transport layer (HTL; NPB, 780 ANGSTROM), an electron blocking layer (EBL; mCBP, 150 ANGSTROM) A retardation fluorescent material of 4CzIPN of 30 wt% doping, 350 ANGSTROM), a hole blocking layer (HBL; B3PYMPM; 100 ANGSTROM), an electron transport layer (ETL: TPBi, 250 ANGSTROM), an electron injection layer (EIL; LiF, 8 ANGSTROM) Cathode (Al; 1000 A).

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 내지 4: 유기발광다이오드 제작Examples 2 to 4: Fabrication of organic light emitting diodes

발광물질층의 호스트로서 화합물 1 대신에 합성예 2에서 합성한 화합물 2(실시예 2), 합성예 3에서 합성한 화합물 3(실시예 3), 합성예 4에서 합성한 화합물 4(실시예 4)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 유기발광다이오드를 제작하였다. Compound 2 (Example 2) synthesized in Synthesis Example 2, Compound 3 (Example 3) synthesized in Synthesis Example 3, Compound 4 (Synthesis Example 4) synthesized in Synthesis Example 4 (Example 4) ) Was used as the organic light emitting diode, and the procedure of Example 1 was repeated to produce an organic light emitting diode.

비교예: 유기발광다이오드 제작Comparative Example: Fabrication of organic light emitting diode

발광물질층의 호스트로서 화합물 1 대신에 하기에 표시한 물질을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 유기발광다이오드를 제작하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the following compounds were used instead of Compound 1 as the host of the luminescent material layer to prepare an organic light emitting diode.

[비교예 호스트][Comparative Example Host]

Figure pat00098
Figure pat00098

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

실시예 1 내지 실시예 4와, 비교예에서 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. 각각의 유기발광다이오드에 대하여 10 ㎃/㎠의 전류밀도에서 측정한 구동 전압(V), 전류효율(cd/A), 전력효율(lm/W), 외부양자효율(EQE), CIE 색좌표 및 3000 nit에서 밝기가 95%로 감소될 때까지의 시간(T95)를 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 2에 나타낸다. The properties of the organic light emitting diodes fabricated in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 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). (Cd / A), power efficiency (lm / W), external quantum efficiency (EQE), CIE chromaticity coordinates, and 3000 (nm) of the organic light emitting diodes at a current density of 10 mA / The time from the nit to the time when the brightness was reduced to 95% (T 95 ) was measured. The measurement results are shown in Table 2 below.

유기발광다이오드의 물성Properties of Organic Light Emitting Diodes 소자device VV cd/Acd / A lm/Wlm / W EQE (%)EQE (%) CIE(x)CIE (x) CIE(y)CIE (y) T95 T 95 비교예 Comparative Example 4.824.82 45.545.5 29.729.7 15.415.4 0.3420.342 0.5970.597 200200 실시예 1Example 1 4.224.22 48.748.7 36.236.2 16.616.6 0.3480.348 0.5960.596 280280 실시예 2Example 2 4.424.42 52.152.1 37.037.0 17.517.5 0.3520.352 0.5930.593 332332 실시예 3Example 3 4.414.41 46.446.4 33.133.1 15.715.7 0.3680.368 0.5870.587 318318 실시예 4Example 4 3.903.90 47.247.2 38.338.3 16.016.0 0.3430.343 0.5970.597 320320

표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예의 물질을 발광물질층의 호스트로 사용한 경우와 비교해서, 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물을 발광물질층의 호스트로 사용한 경우, 구동 전압은 최대 23.6% 감소하였고, 전류효율, 전력효율, 외부양자효율 및 소자 수명(T95)은 각각 최대 14,5%, 28.6%, 13.6% 및 66% 향상되었다. 결국, 본 발명의 유기 화합물을 유기발광층에 적용하여 발광다이오드의 구동 전압을 낮추고, 발광 효율이 향상되며, 소자 수명을 개선할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 유기 화합물이 적용된 유기발광다이오드를 이용하여, 소비 전력을 낮추고, 발광 효율 및 소자 수명이 향상된 유기발광다이오드 표시장치 및/또는 조명 장치와 같은 발광 장치 등에 활용될 수 있다. As shown in Table 2, when the organic compound synthesized according to the present invention was used as a host of the light emitting material layer, the driving voltage was reduced by a maximum of 23.6% as compared with the case where the material of the comparative example was used as the host of the light emitting material layer, Current efficiency, power efficiency, external quantum efficiency and device lifetime (T 95 ) were increased by up to 14.5%, 28.6%, 13.6% and 66%, respectively. As a result, it has been confirmed that the organic compound of the present invention is applied to the organic light emitting layer to lower the driving voltage of the light emitting diode, improve the light emitting efficiency, and improve the device lifetime. Accordingly, the organic light emitting diode according to the present invention can be utilized for an organic light emitting diode display device and / or a light emitting device such as an illumination device, which has low power consumption and improved luminous efficiency and device life.

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은, 첨부하는 청구범위를 통하여 분명하다.Although the present invention has been described based on the exemplary embodiments and examples of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the technical ideas described in the embodiments and examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention. It is evident, however, that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes as fall within the 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: 전자차단층 265: 정공차단층
300: 유기발광다이오드 표시장치 Td: 구동 박막트랜지스터
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: electron blocking layer 265: hole blocking layer
300: organic light emitting diode display Td: driving thin film transistor

Claims (12)

하기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물.
화학식 1
Figure pat00099

(화학식 1에서, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 실릴기, C1~C20 알킬기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알킬아민기, C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 알킬아릴기, C4~C30 헤테로 알킬아릴기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기, C4~C30 헤테로 아릴아민기, 또는 인접한 기와 서로 합쳐져서 치환되지 않거나 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기로 치환된 축합 고리를 형성함; X와 Y는 각각 독립적으로 산소(O) 또는 황(S)임)
An organic compound represented by the following formula (1).
Formula 1
Figure pat00099

Wherein R 1 to R 15 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, silyl groups, C 1 to C 20 alkyl groups, C 1 to C 20 alkoxy groups, C 1 to C 20 alkylamine groups, C 5 ~ C 30 Homo aryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo alkylaryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl-alkyl aryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine group, a C 4 ~ C 30 heteroaryl amine group, or adjacent groups unsubstituted or combined substituted each other C 5 ~ C 30-homo-aryl group or a C 4 ~ C 30 heteroaryl group X and Y are each independently oxygen (O) or sulfur (S)
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 하기 화학식 2a 또는 화학식 2b로 표시되는 화합물인 유기 화합물.
화학식 2a
Figure pat00100

화학식 2b
Figure pat00101

(화학식 2a 및 2b에서, R1 내지 R15, X, Y는 각각 화학식 1에서 정의된 것과 동일함)
The method according to claim 1,
Wherein the organic compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (2a) or (2b).
Formula 2a
Figure pat00100

2b
Figure pat00101

(In the formulas (2a) and (2b), R 1 to R 15 , X and Y are each the same as defined in formula (1)
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 화합물인 유기 화합물.
화학식 3
Figure pat00102

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The method according to claim 1,
Wherein the organic compound represented by the formula (1) is any compound represented by the following formula (3).
(3)
Figure pat00102

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Figure pat00160

Figure pat00161

서로 마주하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및
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 pat00162

(화학식 1에서, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 삼중수소, 실릴기, C1~C20 알킬기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알킬아민기, C5~C30 호모 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 알킬아릴기, C4~C30 헤테로 알킬아릴기, C5~C30 호모 아릴옥실기, C4~C30 헤테로 아릴옥실기, C5~C30 호모 아릴아민기, C4~C30 헤테로 아릴아민기, 또는 인접한 기와 서로 합쳐져서 치환되지 않거나 C5~C30 호모 아릴기 또는 C4~C30 헤테로 아릴기로 치환된 축합 고리를 형성함; X와 Y는 각각 독립적으로 산소(O) 또는 황(S)임)
A first electrode and a second electrode facing each other; And
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 pat00162

Wherein R 1 to R 15 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, tritium, silyl groups, C 1 to C 20 alkyl groups, C 1 to C 20 alkoxy groups, C 1 to C 20 alkylamine groups, C 5 ~ C 30 Homo aryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 Homo alkylaryl group, C 4 ~ C 30 heteroaryl-alkyl aryl group, C 5 ~ C 30 Homo aryloxy group, C 4 ~ C 30 heteroaryloxy group, C 5 ~ C 30 Homo arylamine group, a C 4 ~ C 30 heteroaryl amine group, or adjacent groups unsubstituted or combined substituted each other C 5 ~ C 30-homo-aryl group or a C 4 ~ C 30 heteroaryl group X and Y are each independently oxygen (O) or sulfur (S)
제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 2a 또는 화학식 2b로 표시되는 화합물인 유기발광다이오드.
화학식 2a
Figure pat00163

화학식 2b
Figure pat00164

(화학식 2a 및 2b에서, R1 내지 R15, X, Y는 각각 화학식 1에서 정의된 것과 동일함)
5. The method of claim 4,
Wherein the organic compound is a compound represented by the following formula (2a) or (2b).
Formula 2a
Figure pat00163

2b
Figure pat00164

(In the formulas (2a) and (2b), R 1 to R 15 , X and Y are each the same as defined in formula (1)
제 4항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 화합물인 유기발광다이오드.
화학식 3
Figure pat00165

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5. The method of claim 4,
Wherein the organic compound represented by Formula 1 is any compound represented by Formula 3 below.
(3)
Figure pat00165

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제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물은, 발광물질층의 호스트로 사용되는 유기발광다이오드.
5. The method of claim 4,
Wherein the organic compound is used as a host of the light emitting material layer.
제 7항에 있어서,
상기 발광물질층은 도펀트를 더욱 포함하는 유기발광다이오드.
8. The method of claim 7,
Wherein the light emitting material layer further comprises a dopant.
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 8항에 있어서,
상기 도펀트의 여기 상태 단일항 에너지 준위(S1 D)와 여기 상태 삼중항 에너지 준위(T1 D)의 차이(ΔEST D)가 0.3 eV 이하인 유기발광다이오드.
9. The method of claim 8,
Excited state singlet energy level (S 1 D) and the organic light emitting diode difference (ΔE ST D) is 0.3 eV or less of the excited state triplet energy level (T 1 D) of the dopant.
기판;
상기 기판 상에 위치하며 제 4항 내지 제 10항 중 어느 하나의 기재된 유기발광다이오드; 및
상기 기판 상에 위치하며 상기 유기발광다이오드의 제 1 전극과 연결되는 구동 소자
를 포함하는 유기발광장치.
Board;
The 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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