WO2017116169A1 - 신규한 유기화합물 및 상기 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자 - Google Patents

신규한 유기화합물 및 상기 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자 Download PDF

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유지웅
홍상훈
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    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Definitions

  • the present invention relates to novel organic compounds used in organic electroluminescent devices and organic electroluminescent devices comprising such organic compounds. Specifically, the present invention relates to a novel pyrene-based organic compound and an organic light emitting device using the same.
  • OLEDs were manufactured in 1987 by Kodak's C.W. Since Tang developed the first organic EL devices (CW Tang, SA Vanslyke, Applied Physics Letters, Vol. 51, p. 913, 1987) using aluminum compounds in aromatic diamines as light emitting layers, a multilayered thin-film organic field Research on light emitting devices and organic materials has been actively conducted.
  • the organic light emitting display device is simpler in structure than other flat panel display devices such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and a field emission display (FED), has various advantages in the manufacturing process, and has high luminance and viewing angle. Due to its excellent characteristics, fast response speed and low driving voltage, it has been commercialized as a light source such as a back light of a flat panel display such as a wall-mounted TV or a display, an illumination, a billboard.
  • a light source such as a back light of a flat panel display such as a wall-mounted TV or a display, an illumination, a billboard.
  • an organic light emitting display device is a device in which holes and electrons meet and emit light when a voltage is applied to a cathode (electron injection electrode) and an anode (hole injection electrode). It has a structure including an organic layer.
  • the organic light emitting device may include a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an electron transport layer (ETL), or an electron injection, in addition to the light emitting layer (EML).
  • Electron Injection Layer (EIL) may be included, and may further include an Electron Blocking Layer (EBL) or a Hole Blocking Layer (HBL) as necessary to increase the efficiency of the light emitting layer. have.
  • the organic light emitting device including all of these organic layers has a structure stacked in the order of anode / hole injection layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode.
  • the organic materials used in the organic light emitting device are pure organic materials or organic metal complexes that form complexes of organic materials and metals, and according to the purpose, hole injection materials, hole transport materials, light emitting materials, and electron transport materials are used. , Electron injection materials, and the like.
  • organic materials having relatively low ionization energy are mainly used as the hole injection materials or hole transport materials
  • organic materials having a relatively high electronegativity are mainly used as the electron injection materials or the electron transport materials.
  • the material used as the light emission auxiliary layer preferably satisfies the following characteristics.
  • the material used in the organic light emitting device is preferably excellent in thermal stability. This is because joule heating occurs due to the movement of charges in the organic light emitting display device.
  • the glass transition temperature (Tg) is 60 and 96, respectively, in the case of TPD or NPB, which is mainly used as a hole transport layer material, crystallization occurs and the luminous efficiency decreases when driving at a high temperature.
  • organic materials adjacent to the cathode and the anode should be designed to have a small injection injection barrier and have a high mobility of charge.
  • an energy barrier is always present at the interface between the electrode and the organic layer, and the interface between the organic layer and the organic layer inevitably accumulates a part of the charge, so a material having excellent electrochemical stability should be used.
  • the light emitting layer is composed of two materials, a host and a dopant.
  • the dopant must have a high quantum efficiency, and the host has a larger energy gap than the dopant, so that the energy transfer to the dopant should occur well.
  • Display used in TV, mobile, etc. is full color with three colors of red, green, and blue, and the light emitting layer is composed of red host / dopant, green host / dopant, and blue host / dopant, respectively.
  • the blue light emitting layer is the biggest inferior in life, efficiency and color purity compared to other colors.
  • Perylene, Comarine, Anthracene, and Pyrene are used for the blue dopant, and these fluorescent compounds are used in photocatalyst, semiconductor, charge transport, crystallography, carbon nanotube (CNT), DNA probes (DNA), dendrimers (Dendrimer), etc. are also used in various fields.
  • the pyrene-based compound has a smaller full width at half maximum (FWHM) than other materials and is actively applied to a blue light emitting layer.
  • FWHM full width at half maximum
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems of the prior art by introducing a cyclic alkyl group into the pyrene molecule and designing the molecule into an asymmetric structure.
  • the present invention provides a novel organic compound that weakens the ⁇ - ⁇ interaction between molecules to allow sublimation and deposition even at low temperatures, and has a shorter maximum emission wavelength than conventional compounds, resulting in a deeper blue color. To provide.
  • the present invention also seeks to provide an organic compound that prevents exciter generation of pyrene molecules and increases the electron density of the core and the stability of the dopant, thereby increasing the efficiency and life of the device.
  • the present invention solves the process productivity and cost problems of existing blue dopant materials by improving solubility in solution, and is an organic compound that can be easily implemented in a solution process rather than a deposition process that must be accompanied by an existing OLED process. To provide.
  • the present invention also aims to provide a deep blue based blue host / dopant system suitable for AM-OLED.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device using the organic compound.
  • the present invention provides a novel organic compound represented by the following formula (1)
  • L 1 includes C 1 , C 2 and C 3 to form a saturated or unsaturated ring of C 4 to C 7 , which ring may be substituted with C 1 to C 10 alkyl,
  • R 1 to R 8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, nitro group , cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alken having 2 to 30 carbon atoms Nyl group, substituted or unsubstituted 2 to 30 carbon atoms Alkynyl groups, substituted or unsubstituted C3-C30 cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C2-C30 heteroalkyl groups, substituted or unsubstituted C7-C30 aralkyl groups, substituted or unsubstituted C6-C30 of Aryl groups, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms Heteroaryl group, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms A heteroarylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl
  • R 1 to R 8 may be the same or different substituents, and may be the same or different from each other independently, each independently deuterium, urethane group, carboxy group, cyano group, nitro group, halogen group, hydroxy group, Carboxylate group, alkyl group of 1 to 30 carbon atoms, alkenyl group of 2 to 30 carbon atoms, alkynyl group of 2 to 24 carbon atoms, cycloalkyl group of 3 to 30 carbon atoms, heteroalkyl group of 2 to 30 carbon atoms, arylene of 7 to 30 carbon atoms Alkyl group, C6-C30 aryl group, C2-C30 heteroaryl group, C3-C30 heteroarylalkyl group, C1-C30 alkoxy group, C1-C30 alkylamino group, C6-C30 aryl Amino group, C6-C30 aralkylamino group, C2-C24 hetero arylamino group, C1
  • the first electrode A second electrode opposed to the first electrode; It includes at least one organic layer interposed between the first electrode and the second electrode, the at least one organic layer provides an organic electroluminescent device comprising at least one organic compound according to the formula (1).
  • the organic compound according to the present invention is capable of producing a dark blue blue host / dopant system suitable for AM-OLED by shifting the emission wavelength toward shorter wavelengths of 7 nm or more compared to existing blue dopants.
  • the organic compound according to the present invention may provide a blue host / dopant system having an improved lifetime by introducing a cyclized alkyl group into the pyrene molecule and lowering the symmetry of the molecule.
  • the organic electroluminescent device manufactured using the organic compound according to the present invention implements a device having excellent color purity and high efficiency.
  • FIG. 1 is an NMR result of intermediate material A.
  • One embodiment of the present invention provides a novel organic compound represented by the following formula (1).
  • L 1 includes C 1 , C 2 and C 3 to form a saturated or unsaturated ring of C 4 to C 7 , which ring may be substituted with C 1 to C 10 alkyl,
  • R 1 to R 8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, nitro group , cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alken having 2 to 30 carbon atoms Nyl group, substituted or unsubstituted 2 to 30 carbon atoms Alkynyl groups, substituted or unsubstituted C3-C30 cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C2-C30 heteroalkyl groups, substituted or unsubstituted C7-C30 aralkyl groups, substituted or unsubstituted C6-C30 of Aryl groups, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms Heteroaryl group, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms A heteroarylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl
  • R 1 to R 8 may be the same or different substituents, and may be the same or different from each other independently, each independently deuterium, urethane group, carboxy group, cyano group, nitro group, halogen group, hydroxy group, Carboxylate group, alkyl group of 1 to 30 carbon atoms, alkenyl group of 2 to 30 carbon atoms, alkynyl group of 2 to 24 carbon atoms, cycloalkyl group of 3 to 30 carbon atoms, heteroalkyl group of 2 to 30 carbon atoms, arylene of 7 to 30 carbon atoms Alkyl group, C6-C30 aryl group, C2-C30 heteroaryl group, C3-C30 heteroarylalkyl group, C1-C30 alkoxy group, C1-C30 alkylamino group, C6-C30 aryl Amino group, C6-C30 aralkylamino group, C2-C24 hetero arylamino group, C1
  • Another embodiment of the present invention provides a light emitting layer forming material comprising an organic compound represented by the formula (1).
  • Chemical Formula 1 may be an organic compound represented by Chemical Formula 2.
  • R 1 to R 8 are the same as defined in Formula 1,
  • n is an integer of 1 to 3
  • R 9 and R 10 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 9 and substituents of R 10 are the same or different and each independently may be the same or different, each independently represent a deuterium, a urethane group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, a halogen group, a hydroxyl group, a carboxylate Group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 24 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, and a heteroalkyl group having 2 to 30 carbon atoms.
  • the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by the following formula (13):
  • R 1 to R 10 are the same as defined in Formula 1 and Formula 2.
  • any one of R 1 to R 8 may be a functional group represented by the following formula (3):
  • L is a single bond, a substituted or unsubstituted C 6 -C 18 arylene group or a substituted or unsubstituted C 6 -C 18 heteroarylene group,
  • M is hydrogen, deuterium or a functional group represented by the formula (4),
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted Of 2 to 24 carbon atoms Alkynyl group, substituted or unsubstituted heteroalkyl group having 2 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon group having 7 to 30 carbon atoms Aralkyl group, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms Aryl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 30 Heteroaryl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 30 heteroarylalkyl group substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and arylsilyl group having 6 to 30 carbon atoms, or Ar 1 and Ar 2 May be
  • the substituents of L, Ar 1 and Ar 2 may be the same or different substituents, and may each independently be the same or different from each other, and each independently deuterium, urethane group, carboxy group, cyano group, nitro group, halogen group, Hydroxy group, carboxylate group, alkyl group of 1 to 30 carbon atoms, alkenyl group of 2 to 30 carbon atoms, alkynyl group of 2 to 24 carbon atoms, cycloalkyl group of 3 to 30 carbon atoms, heteroalkyl group of 2 to 30 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms Aralkyl group, C6-C30 aryl group, C2-C30 heteroaryl group, C3-C30 heteroarylalkyl group, C1-C30 alkoxy group, C1-C30 alkylamino group, C6-C30 Arylamino group, C6-C30 aralkylamino group, C2-C24 hetero arylamino group, C1
  • Ar 1 and Ar 2 may be a substituent selected from the group consisting of compounds represented by the following Chemical Formulas 5 to 10, but is not limited thereto:
  • p is an integer from 0 to 4,
  • q is an integer of 0 to 3
  • X 1 is selected from the group consisting of C (R 13 ), N, S and O,
  • X 2 , X 3 , X 4 and X 6 are the same as or different from each other, and are each independently selected from the group consisting of C (R 13 ) (R 14 ), N (R 13 ), S and O,
  • X 5 and X 7 are the same as or different from each other, and each independently C (R 13 ) or N,
  • R 11 to R 14 are the same or different, each independently each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted C 1 alkyl group of 1 to 30, a substituted or unsubstituted C2 to 30 alkenyl group, substituted or unsubstituted 2 to 24 carbon atoms Alkynyl group, substituted or unsubstituted heteroalkyl group having 2 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon group having 7 to 30 carbon atoms Aralkyl group, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms Aryl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 30 Heteroaryl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 30 heteroarylalkyl group substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 30 carbon atoms and arylsilyl group having 6 to 30 carbon
  • R 11 to R 14 may be the same or different substituents, and may each independently be the same or different from each other, and each independently deuterium, urethane, carboxy group, cyano group, nitro group, halogen group, hydroxy group, Carboxylate group, alkyl group of 1 to 30 carbon atoms, alkenyl group of 2 to 30 carbon atoms, alkynyl group of 2 to 24 carbon atoms, cycloalkyl group of 3 to 30 carbon atoms, heteroalkyl group of 2 to 30 carbon atoms, arylene of 7 to 30 carbon atoms Alkyl group, C6-C30 aryl group, C2-C30 heteroaryl group, C3-C30 heteroarylalkyl group, C1-C30 alkoxy group, C1-C30 alkylamino group, C6-C30 aryl Amino group, aralkylamino group having 6 to 30 carbon atoms, heteroarylaryl group having 2 to 24 carbon
  • Ar 1 and Ar 2 may be connected to each other with N of M to form a ring, and may be a compound represented by the following Chemical Formula 11 or 12, but is not limited thereto.
  • X 8 and X 9 are the same as or different from each other, and are each independently selected from the group consisting of C (R 15 ) (R 16 ), N (R 15 ), S and O,
  • R 15 and R 16 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon number 2 to 30 alkenyl group, substituted or unsubstituted 2 to 24 carbon atoms Alkynyl group, substituted or unsubstituted heteroalkyl group having 2 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted carbon group having 7 to 30 carbon atoms Aralkyl group, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms Aryl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 30 Heteroaryl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 30 heteroarylalkyl group substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 30 carbon atoms and arylsilyl group having 6 to 30 carbon atoms
  • R 15 and R 16 may be the same or different substituents, and may each independently be the same or different from each other, and each independently deuterium, urethane group, carboxy group, cyano group, nitro group, halogen group, hydroxy group, Carboxylate group, alkyl group of 1 to 30 carbon atoms, alkenyl group of 2 to 30 carbon atoms, alkynyl group of 2 to 24 carbon atoms, cycloalkyl group of 3 to 30 carbon atoms, heteroalkyl group of 2 to 30 carbon atoms, arylene of 7 to 30 carbon atoms Alkyl group, C6-C30 aryl group, C2-C30 heteroaryl group, C3-C30 heteroarylalkyl group, C1-C30 alkoxy group, C1-C30 alkylamino group, C6-C30 aryl Amino group, C6-C30 aralkylamino group, C2-C24 hetero arylamino group,
  • the compound represented by Formula 1 may be selected from the group consisting of the following compounds:
  • the organic compound according to formula (I) of the present invention may be used as a blue dopant material.
  • the organic compound is a blue dopant material and provides a dark blue blue host / dopant system suitable for AM-OLED by shifting an emission wavelength toward shorter wavelengths of 7 nm or more compared to a conventional blue dopant.
  • the organic compound according to Chemical Formula 1 of the present invention prevents excited dimer formation of the dopant by introducing an alkyl group of a cyclic compound inside the pyrene molecular core, and increases the electron density of the core and the stability of the dopant. Increases efficiency and lifespan.
  • the organic compound according to Chemical Formula 1 of the present invention has excellent solubility in solution, and thus has an easy characteristic in manufacturing a solution process OLED device, and reduces the production process cost.
  • One embodiment of the present invention provides a light emitting layer forming material comprising an organic compound according to formula (1).
  • the light emitting layer forming material may include a conventionally added material, for example, a known dopant and a host material.
  • the host material may be at least one selected from naphthalene, anthracene, pyrene, phenanthrene, fluoranthene, chrysene, perylene, naphthacene or pentacene.
  • the dopant may be a material for a blue dopant.
  • Another embodiment of the present invention is an organic electroluminescent device in which an organic thin film layer including one or more layers including at least a light emitting layer is stacked between a cathode and an anode, wherein the light emitting layer is one organic compound represented by Chemical Formula 1
  • the present invention relates to an organic light emitting display device, which is contained alone or in combination of two or more thereof.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure in which an anode (hole injection electrode), a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), a light emitting layer (EML) and a cathode (electron injection electrode) are sequentially stacked.
  • the electron blocking layer EBL may be further disposed between the anode and the light emitting layer, and the electron transport layer ETL and the electron injection layer EIL may be further included between the cathode and the light emitting layer.
  • a hole blocking layer (HBL) may be further included between the cathode and the light emitting layer.
  • the organic electroluminescent device of the present invention will be described by way of example. However, the contents exemplified below do not limit the organic light emitting device of the present invention.
  • a positive electrode is coated on a surface of a substrate by a conventional method to form a positive electrode.
  • the substrate used is preferably a glass substrate or a transparent plastic substrate excellent in transparency, surface smoothness, ease of handling and waterproof.
  • the positive electrode material indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO 2), zinc oxide (ZnO), and the like, which are transparent and have excellent conductivity, may be used.
  • a hole injection layer is formed on the surface of the anode by vacuum thermal evaporation or spin coating of a hole injection layer (HIL) material in a conventional manner.
  • hole injection layer materials include copper phthalocyanine (CuPc), 4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylamino) triphenylamine (m-MTDATA), 4,4', 4" -tris (3-methylphenyl Amino) phenoxybenzene (m-MTDAPB), starburst amines 4,4 ', 4 "-tri (N-carbazolyl) triphenylamine (TCTA), 4,4', 4" -tris Examples include (N- (2-naphthyl) -N-phenylamino) -triphenylamine (2-TNATA) or IDE406 available from Idemitsu.
  • a hole transport layer is formed on the surface of the hole injection layer by vacuum thermal evaporation or spin coating of a hole transport layer (HTL) material in a conventional manner.
  • HTL hole transport layer
  • the hole transport layer material bis (N- (1-naphthyl-n-phenyl)) benzidine ( ⁇ -NPD), N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-biphenyl -Benzidine (NPB) or N, N'-biphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD).
  • the light emitting layer (EML) material on the surface of the hole transport layer by vacuum thermal evaporation or spin coating in a conventional manner to form a light emitting layer.
  • EML light emitting layer
  • tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq 3 ), etc. may be used as the sole light emitting material or the light emitting host material among the light emitting layer materials, and in the case of blue, Balq (8-hydroxyquinoline) may be used.
  • the compound of the present invention may be preferably used as a blue fluorescent dopant, and as the other fluorescent dopant, IDE102, IDE105 and phosphorescent dopant, which are available from Idemitsu.
  • an electron blocking layer EBL may be further formed between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • An electron transport layer is formed on the surface of the light emitting layer by vacuum thermal evaporation or spin coating of an electron transport layer (ETL) material in a conventional manner.
  • ETL electron transport layer
  • the electron transport layer material used is not particularly limited, and preferably tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq 3) may be used.
  • HBL hole blocking layer
  • the phosphorescent dopant may be an organic compound represented by Formula 1 or Formula 2.
  • the hole blocking layer may be formed by vacuum thermal evaporation and spin coating of the hole blocking layer material in a conventional manner, and the hole blocking layer material is not particularly limited, but is preferably (8-hydroxyquinolinola).
  • Earth) lithium (Liq) bis (8-hydroxy-2-methylquinolinolato) -aluminum biphenoxide (BAlq), bathocuproine (BCP), LiF and the like can be used.
  • An electron injection layer is formed on the surface of the electron transport layer by vacuum thermal evaporation or spin coating of an electron injection layer (EIL) material in a conventional manner.
  • EIL electron injection layer
  • a material such as LiF, Liq, Li 2 O, BaO, NaCl, CsF, etc. may be used as the electron injection layer material.
  • the negative electrode material is formed on the surface of the electron injection layer by vacuum thermal deposition in a conventional manner.
  • the negative electrode material used is lithium (Li), aluminum (Al), aluminum-lithium (Al-Li), calcium (Ca), magnesium (Mg), magnesium-indium (Mg-In), magnesium-silver (Mg-Ag) and the like can be used.
  • indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) may be used to form a transparent cathode through which light can pass.
  • the capping layer CPL may be formed on the surface of the cathode by the composition for capping layer formation of the present invention.
  • the compound according to the present invention can be used as a dopant, especially a blue dopant, and has a shorter wavelength than the conventional compound, so that deep blue can be realized.
  • the substrate in which the Ag alloy, which is a light-reflective layer, and ITO (10 nm), which is an anode of the organic light emitting device, were sequentially stacked was patterned by dividing the substrate into a cathode, an anode region, and an insulating layer through a photo-lithograph process. Afterwards, UV Ozone treatment and O2: N2 plasma were used for the purpose of increasing the work-function and descum of the anode (ITO). 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN) was formed on the hole injection layer (HIL) to a thickness of 100 mm 3.
  • HIL hole injection layer
  • N4, N4, N4 ', N4'-tetra ([1,1'-biphenyl] -4-yl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'- Diamine was vacuum deposited to form a hole transport layer having a thickness of 1000 mm 3.
  • EBL electron blocking layer
  • HTL hole transport layer
  • Benzo [b, d] furan-4-amine was formed to a thickness of 150 ,, and 4% of compound 1 was doped with a dopant while simultaneously depositing ⁇ , ⁇ -ADN as a host of the blue light emitting layer on the electron blocking layer (EBL).
  • EBL light emitting layer
  • Electron transport layer was deposited to a thickness of 360 ⁇ by mixing, and magnesium (Mg) and silver (Ag) were deposited to a thickness of 160 ⁇ at a ratio of 9: 1 as the cathode.
  • -Biphenyl] -4,4'-diamine was deposited to a thickness of 63-65 nm.
  • the organic electroluminescent device was manufactured by bonding a seal cap with a UV curable adhesive on a capping layer (CPL) to protect the organic light emitting device from O 2 or moisture in the air.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using Compound 4-5 and Compound 11-16 instead of Compound 1 and adjusting the doping amount of the dopant.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using Compound 1-A instead of Compound 1 as a dopant.
  • Example 1 Comparative Example 1 1-A 4.0 3.8 4.8 0.136 0.055 8.7 Example 1 One 4.1 3.9 5.2 0.136 0.054 9.4 Example 2 4 3.9 4.5 5.6 0.140 0.054 10.3 Example 3 5 3.9 5.4 6.7 0.134 0.056 11.6 Example 4 11 3.9 5.4 6.7 0.128 0.081 9.2 Example 5 12 4.0 4.7 5.9 0.137 0.050 11.6 Example 6 13 4.0 4.3 5.5 0.138 0.050 10.5 Example 7 14 4.0 4.7 5.9 0.138 0.049 11.7 Example 8 15 3.9 5.1 6.4 0.135 0.056 11.6 Example 9 16 4.0 4.6 5.9 0.135 0.058 10.5
  • the present invention relates to novel organic compounds used in organic electroluminescent devices and organic electroluminescent devices comprising such organic compounds. Specifically, the present invention relates to a novel pyrene-based organic compound and an organic light emitting device using the same.

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Abstract

본 발명은 유기전계발광소자의 발광층에 사용되는 신규한 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 신규한 피렌계 유기 화합물을 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.

Description

신규한 유기화합물 및 상기 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자
본 발명은 유기전계발광소자에 사용되는 신규한 유기화합물 및 상기 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 신규한 피렌계 유기 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자에 관한 것이다.
유기전계발광소자(OLED)는 1987년 Kodak사의 C.W. Tang이 발광층으로 방향족 디아민(Di아민)에 알루미늄 화합물을 이용하여 최초의 유기 EL 소자(C. W. Tang, S. A. Vanslyke, Applied Physics Letters, 51권 913페이지, 1987년)를 개발한 이래로, 다층 박막 구조형 유기전계발광소자 및 유기 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 유기전계발광소자는 기존 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계 방출 디스플레이(FED) 등의 타 평판 표시 소자에 비해 구조가 간단하고, 제조 공정상 다양한 장점이 있으며 높은 휘도 및 시야각 특성이 우수하며, 응답속도가 빠르고 구동전압이 낮아 벽걸이 TV 등의 평판 디스플레이 또는 디스플레이의 배면광, 조명, 광고판 등의 광원으로서 제품화 되고 있다.
일반적으로, 유기전계발광소자는 음극(전자주입전극)과 양극(정공주입전극)에 전압을 인가하면 발광층에서 홀(Hole)과 전자가 만나서 빛을 방출하는 소자로, 상기 두 전극 사이에 복수의 유기층을 포함하는 구조를 갖는다. 이때, 유기전계발광소자는 발광층(EML, Light Emitting Layer) 이외에, 정공주입층(HIL, Hole Injection Layer), 정공수송층(HTL, Hole Transport Layer), 전자수송층(ETL, Electron Transport Layer) 또는 전자주입층(EIL, Electron Injection Layer)을 포함할 수 있으며, 발광층의 효율을 높이기 위하여 필요에 따라 전자차단층(EBL, Electron Blocking Layer) 또는 정공차단층(HBL, Hole Blocking Layer)을 추가로 포함할 수 있다. 이들 유기층을 모두 포함하는 유기전계발광소자는 양극 /정공주입층 /정공수송층 /전자차단층 /발광층 /정공차단층 /전자수송층 /전자주입층 /음극 순으로 적층된 구조를 갖는다.
유기전계발광소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기물질 또는 유기물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물(Organometallic Complex)이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입물질, 정공수송물질, 발광물질, 전자수송물질, 전자주입물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입물질이나 정공수송물질로는 상대적으로 이온화 에너지가 작은 유기물이 주로 사용되고 있으며 전자주입물질이나 전자수송물질로는 상대적으로 전기 음성도가 큰 유기물이 주로 사용되고 있다. 이외에, 발광 보조층으로 사용되는 물질은 아래의 특성을 만족시키는 것이 바람직하다.
첫째로, 유기전계발광소자에서 사용되는 물질은 열적 안정성이 우수한 것이 바람직하다. 유기전계발광소자 내에서는 전하들의 이동에 의한 줄열(Joule Heating)이 발생하기 때문이다. 현재, 정공 수송층 물질로 주로 사용되는 TPD 또는 NPB의 경우 유리전이온도(Tg)가 각각 60 및 96로 낮기 때문에 높은 온도에서 구동할 경우 결정화가 발생하여 발광 효율이 감소하는 현상이 발생하게 된다.
둘째로, 저전압 구동이 가능하기 위해서 음극과 양극과 인접하는 유기물들은 전하 주입장벽(Injection Barrier)이 작도록 설계 되어야 하며 전하 이동도(Mobility)가 높아야 한다.
셋째로, 전극과 유기층의 계면, 유기층과 유기층의 계면에서는 항상 에너지 장벽이 존재하여 불가결하게 전하가 일부 축적되므로 전기화학적 안정성이 우수한 물질이 사용되어야 한다.
발광층은 호스트(host)와 도펀트(dopant)의 두 물질로 구성되며 도펀트는 양자 효율이 높아야 하며, 호스트는 도펀트보다 에너지 갭이 커서 도펀트로의 에너지 전이가 잘 일어나게 해야 한다. TV, Mobile 등에 사용되는 Display는 적색, 녹색, 청색의 3가지 색으로 Full color를 구현하고 있으며 발광층은 각각 적색호스트/도펀트, 녹색호스트/도펀트 그리고 청색호스트/도펀트로 구성 된다. 현재까지 청색 발광층은 다른 색들에 비하여 수명, 효율 및 색순도에 있어 가장 큰 열세에 있다.
청색 도펀트로 사용되는 물질은 퍼릴렌(Perylene), 코마린(Coumarine), 안트라센(Anthracene), 피렌(Pyrene)등이 사용되고 있으며 이들 형광성 화합물은 광촉매, 반도체, 전하수송 분야, 결정학 분야, 탄소나노튜브(CNT), DNA 탐침(DNA Probe), 덴드리머(Dendrimer) 등의 다양한 분야에서도 사용되고 있다. 특히 피렌계 화합물은 다른 물질에 비하여 발광 파장의 반치폭(FWHM: Full width at half maximum)이 작아서 청색 발광층에 활발히 적용되고 있다. 피렌계 화합물을 이용한 청색 발광 유기전계발광소자의 경우 미국특허 제7233019호, 한국공개특허공보 제2006-0006760호, 제2003-0054519호, 제2005-0101026호, 제2006-7023411호, 제2008-0123423호, 제2008-0133717호, 제2002-0066342호, 제2005-7005834호, 제2005-7017372호, 제2006-7023676호, 제2006-7024933호, 제2007-7005909호, 제2007-0140174호, 제2009-0071884호, 제2009-0124172호 등에 개시되어 있으나 높은 양자 효율을 가지며 진한 청색(Deep Blue)을 구현할 수 있는 물질 개발이 계속 요구 되고 있다. 특히 RGB를 픽셀화 하기 위하여 잉크젯(Ink Jet) 방식의 용액 공정을 사용하고 있는데 이를 위해 용해도가 뛰어난 물질의 개발이 절실히 요구되고 있는 상황이다.
본 발명은 피렌 분자 내부에 고리화된 알킬기를 도입하고, 분자를 비대칭 구조로 디자인함으로써, 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명은, 분자간의 π-π 인력(Interaction)을 약하게 하여 물질이 낮은 온도에서도 승화 및 증착이 가능하며, 종래 화합물에 비해 짧은 최대 발광 파장을 가짐으로써 더욱 진한 청색을 구현하는 신규한 유기화합물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 피렌 분자의 들뜬이합체(Excimer) 생성을 방해하고 코어의 전자 밀도와 도펀트의 안정성을 증가시켜 소자의 효율 및 수명 증가를 가능하게 하는 유기 화합물을 제공하고자 한다.
본 발명은, 용액에 대한 용해도를 개선하여 기존 청색 도펀트 물질이 가지고 있는 공정상의 생산성과 비용문제를 해결하고 기존 OLED 공정에서 수반되어야 하는 증착 공정이 아닌 용액 공정에서도 쉽게 소자를 구현하는 것이 가능한 유기화합물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 AM-OLED에 적합한 진한 청색(Deep Blue) 계열의 청색 호스트/도펀트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 유기화합물을 이용한 유기전계발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 유기화합물을 제공한다
[화학식 1]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000001
여기서,
L1은 C1, C2 및 C3를 포함하여 C4~C7의 포화 또는 불포화 고리를 형성하며, 상기 고리는 C1~C10 알킬로 치환될 수 있으며,
R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트로기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 R1 내지 R8의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 구현예는, 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 하나 이상의 유기층을 포함하며, 상기 하나 이상의 유기층은 상기 화학식 1에 따른 유기화합물을 하나 이상 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.
본 발명에 따른 유기화합물은 청색 도펀트 물질로서 발광 파장을 기존 청색 도펀트 대비 7nm 이상 단파장 쪽으로 이동시킴으로써 AM-OLED에 적합한 진한 청색의 청색 호스트/도펀트 시스템의 제조가 가능하다.
본 발명에 따른 유기화합물은 피렌 분자 내부에 고리화된 알킬기를 도입하고 분자의 대칭성을 낮추어 수명이 개선된 청색 호스트/도펀트 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 유기화합물은 용액에 대한 용해도 개선을 통한 생산 공정 비용 절감 및 용액 공정 OLED 소자 제작에 용이한 특성을 갖는다
본 발명에 따른 유기화합물을 사용하여 제조되는 유기전계발광소자는 우수한 색순도, 고효율의 소자를 구현한다.
도 1은 중간체 물질 A의 NMR 결과이다.
본 발명의 일 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 유기화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000002
여기서,
L1은 C1, C2 및 C3를 포함하여 C4~C7의 포화 또는 불포화 고리를 형성하며, 상기 고리는 C1~C10 알킬로 치환될 수 있으며,
R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트로기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 R1 내지 R8의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 구현예는 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 유기화합물을 포함하는 발광층 형성용 재료를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 유기화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000003
여기서,
R1 내지 R8은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
n은 1 내지 3의 정수이며,
R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 R9 및 R10의 치환기는 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기 및 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 13로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 13]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000004
여기서,
상기 R1 내지 R10은 상기 화학식 1 및 화학식 2에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 R1 내지 R8 중 어느 하나는 하기 화학식 3로 표시되는 작용기일 수 있다:
[화학식 3]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000005
[화학식 4]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000006
여기서,
L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6-C18 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6-C18 헤테로아릴렌기이며,
M은 수소, 중수소 또는 상기 화학식 4로 표시되는 작용기이며,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 헤테로아릴알킬기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 Ar1 및 Ar2은 서로 연결되어, 하나 이상의 N, O 또는 S를 포함하는 6원 내지 18원의 고리를 형성할 수 있으며,
상기 L, Ar1 및 Ar2의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 하기 화학식 5 내지 10으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기일 수 있지만, 예시에 국한되지 않는다:
[화학식 5]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000007
[화학식 6]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000008
[화학식 7]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000009
[화학식 8]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000010
[화학식 9]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000011
[화학식 10]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000012
여기서,
*는 결합이 이루어지는 부분이며,
p는 0 내지 4의 정수이며,
q는 0 내지 3의 정수이며,
X1는 C(R13), N, S 및 O로 이루어진 군으로부터 선택되며,
X2, X3, X4 및 X6는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로, C(R13)(R14), N(R13), S 및 O로 이루어진 군으로부터 선택되며,
X5 및 X7은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C(R13) 또는 N이며,
R11 내지 R14는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 헤테로아릴알킬기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나,
상기 R11 내지 R14의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 한 구현예에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 M의 N과 서로 연결되어 고리를 형성하여, 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 화합물일 수 있지만, 예시에 국한되는 것은 아니다:
[화학식 11]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000013
[화학식 12]
Figure PCTKR2016015488-appb-I000014
여기서,
X8 및 X9는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C(R15)(R16), N(R15), S 및 O로 이루어진 군으로부터 선택되며,
R15 및 R16는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 헤테로아릴알킬기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나,
상기 R15 및 R16의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 한 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
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본 발명의 화학식 I에 따른 유기화합물은 청색 도펀트 물질로 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 유기화합물은 청색 도펀트 물질로서 발광 파장을 기존 청색 도펀트 대비 7nm 이상 단파장 쪽으로 이동시킴으로써 AM-OLED에 적합한 진한 청색의 청색 호스트/도펀트 시스템을 제공한다.
본 발명의 화학식 1에 따른 유기화합물은 피렌 분자 코어(Core) 내부에 고리 화합물의 알킬기를 도입함으로써 도펀트의 들뜬 이합체(Excimer) 생성을 방해하고 코어의 전자 밀도와 도펀트의 안정성을 증가시켜, 소자의 효율 및 수명을 증가시킨다.
본 발명의 화학식 1에 따른 유기화합물은 용액에 대한 우수한 용해도를 가짐으로써, 용액 공정 OLED 소자 제작에 용이한 특성을 가지며, 생산 공정 비용을 감소시킨다.
본 발명의 일 구현예는 화학식 1에 따른 유기화합물을 포함하는 발광층 형성용 재료를 제공한다. 상기 발광층 형성용 재료는 통상적으로 첨가되는 물질, 예를 들면, 공지의 도펀트 및 호스트 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 호스트 물질은 나프탈렌, 안트라센, 피렌, 페난트렌, 플루오란텐, 크라이센, 페릴렌, 나프타센 또는 펜타센으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 상기 도펀트는 청색 도펀트용 재료일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 음극과 양극 사이에 적어도 발광층을 포함하는 일층 또는 복수층으로 이루어지는 유기 박막층이 적층되어 있는 유기전계발광소자에 있어서, 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 유기화합물을 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
본 발명의 유기전계발광소자는 양극(정공주입전극), 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML) 및 음극(전자주입전극)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 바람직하게는, 양극과 발광층 사이에 전자 차단층(EBL)을, 그리고 음극과 발광층 사이에 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL)을 추가로 포함할 수 있다. 또한 음극과 발광층 사이에 정공차단층(HBL)을 더 포함할 수도 있다. 이하에서, 본 발명의 유기전계발광소자에 대하여 예를 들어 설명한다. 그러나, 하기에 예시된 내용이 본 발명의 유기전계발광소자를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자의 제조방법으로는, 먼저 기판 표면에 양극용 물질을 통상적인 방법으로 코팅하여 양극을 형성한다. 이 때, 사용되는 기판은 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 또한, 양극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 양극 표면에 정공주입층(HIL) 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공주입층을 형성한다. 이러한 정공주입층 물질로는 구리프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)페녹시벤젠(m-MTDAPB), 스타버스트(starburst)형 아민류인 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민(TCTA), 4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐아미노)-트리페닐아민(2-TNATA) 또는 이데미츠사(Idemitsu)에서 구입가능한 IDE406을 예로 들 수 있다.
상기 정공주입층 표면에 정공수송층(HTL) 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층을 형성한다. 이때, 정공수송층 물질로는 비스(N-(1-나프틸-n-페닐))벤지딘(α-NPD), N,N'-다이(나프탈렌-1-일)-N,N'-바이페닐-벤지딘(NPB) 또는 N,N'-바이페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-다이아민(TPD)을 예로 들 수 있다.
상기 정공수송층 표면에 발광층(EML) 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 발광층을 형성한다. 이때, 사용되는 발광층 물질 중 단독 발광물질 또는 발광 호스트 물질은 녹색의 경우 트리스(8-하이드록시퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3) 등이 사용될 수 있으며, 청색의 경우 Balq(8-하이드록시퀴놀린베릴륨염), DPVBi(4,4'-비스(2,2-바이페닐에테닐)-1,1'-바이페닐)계열, 스피로(Spiro)물질, 스피로-DPVBi(스피로-4,4'-비스(2,2-바이페닐에테닐)-1,1'-바이페닐), LiPBO(2-(2-벤조옥사졸릴)-페놀 리튬염), 비스(바이페닐비닐)벤젠, 알루미늄-퀴놀린 금속착체, 이미다졸, 티아졸 및 옥사졸의 금속착체 등이 사용될 수 있다.
발광층 물질 중 발광 호스트와 함께 사용될 수 있는 도펀트의 경우, 청색 형광 도펀트로 본 발명의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 다른 형광 도펀트로서 이데미츠사(Idemitsu)에서 구입 가능한 IDE102, IDE105, 인광 도펀트로는 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)(Ir(ppy)3), 이리듐(III)비스[(4,6-다이플루오로페닐)피리디나토-N,C-2']피콜린산염(FIrpic) (참조문헌[Chihaya Adachi et al., Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 3082-3084]), 플라티늄(II)옥타에틸포르피린(PtOEP), TBE002(코비온사) 등이 사용될 수 있다.
선택적으로는, 정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층(EBL)을 추가로 형성할 수 있다.
상기 발광층 표면에 전자수송층(ETL) 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 전자수송층을 형성한다. 이때, 사용되는 전자수송층 물질의 경우 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 트리스(8-하이드록시퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3)을 사용할 수 있다.
선택적으로는, 발광층과 전자수송층 사이에 정공차단층(HBL)을 추가로 형성하고 발광층에 인광 도펀트를 함께 사용함으로써, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 인광 도펀트는 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기 화합물일 수 있다.
정공차단층의 형성은 정공차단층 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 및 스핀 코팅하여 실시할 수 있으며, 정공차단층 물질의 경우 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 (8-하이드록시퀴놀리놀라토)리튬(Liq), 비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리놀나토)-알루미늄비페녹사이드(BAlq), 바쏘쿠프로인 (bathocuproine, BCP) 및 LiF 등을 사용할 수 있다.
상기 전자수송층 표면에 전자주입층(EIL) 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 전자주입층을 형성한다. 이때, 사용되는 전자주입층 물질로는 LiF, Liq, Li2O, BaO, NaCl, CsF 등의 물질이 사용될 수 있다.
상기 전자주입층 표면에 음극용 물질을 통상적인 방법으로 진공 열증착하여 음극을 형성한다.
이때, 사용되는 음극용 물질로는 리튬(Li), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 사용될 수 있다. 또한, 전면발광 유기전계발광소자의 경우 산화인듐주석(ITO) 또는 산화인듐아연(IZO)를 사용하여 빛이 투과할 수 있는 투명한 음극을 형성할 수도 있다.
상기 음극의 표면에는 본 발명의 캡핑층 형성용 조성물에 의해 캡핑층(CPL)이 형성될 수 있다.
이하에서, 상기 화합물들의 합성방법을 대표적인 예를 들어 하기에 설명한다. 그러나, 본 발명의 화합물들의 합성방법이 하기 예시된 방법으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 화합물들은 하기에 예시된 방법과 이 분야의 공지의 방법에 의해 제조될 수 있다.
<합성 합성예>
중간체 A의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000227
2-메틸-4-(피렌-1-일)부탄-2-올 288.4g (1mol)을 Toluene 2.8L에 녹인 후 산을 10wt% 첨가하였다. Dean-Stark 장치를 이용하여 수분을 제거하면서 12시간 동안 가열/환류 상태로 교반하였다. 반응 완결을 확인 후 물 10L를 넣고 톨루엔 층을 추출한 후 물 1L로 다시 톨루엔 층을 추출하였다. 추출한 용액을 MgSO4처리하여 잔여 수분을 제거하고 진공 오븐에서 건조하였다. 이후 n-헥산으로 컬럼 정제하여 화합물 A 192.0g을 71%의 수율로 얻었다.
합성예 1
화합물 1의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000228
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(5-(tert-부틸)-2-메틸페닐)-2,4-디메틸아닐린 8.02g (30mmol)을 톨루엔 100ml에 녹인 후 NaOtBu 5.76g (60.0mmol), Pd2(dba)3 0.46g (0.5mmol), tBu3P 0.2g (1.0mmol)을 첨가하여 6시간 동안 가열/환류 상태로 교반하였다. 반응 완결을 확인 후 물 100ml를 넣고 톨루엔 층을 추출한 후 물 50ml 첨가하여 다시 톨루엔 층을 추출하였다. 추출한 용액을 MgSO4처리 하여 잔여 수분을 제거하고 진공 오븐에서 건조하였다. 이 후 n-헥산/MC로 컬럼 정제하여 화합물 1 5.06g을 60%의 수율로 얻었다.
합성예 2
화합물 2의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000229
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 비스(2,4-디메틸페닐)아민 6.76g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 2 4.93g을 65%의 수율로 얻었다.
합성예 3
화합물 3의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000230
1,7-디브로모-5,5,9-트리메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.42g (10.0mmol)과 N-(5-(tert-부틸)-2-메틸페닐)-2,4-디메틸아닐린 8.02g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 3 5.05g을 62%의 수율로 얻었다.
합성예 4
화합물 4의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000231
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 5-(tert-부틸)-2-메틸-N-(o-톨릴)아닐린 7.60g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 4 4.64g을 57%의 수율로 얻었다.
합성예 5
화합물 5의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000232
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 2,6-디메틸-N-(4-(메틸트리메틸실릴)페닐)아닐린 8.08g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 5 6.35g을 75%의 수율로 얻었다.
합성예 6
화합물 6의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000233
1,7-디브로모-5,5,9-메틸트리메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.42g (10.0mmol)과 5-(tert-부틸)-N-(2,5-디메틸페닐)-2-메틸아닐린 8.02g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 6 5.30g을 65%의 수율로 얻었다.
합성예 7
화합물 7의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000234
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 4-(tert-부틸)-2,6-디메틸-N-페닐아닐린 7.60g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 7 4.64g을 57%의 수율로 얻었다.
합성예 8
화합물 8의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000235
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(4-(tert-부틸)페닐)-2,6-디메틸아닐린 7.60g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 8 4.97g을 61%의 수율로 얻었다.
합성예 9
화합물 9의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000236
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 5-(tert-부틸)-N-(2,5-디메틸페닐)-2-메틸아닐린 8.02g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 9 5.56g을 66%의 수율로 얻었다.
합성예 10
화합물 10의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000237
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(3,5-디메틸페닐)-2,6-디메틸아닐린 6.76g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 10 4.48g을 59%의 수율로 얻었다.
합성예 11
화합물 11의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000238
1,7-디브로모-5,5,9-메틸트리메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.42g (10.0mmol)과 N-(4-이소프로필페닐)디벤조[b,d]푸란-3-아민 9.04g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 11 5.74g을 65%의 수율로 얻었다.
합성예 12
화합물 12의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000239
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(4-이소프로필페닐)디벤조[b,d]푸란-3-아민 9.04g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 12 6.38g을 70%의 수율로 얻었다.
합성예 13
화합물 13의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000240
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(1,1'-비페닐]-2-일)디벤조[b,d]푸란-3-아민 9.46g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 13 5.09g을 52%의 수율로 얻었다.
합성예 14
화합물 14의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000241
1,7-디브로모-5,5,9-메틸트리메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.42g (10.0mmol)과 N-(4-(tert-부틸)페닐)디벤조[b,d]푸란-3-아민 9.46g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 14 6.01g을 66%의 수율로 얻었다.
합성예 15
화합물 15의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000242
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(2-이소프로필페닐)디벤조[b,d]푸란-3-아민 9.04g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 15 4.10g을 45%의 수율로 얻었다.
합성예 16
화합물 16의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000243
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-(o-Tolyl)디벤조[b,d]푸란-3-아민 8.32g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 16 4.70g을 55%의 수율로 얻었다.
합성예 17
화합물 17의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000244
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 Di페닐아민 5.08g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 17 4.98g을 77%의 수율로 얻었다
.
합성예 18
화합물 18의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000245
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 비스(4-Fluoro페닐)아민 6.16g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 18 4.74g을 66%의 수율로 얻었다.
합성예 19
화합물 19의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000246
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 9.64g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 19 5.99g을 63%의 수율로 얻었다.
합성예 20
화합물 20의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000247
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 디(나프탈렌-1-일)아민 8.08g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 20 3.14g을 42%의 수율로 얻었다.
합성예 21
화합물 21의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000248
1,7디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-페닐디벤조[b,d]thiophen-4-아민 8.26g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 21 5.50g을 64%의 수율로 얻었다.
합성예 22
화합물 22의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000249
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-페닐pyridin-3-아민 5.11g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 22 2.14g을 33%의 수율로 얻었다.
합성예 23
화합물 23의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000250
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 N-페닐-4-(trifluoro메틸)아닐린 7.12g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 23 3.52g을 45%의 수율로 얻었다.
합성예 24
화합물 24의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000251
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 9,9-디메틸-N-페닐-9H-fluoren-1-아민 8.56g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 24 5.28g을 60%의 수율로 얻었다.
합성예 25
화합물 25의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000252
1,7-디브로모-9-이소프로필-5,5-디메틸-4,5-디하이드로-3H-벤조[cd]피렌 4.70g (10.0mmol)과 비스(4-메톡시페닐)아민 6.88g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 25 5.45g을 71%의 수율로 얻었다.
비교 합성예 1
화합물 1-A의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000253
1,6-디브로모피렌 3.60g (10.0mmol)과 Di페닐아민 5.08g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 1-A 3.86g을 72%의 수율로 얻었다.
비교 합성예 2
화합물 1-B의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000254
1,6-디브로모피렌 3.60g (10.0mmol)과 5-(tert-부틸)-N-(2,5-디메틸페닐)-2-메틸아닐린 8.02g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 1-B 4.76g을 65%의 수율로 얻었다.
비교 합성예 3
화합물 1-C의 합성
Figure PCTKR2016015488-appb-I000255
1,6-디브로모-3,8-diethyl피렌 4.16g (10.0mmol)과 5-(tert-부틸)-N-(2,5-디메틸페닐)-2-메틸아닐린 8.02g (30mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예1과 동일한 방법으로 반응하여 화합물 1-C 4.73g을 60%의 수율로 얻었다.
합성예 및 비교 합성예 화합물의 NMR 결과
물질 번호 1H NMR (400 MHz, ppm)
A CDCl3: δ= 8.38 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 8.20 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.16 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.96 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.87 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 3.43 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 1.53 (s, 6H)
1 C6D6: δ= 8.30-8.20 (m, 1H), 8.15-8.05 (m, 1H), 7.96-7.88 (m, 1H), 7.78-7.71 (m, 1H), 7.63-7.57 (m, 1H), 7.38-7.30 (m, 2H), 7.24-7.12 (m, 2H), 7.11-6.94 (m, 4H), 6.92-6.83 (m, 2H), 6.84-6.75 (m, 1H), 6.71-6.56 (m, 2H), 6.71-6.56 (m, 2H), 3.67-3.52 (m, 1H), 2.91-2.73 (m, 2H), 2.91-2.73 (m, 2H), 2.32-1.87 (m, 18H), 1.66-1.55 (m, 2H), 1.24-1.12 (m, 24H), 0.91-0.87 (m, 6H)
2 C6D6: δ= 8.27 (d, 1H), 8.13 (s, 1H), 7.93 (d, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.53 (s, 1H), 7.11 (t, 2H), 7.00 (s, 2H), 6.97-6.68 (m, 4H), 8.82 (d, 1H), 6.79(d, 1H), 6.67 (t, 2H), 3.59 (m, 1H), 2.83 (t, 2H), 2.30 (s, 6H), 2.16 (s, 3H), 2.14 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.10 (s, 3H), 2.02 (s, 3H), 1.96 (s, 3H), 1.59 (t, 2H), 1.22 (s, 6H), 1.13 (d, 6H)
3 C6D6: δ= 8.28-8.18 (m, 1H), 8.17-8.05 (m, 1H), 7.80-7.71 (m, 1H), 7.63-7.58 (m, 2H), 7.36-7.30 (m, 1H), 7.22-6.97 (m, 7H), 6.92-6.73 (m, 3H) 6.75-6.58 (m, 1H), 2.90-2.73 (m, 2H), 2.40-1.90 (m, 21H), 1.66-1.55 (m, 2H), 1.25-1.16 (m, 18H), 0.91-0.87 (m, 6H)
4 C6D6: δ= 8.26 (d, 1H), 8.24 (d, 1H), 8.12 (s, 1H), 8.10 (d, 1H), 7.93 (d, 3H), 7.72 (s, 2H), 7.70 (d, 1H) 7.58 (s, 2H), 7.30 (m, 4H), 6.97 (d, 2H), 3.62-3.56 (m, 1H), 2.83-2.71 (m, 2H), 2.27-2.21 (m, 6H), 1.99-1.85 (m, 6H), 1.65-1.57 (m, 2H), 1.27-1.13 (m, 24H), 0.89-0.86 (m, 6H)
5 CDCl3: δ= 8.11-7.77 (m, 5H), 7.45 (s, 1H), 7.25-7.13 (m, 9H), 6.70-6.50 (m, 4H), 3.86 (m, 1H), 3.14 (t, 2H), 2.11 (d, 12H), 1.85 (t, 2H), 1.27 (d, 6H), 1.08 (s, 6H), 0.20 (d, 18H) ppm.
6 C6D6: δ= 8.30-8.18 (m, 2H), 7.79-7.62 (m, 3H), 7.37-7.32 (m, 1H), 7.22-7.00 (m, 7H), 6.88-6.72 (m, 4H), 2.90-2.75 (m, 2H), 2.38-2.33 (m, 3H), 2.29-2.21 (m, 6H), 2.20-1.87 (m, 9H), 1.67-1.53 (m, 5H), 1.26-1.13 (m, 18H), 0.91-0.85 (m, 6H)
7 C6D6: δ= 8.34 (d, 1H), 8.23 (s, 1H), 7.85 (d, 1H), 7.78 (s, 1H), 7.56 (s, 1H), 7.26 (s, 2H), 7.23 (s, 2H), 7.07-6.99 (m, 4H), 6.84-6.73 (m, 6H), 3.59 (m, 1H), 2.77 (t, 2H), 2.30 (s, 6H), 2.26 (s, 6H), 1.61 (t, 2H), 1.32 (s, 9H), 1.30 (s, 9H), 1.19 (s, 6H), 1.15 (d, 6H)
8 C6D6: δ= 8.34 (d, 1H), 8.18 (s, 1H), 7.76 (d, 1H), 7.69 (s, 1H), 7.55 (s, 1H), 7.18-7.14 (m, 2H), 7.12-7.06 (m, 8H), 6.83 (d, 2H), 6.75 (d, 2H), 3.51 (m, 1H), 2.84 (t, 2H), 2.26 (s, 6H), 2.23 (s, 6H), 1.62 (t, 2H), 1.25 (s, 9H), 1.23 (s, 9H), 1.14 (s, 6H), 1.12 (d, 6H)
9 C6D6: δ= 8.31-8.00 (m, 2H), 7.96-7.94 (m, 1H), 7.90-7.73 (m, 1H), 7.65 (t, 1H) 7.38-7.32 (m, 1H), 6.94-7.24 (m, 7H) 6.72-6.90 (m, 4H), 3.65-3.53 (m, 1H), 2.95-2.75 (m, 2H), 230-2.21 (m, 6H), 2.02-1.82 (m, 9H), 1.68-1.53 (m, 5H), 1.24-1.01 (m, 24H), 0.90-0.84 (m, 6H)
10 C6D6: δ= 8.39 (d, 1H), 8.26 (s, 1H), 7.86 (d, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.58 (s, 1H), 7.08 (s, 2H), 7.70 (s, 4H), 7.63 (d, 4H), 6.48-6.44 (m, 2H), 3.60 (m, 1H), 2.86 (t, 2H), 2.29 (s, 6H), 2.25 (s, 6H), 1.92 (s, 12H), 1.64 (t, 2H), 1.20 (s, 6H), 1.17 (d, 6H)
11 CDCl3: δ= 8.25 (d, 1H), 8.15 (s, 1H), 7.97 (t, 3H), 7.80 (s, 1H), 7.72 (s, 1H), 7.68 (d, 2H), 7.44-7.37 (m, 4H), 7.33 (t, 2H), 7.16 (m, 2H), 7.10 (t, 2H), 7.03 (t, 4H), 6.83 (d, 2H), 6.77 (d, 2H), 3.21 (t, 2H), 2.86 (m, 2H), 2.79 (s, 3H), 1.83 (t, 2H), 1.23 (d, 12H), 1.07 (s, 6H) ppm.
12 CDCl3: δ=8.25 (d, 1H), 8.17 (s, 1H), 8.13 (d, 1H), 7.97 (s, 2H), 7.95 (m, 1H), 7.71 (s, 1H), 7.68 (d, 2H), 7.45-7.30 (m, 6H), 7.20-7.00 (m, 8H), 6.83 (d, 2H), 6.77 (d, 2H), 3.91 (m, 1H), 3.20 (t, 2H), 2.86 (m, 2H), 1.82 (t, 2H), 1.36 (d, 6H), 1.23 (d, 12H), 1.07 (s, 6H) ppm.
13 CDCl3: δ= 7.94-7.87 (m, 3H), 7.85-7.78 (m, 2H), 7.56-7.07 (m, 23H), 7.02-6.94 (m, 2H), 6.77-6.63 (m, 6H), 6.62-6.56 (m, 1H), 3.73 (m, 1H), 3.03 (t, 2H), 1.73 (t, 2H), 1.21 (d, 6H), 0.95 (s, 6H) ppm.
14 CDCl3: δ= 8.28 (d, 1H), 8.15 (s, 1H), 8.00 (d, 1H), 7.98 (d, 2H), 7.81 (s, 1H), 7.73-7.67 (m, 3H), 7.45-7.30 (m, 6H), 7.22-7.14 (m, 8H), 6.84 (d, 2H), 6.78 (d, 2H), 3.20 (t, 2H), 2.78 (s, 3H), 1.82 (t, 2H), 1.29 (s, 18H), 1.06 (s, 6H) ppm
15 CDCl3: δ= 8.10-7.91 (m, 2H), 7.93 (d, 2H), 7.60 (m, 2H), 7.52 (s, 1H), 7.42 (d, 2H), 7.39-7.25 (m, 8H), 7.24-7.20 (m, 2H), 7.18-7.02 (m, 6H), 6.78 (m, 2H), 3.82 (m, 1H), 3.51 (m, 1H), 3.38 (m, 1H), 3.09 (t, 2H), 1.78 (t, 2H), 1.54 (s, 6H), 1.23 (d, 6H), 1.02 (d, 6H), 0.94 (s, 6H) ppm.
16 CDCl3: δ= 8.05 (d, 2H), 7.73 (s, 1H), 7.91 (d, 2H), 7.65-7.60 (m, 2H), 7.57 (s, 1H), 7.37 (s, 1H), 7.35-7.20 (m, 9H), 7.20-6.93 (m, 7H), 6.87 (d, 1H), 6.76 (s, 1H), 3.81 (m, 1H), 3.11 (t, 2H), 2.11 (d, 6H), 1.80 (t, 2H), 1.18 (d, 6H), 1.03 (s, 6H) ppm.
17 CD2Cl2,: δ= 8.20 (d, 1H), 8.14 (d, 1H), 8.05 (s, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.62 (s, 1H), 7.23 (d, 4H), 7.20 (d, 4H), 7.10 (d, 4H), 7.07 (d, 4H), 6.94 (t, 4H), 3.98-3.91 (m, 1H), 3.26 (t, 2H), 1.90 (t, 2H), 1.38 (s, 3H), 1.36 (s, 3H), 1.20 (s, 6H) ppm.
18 C6D6: δ= 8.27 (d, 1H), 8.18 (s, 1H), 8.01 (d, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.55 (s, 1H), 6.88-6.81 (m, 8H), 6.76-6.68 (m, 8H), 3.67 (m, 1H), 2.94 (t, 2H), 1.66 (t, 2H), 1.21 (s, 6H), 1.19(d, 6H)
19 C6D6: δ= 8.51 (d, 1H), 8.40 (s, 1H), 8.09 (s, 1H), 8.03 (d, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.52-7.41 (m, 16H), 7.34 (t, 8H), 7.24-7.16 (m, 8H) 7.14-7.06 (m, 4H), 3.67 (m, 1H), 2.93 (t, 2H), 1.65 (t, 2H), 1.23 (s, 6H), 1.20 (d, 6H)
20 C6D6: δ= 8.60 (d, 1H), 8.55 (d, 1H), 8.43 (s, 1H), 8.09 (s, 1H), 7.89 (d, 1H), 7.76 (s, 1H), 7.70 (d, 2H), 7.56 (d, 1H), 7.51 (d, 1H), 7.45-7.43 (m, 5H), 7.39 (d, 2H), 7.33 (d, 1H), 7.24-7.17 (m, 7H), 7.11-7.03 (m, 2H), 7.01 (d, 2H), 3.56 (m, 1H), 2.73 (t, 2H), 1.48 (t, 2H), 1.13 (d, 6H), 0.99 (s, 6H)
21 1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz): ?=8.19-8.17 (t, 4H), 8.06 (s, 1H), 7.98 (t, 2H), 7.85 (s, 1H), 7.71 (t, 2H), 7.61 (s, 1H), 7.47-7.38 (m, 6H), 7.26-7.19 (m, 6H), 6.98 (m, 4H), 6.91 (d, 2H), 3.89 (t, 1H), 3.16 (t, 2H), 1.81 (t, 2H), 1.32 (s, 3H), 1.30 (s, 3H), 1.04 (s, 6H) ppm.
22 CDCl3: δ= 8.44-8.38 (m, 3H), 8.21-8.11 (m, 4H), 8.02 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.62 (s, 1H), 7.27-7.23 (m, 4H), 7.29-7.20 (m, 6H), 7.03-6.98 (m, 3H), 3.96 (m, 1H), 3.26 (t, 2H), 1.91 (t, 2H), 1.38 (s, 3H), 1.37 (s, 3H), 1.21 (s, 6H) ppm.
23 CDCl3: δ= 8.23 (d, 1H), 8.11 (d, 1H), 8.00 (s, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.63 (s, 1H), 7.42-7.38 (m, 4H), 7.30-7.27 (m, 4H), 7.27 (d, 4H), 7.09-7.04 (m, 4H), 7.00 (d, 2H), 3.98-3.92 (m, 1H), 3.26 (t, 2H), 1.91 (t, 2H), 1.39 (d, 6H), 1.20 (s, 6H) ppm.
24 C6D6: δ= 8.49 (d, 1H), 8.40 (1H, s), 8.06 (s, 1H), 7.98 (d, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.53~7.57 (m, 2H), 7.50-7.43 (m, 4H), 7.32-7.26 (m, 4H), 7.24-7.08 (M, 12H), 6.90-6.83 (m, 2H), 3.64 (m, 1H), 2.91 (t, 2H), 1.59 (t, 2H), 1.24 (s, 6H), 1.22 (s, 6H), 1.17 (d, 6H), 1.16 (s, 6H)
25 C6D6: δ= 8.50 (d, 1H), 8.41 (s, 1H), 8.01 (d, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.73 (s, 1H), 7.18-7.14 (m, 8H), 6.76-6.73 (m, 8H), 3.67 (m, 1H), 3.30 (s, 6H), 3.29 (s, 6H), 2.95 (t, 2H), 1.66 (t, 2H), 1.26(s, 6H), 1.22 (s, 3H), 1.20(s, 3H)
1-B CDCl3: δ= 7.95-7.69 (m, 6H), 7.45 (t, 2H), 7.15 (t, 1H), 7.13-6.97 (m, 6H), 6.90 (d, 2H), 6.75 (m, 2H), 6.44 (s, 1H), 2.25 (s, 3H), 2.03 (s, 6H), 2.02 (s, 6H), 1.74 (s, 3H), 1.22 (s, 14H), 0.98 (s, 4H)
화합물 최대 발광 파장(nm)
합성예 1 화합물 1 456
합성예 2 화합물 2 456
합성예 4 화합물 4 452
합성예 5 화합물 5 456
합성예 6 화합물 6 456
합성예 7 화합물 7 454
합성예 9 화합물 9 453
합성예 10 화합물 10 455
합성예 11 화합물 11 454
합성예 12 화합물 12 454
합성예 13 화합물 13 454
합성예 14 화합물 14 454
합성예 15 화합물 15 451
합성예 16 화합물 16 449
합성예 17 화합물 17 453
합성예 18 화합물 18 453
합성예 21 화합물 21 454
합성예 22 화합물 22 448
합성예 23 화합물 23 446
비교 합성예 1 화합물 1-A 456
비교 합성예 2 화합물 1-B 456
비교 합성예 3 화합물 1-C 456
상기 표 2에 기재된 바와 같이 본 발명의 화합물과 비교 합성예 화합물들의 최대 발광 파장을 비교한 결과, 본 발명에 따른 화합물의 최대 발광 파장은 비교 합성예 화합물 대비 동등파장 또는 단파장이었다.
본 발명에 따른 화합물은 도펀트, 특히 청색 도펀트로 사용될 수 있으며, 종래 화합물에 비해 단파장을 가지므로, 진한 청색(Deep Blue)을 구현할 수 있다.
유기 화합물의 용해도 평가
합성예 9, 비교 합성예 2 및 3에서 합성된 화합물에 대해 헥산, 톨루엔 및 디클로로멘탄에 대한 용해도를 측정하였다. 용해도 측정은 상온에서 진행하였으며 결과는 하기와 같다.
용해도 비교 화합물 9 ( 합성예 9) 화합물 1-B (비교 합성예 2) 화합물 1-C (비교 합성예 3)
헥산 1g / 10ml 불용성 불용성
톨루엔 1g / 8ml 1g / 20,000ml 1g / 18,000mL
디클로로메탄 1g / 5ml 1g / 2,000mL 1g / 1,800ml
표 3에 기재된 바와 같이, 종래 청색 도펀트로 사용되는 화합물 1-B 및 화합물 1-C은 화합물 9에 비해 용해도가 현저히 낮았다.
실시예 1: 유기전계발광소자의 제조
광-반사층인 Ag합금과 유기전계 발광소자의 양극인 ITO(10nm)가 순차적으로 적층된 기판을 노광(Photo-Lithograph)공정을 통해 음극과 양극영역 그리고 절연층으로 구분하여 패터닝(Patterning)하였고, 이후 양극(ITO)의 일함수(work-function) 증대와 descum을 목적으로 UV Ozone 처리와 O2:N2 플라즈마로 표면처리 하였다. 그 위에 정공주입층(HIL)으로 1,4,5,8,9,11-hexaazatri페닐ene-hexacarbonitrile(HAT-CN)을 100 Å 두께로 형성하였다. 이어 상기 정공주입층 상부에, N4,N4,N4',N4'-테트라([1,1'-비페닐]-4-일)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민을 진공 증착하여 1000 Å 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 (HTL) 상부에 전자차단층(EBL)으로써 N-페닐-N-(4-(스피로[벤조[de]안트라센-7,9'-플루오렌]-2'-일)페닐)디벤조[b,d]푸란-4-아민을 150 Å 두께로 형성하고, 상기 전자차단층(EBL) 상부에 Blue 발광층의 호스트로 α,β-ADN을 증착시키면서 동시에 도펀트로 화합물 1을 4% 도핑하여 200 Å 두께로 발광층(EML)을 형성하였다.
그 위에 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸과 LiQ를 1:1의 중량비로 혼합하여 360 Å 두께로 전자수송층(ETL)을 증착하였으며, 음극으로 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 9:1 비율로 160 Å 두께로 증착시켰다. 또한, 상기 음극 위에 캡핑층(CPL)으로 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민을 63~65nm 두께로 증착시켰다. 캡핑층(CPL) 위에 UV 경화형 접착제로 씰 캡(seal cap)을 합착하여 대기중의 O2나 수분으로부터 유기전계 발광소자를 보호할 수 있게 하여 유기전계발광소자를 제조하였다.
실시예 2 내지 9: 유기전계발광소자의 제조
도펀트로써 상기 화합물 1 대신 화합물 4-5, 화합물 11-16을 사용하고, 상기 도펀트의 도핑량을 조절한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기전계발광소자를 제조하였다.
비교 실시예 1: 유기전계발광소자의 제조
도펀트로써 상기 화합물 1 대신 화합물 1-A를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기전계발광소자를 제조하였다.
유기전계발광소자의 특성 분석
이하 실시예 1 내지 9 및 비교 실시예 1에서 제조한 유기전계발광소자를 이용하여 1000 cd/m2 휘도에서 특성을 비교하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다
구분 화합물 Volt lm/W Cd/A CIEx CIEy EQE ( % )
비교 실시예1 1-A 4.0 3.8 4.8 0.136 0.055 8.7
실시예1 1 4.1 3.9 5.2 0.136 0.054 9.4
실시예2 4 3.9 4.5 5.6 0.140 0.054 10.3
실시예3 5 3.9 5.4 6.7 0.134 0.056 11.6
실시예4 11 3.9 5.4 6.7 0.128 0.081 9.2
실시예5 12 4.0 4.7 5.9 0.137 0.050 11.6
실시예6 13 4.0 4.3 5.5 0.138 0.050 10.5
실시예7 14 4.0 4.7 5.9 0.138 0.049 11.7
실시예8 15 3.9 5.1 6.4 0.135 0.056 11.6
실시예9 16 4.0 4.6 5.9 0.135 0.058 10.5
상기 표 4를 참고하면, 본 발명에 따른 화합물을 도펀트로 사용하는 경우, 종래 사용되고 있는 화합물 대비 발광 효율(Cd/A)이 향상된 것을 확인 할 수 있다.
본 발명은 유기전계발광소자에 사용되는 신규한 유기화합물 및 상기 유기화합물을 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 신규한 피렌계 유기 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자에 관한 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000256
    여기서,
    L1은 C1, C2 및 C3를 포함하여 C4~C7의 포화 또는 불포화 고리를 형성하며, 상기 고리는 C1~C10 알킬로 치환될 수 있으며,
    R1 내지 R8은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트로기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 R1 내지 R8의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000257
    여기서,
    R1 내지 R8은 제1항에서 정의된 바와 같고,
    n은 1 내지 3의 정수이며,
    R9 및 R10은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 R9 및 R10의 치환기는 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기 및 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8 중 어느 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 작용기인 유기화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000258
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000259
    여기서,
    L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6-C18 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6-C18 헤테로아릴렌기이며,
    M은 수소, 중수소 또는 상기 화학식 4로 표시되는 작용기이며,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 헤테로아릴알킬기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 Ar1 및 Ar2은 서로 연결되어, 하나 이상의 N, O 또는 S를 포함하는 6원 내지 18원의 고리를 형성할 수 있으며,
    상기 L, Ar1 및 Ar2의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 하기 화학식 5 내지 10로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기인 유기화합물:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000260
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000261
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000262
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000263
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000264
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000265
    여기서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이며,
    p는 0 내지 4의 정수이며,
    q는 0 내지 3의 정수이며,
    X1는 C(R13), N, S 및 O로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    X2, X3, X4 및 X6는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로, C(R13)(R14), N(R13), S 및 O로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    X5 및 X7은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C(R13) 또는 N이며,
    R11 내지 R14은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 헤테로아릴알킬기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나,
    상기 R19 내지 R21의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 M의 N과 서로 연결되어 고리를 형성하여, 하기 화학식 11 또는 12으로 표시되는 화합물인 유기화합물:
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000266
    [화학식 12]
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000267
    여기서,
    X8 및 X9는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C(R15)(R16), N(R15), S 및 O로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    R15 및 R16은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 헤테로아릴알킬기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나,
    상기 R15 및 R16의 치환기는 동일하거나 상이한 치환기일 수 있으며, 각각 독립적으로 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 중수소, 우레탄기, 카복시기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 카르복실레이트기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아르알킬아미노기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기화합물:
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000268
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000269
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000270
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000271
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000272
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000273
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000274
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000275
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000276
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000277
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000278
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000279
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000280
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000281
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000282
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000283
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000284
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000285
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000286
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000287
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000288
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000289
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000290
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000291
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000292
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000293
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000294
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000295
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000296
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000297
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000298
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000299
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000300
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000301
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000302
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000303
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000304
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000305
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000306
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000307
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000308
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000309
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000310
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000311
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000312
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000313
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000314
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000315
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000316
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000317
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000318
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000319
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000320
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000321
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000322
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000323
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000324
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000325
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000326
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000327
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000328
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000329
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000330
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000331
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000332
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000333
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000334
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000335
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000336
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000338
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000339
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000342
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000343
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000346
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000348
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000349
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000352
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000353
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000354
    Figure PCTKR2016015488-appb-I000355
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000367
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    Figure PCTKR2016015488-appb-I000372
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  7. 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 하나 이상의 유기층을 포함하며,
    상기 하나 이상의 유기층은 제1항에 따른 유기화합물을 하나 이상 포함하는 유기전계발광소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유기층은 전자주입층, 전자수송층, 정공차단층, 전자차단층, 정공수송층 및 정공주입층 중에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 유기층은 발광층을 포함하는 유기전계발광소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발광층은 나프탈렌, 안트라센, 피렌, 페난트렌, 플루오란텐, 크라이센, 페릴렌, 나프타센 및 펜타센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 호스트를 포함하고, 제1항에 따른 유기화합물의 하나 이상을 도펀트로 포함하는 유기전계발광소자.
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