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KR102078106B1 - 헤테로아릴 아민기를 포함하는 피렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로아릴 아민기를 포함하는 피렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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KR102078106B1
KR102078106B1 KR1020130134600A KR20130134600A KR102078106B1 KR 102078106 B1 KR102078106 B1 KR 102078106B1 KR 1020130134600 A KR1020130134600 A KR 1020130134600A KR 20130134600 A KR20130134600 A KR 20130134600A KR 102078106 B1 KR102078106 B1 KR 102078106B1
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unsubstituted
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김희대
이유림
송주만
황문찬
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Abstract

본 발명은 하기 [화학식 A]로 표시되는 피렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로, 치환기 Z, Ar1, Ar2, R1 내지 R5, 연결기 L1 및 L2와 X, m, p 및 q는 발명의 상세한 설명에 정의된 바와 동일하다.
[화학식 A]
Figure 112013101432043-pat00269

Description

헤테로아릴 아민기를 포함하는 피렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {Pyrene derivatives comprising heteroaryl amine group and organic light-emitting diode including the same}
본 발명은 헤테로아릴 아민기를 포함하는 피렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 재료로 사용되는 경우에 휘도와 발광 효율이 우수하며, 장수명의 우수한 소자특성을 보여줄 수 있는 피렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 평판구조에 의해 공간 점유가 적은 표시소자 또는 구부릴수 있는 표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 대표적인 평면표시소자인 액정 디스플레이는 기존의 CRT(cathode ray tube)에 비해 경량화가 가능하다는 장점은 있으나, 시야각(viewing angle)이 제한되고 배면광(back light)이 반드시 필요하다는 등의 단점을 갖고 있다. 이에 반하여, 새로운 평면표시소자인 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 자기 발광 현상을 이용한 디스플레이로서, 시야각이 크고, 액정 디스플레이에 비해 경박, 단소해질 수 있으며, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있으며, 최근에는 풀-컬러(full-color) 디스플레이 또는 조명으로의 응용이 기대되고 있다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이러한 유기 발광 소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자형과 저분자형으로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있다. 또한, 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다.
상기 유기발광소자에 전류를 가하면 양극과 음극으로부터 각각 정공과 전자가 주입되고, 주입된 정공과 전자는 각각의 정공수송층과 전자수송층을 거쳐 발광층에서 재결합하여 발광여기자를 형성한다. 이와 같이 형성된 발광여기자는 바닥상태로 전이하면서 빛을 방출한다.　상기 빛은 발광 메카니즘에 따라 단일항 여기자를 이용하는 형광과 삼중항 여기자를 이용하는 인광으로 나뉠 수 있고, 상기 형광 및 인광은 유기발광소자의 발광원으로 사용될 수 있다.
한편, 발광 재료로서 하나의 물질만 사용하는 경우, 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 재료로서 호스트-도판트 시스템을 사용할 수 있다.
그 원리는 발광층을 형성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작은 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 발광층에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때, 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
최근에는 풀-컬러(full-color) 디스플레이 또는 조명으로의 응용을 위하여 고휘도 및 고색순도의 유기 발광 물질에 대한 필요성이 증가하고 있다. 상기 유기 발광 물질로서 공개특허공보 제10-2010-0097181(2010.09.02)에는 벤조퓨란 또는 디벤조퓨란기를 치환기로 포함하는 아민이 결합된 피렌계 유도체를 이용한 유기 발광 소자가 개시되어 있고, 미국특허공보 US 5645948호(1997.07.08)에서는 벤즈옥사졸기가 피렌에 직접 결합된 피렌계 유도체를 이용한 유기 발광 소자가 개시되어 있다.
그러나 상기와 같은 노력에도 불구하고 아직까지 상기 선행기술을 포함하는 종래기술에 의해 제조된 유기 발광 물질들에 비해 휘도와 발광 효율이 우수하며, 장수명 특성을 갖는 새로운 유기발광재료 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 제10-2010-0097181(2010.09.02)
미국특허공보 US 5645948호(1997.07.08)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)의 발광층에서 사용될 수 있으며, 휘도와 발광 효율이 우수하며, 장수명의 우수한 소자특성을 보여줄 수 있는 신규한 유기 발광 물질을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 유기 발광 물질을 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 하기 [화학식 A]로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
Figure 112013101432043-pat00001
상기 [화학식 A] 에서,
X는 O, S, Se 중에 선택되는 하나이고,
연결기 L1 및 L2는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴렌기이거나, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기이거나, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이고,
상기 아민기의 질소원자에 결합하는 각각의 치환기 M은 동일하거나 상이할 수 있으며,
상기 치환기 M내의 R1 내지 R4중 하나는 질소원자와 결합되는 단일결합이고,
상기 치환기 Z와, R1 내지 R5는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이되, 이웃하는 치환기와 서로 결합하여 포화 또는 불포화고리를 형성할 수 있고;
상기 피렌고리내 각각의 탄소원자는 아민의 질소원자 또는 치환기 Z와 결합하지 않는 경우에는 수소와 결합되며;
m 은 1 내지 8의 정수이되, m 이 2 이상인 경우에 각각의 Z는 서로 동일하거나 상이하고,
p 및 q는 각각 동일하거나 상이한 1 내지 3의 정수이되, p가 2 이상인 경우에 각각의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하고, 또한 q가 2 이상인 경우에 각각의 Ar2는 서로 동일하거나 상이하다.
또한 본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 제1전극, 상기 제1전극에 대향된 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고, 상기 유기층이 본 발명의 상기 화학식 A로 표시되는 유기발광 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 [화학식 A]로 표시되는 화합물은 기존 물질에 비하여 휘도와 발광 효율이 우수하며, 장수명의 우수한 소자특성을 보여줄 수 있어, 풀칼라 디스플레이를 제조하기 위한 소자에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광 소자의 개략도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 유기 발광 소자의 발광층에 사용될 수 있는 유기발광 화합물로서, 하기 [화학식 A] 로 표시되는 피렌 유도체를 제공한다.
[화학식 A]
Figure 112013101432043-pat00002
상기 [화학식 A] 에서,
상기 X는 O, S, Se 중에 선택되는 하나이고,
연결기 L1 및 L2는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴렌기이거나, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기이거나, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이고,
상기 아민기의 질소원자에 결합하는 각각의 치환기 M은 동일하거나 상이할 수 있으며,
상기 치환기 M내의 R1 내지 R4중 하나는 질소원자와 결합되는 단일결합이고,
상기 치환기 Z와, R1 내지 R5는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이되, 이웃하는 치환기와 서로 결합하여 포화 또는 불포화고리를 형성할 수 있고;
상기 피렌고리내 각각의 탄소원자는 아민의 질소원자 또는 치환기 Z와 결합하지 않는 경우에는 수소와 결합되며;
m 은 1 내지 8의 정수이되, m 이 2 이상인 경우에 각각의 Z는 서로 동일하거나 상이하고,
p 및 q는 각각 동일하거나 상이한 1 내지 3의 정수이되, p가 2 이상인 경우에 각각의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하고, 또한 q가 2 이상인 경우에 각각의 Ar2는 서로 동일하거나 상이하며,
상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에서의 상기 "치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기", "치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 범위를 고려하여 보면, 상기 탄소수 1 내지 30의 알킬기 및 탄소수 5 내지 50의 아릴기의 탄소수의 범위는 각각 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것으로 보아야 한다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기는 하나 이상의 고리를 포함하는 탄화수소로 이루어진 방향족 시스템을 의미하며, 상기 아릴기가 치환기가 있는 경우 서로 이웃하는 치환기와 서로 융합 (fused)되어 고리를 추가로 형성할 수 있다.
상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있고, 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 실릴기, 아미노기 (-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 이 경우 "알킬아미노기"라 함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 탄소인 탄소수 2 내지 24의 고리 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 융합(fused)되어 고리를 형성할 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있고, 상기 실릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능 하다.
본 발명의 피렌 유도체는 상기 화학식 A로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 A는 피렌에 결합되는 아민기의 질소가 상기 치환기 M을 포함하는 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 치환기 M은 5원환내 원자 X에 따라, 치환되거나 치환되지 않은 벤즈옥사졸기, 치환되거나 치환되지 않은 벤즈티아졸기 또는 치환되거나 치환되지 않은 벤즈셀레나졸기의 구조를 가질 수 있다. 상기 치환기 M이 질소원자에 결합됨으로써, 본 발명에서의 피렌 유도체는 도판트 재료로서, 기존 물질에 비하여 휘도와 발광 효율이 우수하며, 장수명 효과를 가질 수 있다.
이때, 상기 치환기 M의 벤즈옥사졸기, 벤즈티아졸기 또는 벤즈셀레나졸기의 치환기 R1 내지 R5의 종류를 변환하거나, 또는 아민에 결합되는 다른 치환기의 종류를 변환함으로써, 유기발광 물질의 발광 특성을 조절할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 아릴기 또는 헤테로아릴기일 수 있다.
상기 Ar1 및 Ar2가 각각 동일하거나 상이한 헤테로아릴기인 경우에, 상기 헤테로아릴기는 하기 [치환기 101] 내지 [치환기 117] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
[치환기 101] [치환기 102] [치환기 103] [치환기 104]
Figure 112013101432043-pat00003
Figure 112013101432043-pat00004
Figure 112013101432043-pat00005
[치환기 105] [치환기 106] [치환기 107]
Figure 112013101432043-pat00006
Figure 112013101432043-pat00007
Figure 112013101432043-pat00008
[치환기 108] [치환기 109] [치환기 110]
Figure 112013101432043-pat00009
Figure 112013101432043-pat00010
Figure 112013101432043-pat00011
[치환기 111] [치환기 112] [치환기 113]
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Figure 112013101432043-pat00013
Figure 112013101432043-pat00014
[치환기 114] [치환기 115] [치환기 116]
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Figure 112013101432043-pat00016
Figure 112013101432043-pat00017
[치환기 117]
Figure 112013101432043-pat00018
여기서, R은 동일하거나 상이하며 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 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 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티오기(alkylthio), 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 (알킬)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬)아미노기, 또는 (치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴)아미노기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론중에서 선택될 수 있으며, 각각의 치환기는 서로 인접하는 기와 결합되어 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고,
n은 1 내지 9의 정수이며,
상기 [치환기 101] 내지 [치환기 117]내 방향족고리 또는 포화탄화수소 고리내 탄소에 치환기 R이 결합되지 않은 경우에는 수소가 결합되어 있고,
상기 치환기 R이 2이상인 경우 각각의 R은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
상기 [치환기 101] 내지 [치환기 117]내 치환기 R 중의 하나는 상기 화학식 A 내의 연결기 L1 또는 L2에 결합하는 단일결합이며,
상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 앞서 정의한 바와 동일하다.
또한, 상기 Ar1 및 Ar2가 각각 동일하거나 상이한 아릴기인 경우에, 상기 아릴기는 하기 [치환기 201] 내지 [치환기 210] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
[치환기 201] [치환기 202] [치환기 203]
Figure 112013101432043-pat00019
Figure 112013101432043-pat00020
Figure 112013101432043-pat00021
[치환기 204] [치환기 205] [치환기 206]
Figure 112013101432043-pat00022
Figure 112013101432043-pat00023
Figure 112013101432043-pat00024
[치환기 207] [치환기 208] [치환기 209]
Figure 112013101432043-pat00025
Figure 112013101432043-pat00026
Figure 112013101432043-pat00027
[치환기 210]
Figure 112013101432043-pat00028
여기서 상기 n은 1 내지 9의 정수이며,
상기 [치환기 201] 내지 [치환기 210]내 방향족 고리내 탄소에 치환기 R이 결합되지 않은 경우에는 수소가 결합되어 있고, 치환기 R 은 앞서 정의된 바와 동일하다.
한편, 본 발명에서 상기 연결기 L1 및 L2는 각각 단일결합이거나, 또는 하기 [구조식 101] 내지 [구조식 210]중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
[구조식 101] [구조식 102] [구조식 103] [구조식 104]
Figure 112013101432043-pat00029
Figure 112013101432043-pat00030
Figure 112013101432043-pat00031
[구조식 105] [구조식 106] [구조식 107]
Figure 112013101432043-pat00032
Figure 112013101432043-pat00033
Figure 112013101432043-pat00034
[구조식 108] [구조식 109] [구조식 110]
Figure 112013101432043-pat00035
Figure 112013101432043-pat00036
Figure 112013101432043-pat00037
[구조식 111] [구조식 112] [구조식 113]
Figure 112013101432043-pat00038
Figure 112013101432043-pat00039
Figure 112013101432043-pat00040
[구조식 114] [구조식 115] [구조식 116]
Figure 112013101432043-pat00041
Figure 112013101432043-pat00042
Figure 112013101432043-pat00043
[구조식 117]
Figure 112013101432043-pat00044
[구조식 201] [구조식 202] [구조식 203]
Figure 112013101432043-pat00045
Figure 112013101432043-pat00046
Figure 112013101432043-pat00047
[구조식 204] [구조식 205] [구조식 206]
Figure 112013101432043-pat00048
Figure 112013101432043-pat00049
Figure 112013101432043-pat00050
[구조식 207] [구조식 208] [구조식 209]
Figure 112013101432043-pat00051
Figure 112013101432043-pat00052
Figure 112013101432043-pat00053
[구조식 210]
Figure 112013101432043-pat00054
여기서 n은 2 내지 9의 정수이며,
상기 [구조식 101] 내지 [구조식 210]내 방향족고리 또는 포화탄화수소 고리내 탄소에 치환기 R이 결합되지 않은 경우에는 수소가 결합되어 있고,
상기 [구조식 101] 내지 [구조식 210]내 포함된 치환기 R 중 2개 내지 4개의 R은 각각 질소원자 및 치환기 Ar1과 결합되는 단일결합이거나, 또는 질소 원자 및 치환기 Ar2에 결합되는 단일결합이며,
상기 치환기 R 은 앞서 정의된 바와 동일하다.
한편, 상기 피렌 골격에 치환되는 치환기 Z는 보다 구체적으로, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 화학식 A의 피렌 유도체는 하기 구조식 a에서 기재된 피렌구조에 있어서, 1, 6번 위치 또는 2,7번 위치에 상기 아민이 각각 결합될 수 있다.
Figure 112013101432043-pat00055
[구조식 a]
또한 본 발명에서의 상기 피렌 유도체는 두 개의 아민 그룹이 동일하거나 상이할 수 있으며, 상기 두 개의 아민 그룹이 동일한 경우에는 디 브로모 피렌과 같은 할로겐화된 피렌에 동일한 종류의 아민을 반응시킴으로써 얻어질 수 있고, 두 개의 아민그룹이 상이한 경우에는 각각의 상이한 종류의 아민을 순차적으로 반응시킴으로써 얻어질 수 있다.
상기와 같이 순차적으로 상이한 아민을 반응시키는 경우에 중간체로서 아민기가 하나 결합된 피렌유도체를 정제후 다음 단계에서 새로운 아민과 반응시킬 수 있다. 상기와 같이 두개의 아민이 상이한 경우에는 얻어지는 피렌 유도체는 비대칭 화합물로서 얻어지게 된다.
또한, 상기 M, L1, L2, Ar1 및 Ar2에서의 각각의 가능한 관능기들에'치환'되는 치환기로서는 시아노기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 탄소수 6 내지 18의 아릴알킬기, 탄소수 3 내지 18의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 12의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 18의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 가능할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 [화학식 A]의 아민에 결합되는 M 또는 Ar1 또는 Ar2는 중수소를 포함할 수 있다. 또한 상기 아민에 결합되는 M 또는 Ar1 또는 Ar2에 치환가능한 치환기들에도 중수소가 포함될 수 있다.
바람직하게는 상기 M 또는 Ar1 또는 Ar2의 방향족 고리에 결합된 수소원자들이 중수소로 치환될 수 있다.
일반적으로 상기 중수소로 치환된 화합물은 수소와 결합된 화합물과 비교하여 중수소의 원자 질량이 수소보다 2배 커서 더 낮은 영점 에너지 및 더 낮은 진동 에너지 수준을 나타낸다. 또한, 중수소와 관련된 화학적 결합 길이 등의 물리화학적 특성은 수소와 상이하게 나타나며, 특히, C-H 결합에 비해 C-D 결합의 신장 진폭이 더 작아서, 중수소의 반데르발스 반경은 수소보다 작으며 일반적으로, C-D 결합이 C-H 결합보다 더 짧고 더 강함을 나타낸다.
또한 중수소로 치환된 경우에는 바닥상태의 에너지가 낮아지며, 중수소, 탄소의 결합길이가 짧아짐에 따라, 분자 중심 부피(Molecular hardcore volume)가 줄어들고, 이에 따라 전기적 극성화도(Electroical polarizability)를 줄일 수 있으며, 분자간 상호작용(Intermolecular interaction)을 약하게 함으로써, 박막 부피를 증가시킬 수 있음이 알려지고 있다. 이러한 특성은 박막의 결정화도를 낮추는 효과 즉, 비결정질(Amorphous) 상태를 만들 수 있으며, 일반적으로 유기발광소자의 수명 및 구동특성을 높이기 위해 효과적일 수 있으며, 내열성이 보다 향상될 수 있다.
또한 본 발명의 상기 화학식 A의 피렌 유도체는 하기 [화합물 1] 내지 [화합물 117] 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
[화합물 1] [화합물 2] [화합물 3]
Figure 112013101432043-pat00056
[화합물 4] [화합물 5] [화합물 6]
Figure 112013101432043-pat00057
[화합물 7] [화합물 8] [화합물 9]
Figure 112013101432043-pat00058
[화합물 10] [화합물 11] [화합물 12]
Figure 112013101432043-pat00059
[화합물 13] [화합물 14] [화합물 15]
Figure 112013101432043-pat00060
[화합물 16] [화합물 17] [화합물 18]
Figure 112013101432043-pat00061
[화합물 19] [화합물 20] [화합물 21]
Figure 112013101432043-pat00062
[화합물 22] [화합물 23] [화합물 24]
Figure 112013101432043-pat00063
[화합물 25] [화합물 26] [화합물 27]
Figure 112013101432043-pat00064
[화합물 28] [화합물 29] [화합물 30]
Figure 112013101432043-pat00065
[화합물 31] [화합물 32] [화합물 33]
Figure 112013101432043-pat00066
[화합물 34] [화합물 35] [화합물 36]
Figure 112013101432043-pat00067
[화합물 37] [화합물 38] [화합물 39]
Figure 112013101432043-pat00068
[화합물 40] [화합물 41] [화합물 42]
Figure 112013101432043-pat00069
[화합물 43] [화합물 44] [화합물 45]
Figure 112013101432043-pat00070
[화합물 46] [화합물 47] [화합물 48]
Figure 112013101432043-pat00071
[화합물 49] [화합물 50] [화합물 51]
Figure 112013101432043-pat00072
[화합물 52] [화합물 53] [화합물 54]
Figure 112013101432043-pat00073
[화합물 55] [화합물 56] [화합물 57]
Figure 112013101432043-pat00074
[화합물 58] [화합물 59] [화합물 60]
Figure 112013101432043-pat00075
[화합물 61] [화합물 62] [화합물 63]
Figure 112013101432043-pat00076
[화합물 64] [화합물 65] [화합물 66]
Figure 112013101432043-pat00077
[화합물 67] [화합물 68] [화합물 69]
Figure 112013101432043-pat00078
[화합물 70] [화합물 71] [화합물 72]
Figure 112013101432043-pat00079
[화합물 73] [화합물 74] [화합물 75]
Figure 112013101432043-pat00080
[화합물 76] [화합물 77] [화합물 78]
Figure 112013101432043-pat00081
[화합물 79] [화합물 80] [화합물 81]
Figure 112013101432043-pat00082
[화합물 82] [화합물 83] [화합물 84]
Figure 112013101432043-pat00083
[화합물 85] [화합물 86] [화합물 87]
Figure 112013101432043-pat00084
[화합물 88] [화합물 89] [화합물 90]
Figure 112013101432043-pat00085
[화합물 91] [화합물 92] [화합물 93]
Figure 112013101432043-pat00086
[화합물 94] [화합물 95] [화합물 96]
Figure 112013101432043-pat00087
[화합물 97] [화합물 98] [화합물 99]
Figure 112013101432043-pat00088
[화합물 100] [화합물 101] [화합물 102]
Figure 112013101432043-pat00089
[화합물 103] [화합물 104] [화합물 105]
Figure 112013101432043-pat00090
[화합물 106] [화합물 107] [화합물 108]
Figure 112013101432043-pat00091
[화합물 109] [화합물 110] [화합물 111]
Figure 112013101432043-pat00092
[화합물 112] [화합물 113] [화합물 114]
Figure 112013101432043-pat00093
[화합물 115] [화합물 116] [화합물 117]
Figure 112013101432043-pat00094
또한, 본 발명은 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 본 발명에서의 상기 유기발광 화합물을 1종 이상 포함하는 유기발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명에서 "(유기층이) 유기 화합물을 1종 이상 포함한다" 란, "(유기층이) 본 발명의 범주에 속하는 1종의 유기 화합물 또는 상기 유기 화합물의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 유기발광 화합물이 포함된 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함할 수 있으며, 상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 본 발명의 유기발광 화합물은 도판트로서 사용될 수 있다.
한편 본 발명에서 상기 발광층에는 도펀트와 더불어, 호스트 재료가 사용될 수 있다. 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명에서 상기 전자 수송층 재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 공지의 전자 수송 물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자 수송 물질의 예로는, 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq, 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), ADN, 화합물 201, 화합물 202, BCP, 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013101432043-pat00095
TAZ BAlq
Figure 112013101432043-pat00096
<화합물 201> <화합물 202> BCP
Figure 112013101432043-pat00097
Figure 112013101432043-pat00098
Figure 112013101432043-pat00099
또한, 본 발명에서 사용되는 전자 수송층은 화학식 C로 표시되는 유기 금속 화합물이 단독 또는 상기 전자수송층 재료와 혼합으로 사용될 수 있다.
[화학식 C]
Figure 112013101432043-pat00100
상기 [화학식 C]에서,
Y는 C, N, O 및 S에서 선택되는 어느 하나가 상기 M에 직접 결합되어 단일결합을 이루는 부분과, C, N, O 및 S에서 선택되는 어느 하나가 상기 M에 배위결합을 이루는 부분을 포함하며, 상기 단일결합과 배위결합에 의해 킬레이트된 리간드이고,
상기 M은 알카리 금속, 알카리 토금속, 알루미늄(Al) 또는 붕소(B)원자이고, 상기 OA는 상기 M과 단일결합 또는 배위결합 가능한 1가의 리간드로서,
상기 O는 산소이며,
A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 M이 알카리 금속에서 선택되는 하나의 금속인 경우에는 m=1, n=0이고,
상기 M이 알카리 토금속에서 선택되는 하나의 금속인 경우에는 m=1, n=1이거나, 또는 m=2, n=0이고,
상기 M이 붕소 또는 알루미늄인 경우에는 m = 1 내지 3중 어느 하나이며, n은 0 내지 2 중 어느 하나로서 m +n=3을 만족하며;
상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로 아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인 및 보론으로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
본 발명에서 Y 는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 [구조식 C1] 내지 [구조식 C39]부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[구조식 C1] [구조식 C2] [구조식 C3]
Figure 112013101432043-pat00101
[구조식 C4] [구조식 C5] [구조식 C6]
Figure 112013101432043-pat00102
[구조식 C7] [구조식 C8] [구조식 C9] [구조식 C10]
Figure 112013101432043-pat00103
[구조식 C11] [구조식 C12] [구조식 C13]
Figure 112013101432043-pat00104
[구조식 C14] [구조식 C15] [구조식 C16]
Figure 112013101432043-pat00105
[구조식 C17] [구조식 C18] [구조식 C19] [구조식 C20]
Figure 112013101432043-pat00106
[구조식 C21] [구조식 C22] [구조식 C23]
Figure 112013101432043-pat00107
[구조식 C24] [구조식 C25] [구조식 C26]
Figure 112013101432043-pat00108
[구조식 C27] [구조식 C28] [구조식 C29] [구조식 C30]
Figure 112013101432043-pat00109
[구조식 C31] [구조식 C32] [구조식 C33]
Figure 112013101432043-pat00110
[구조식 C34] [구조식 C35] [구조식 C36]
Figure 112013101432043-pat00111
[구조식 C37] [구조식 C38] [구조식 C39]
Figure 112013101432043-pat00112
상기 [구조식 C1] 내지 [구조식 C39]에서,
R은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30이 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되고, 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 스피로고리 또는 융합고리를 형성할 수 있다.
이하 본 발명의 유기 발광 소자를 도 1을 통해 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 유기 발광 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 애노드(20), 정공수송층(40), 유기발광층(50), 전자수송층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.
상기 정공주입층 재료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 2-TNATA [4,4',4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine], NPD[N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)], TPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine], DNTPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine] 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 유기발광층(50)을 적층하고 상기 유기발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등이 사용될 수 있다.
이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
또한 상기 발광층은 호스트와 도펀트로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 구체적인 예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하다.
이때, 발광층에 사용되는 호스트는 하기 화학식 1A 내지 화학식 1D로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1A]
Figure 112013101432043-pat00113
상기 화학식 1A에서,
상기 Ar7, Ar8 및 Ar9은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 C5-C60 방향족 연결기(aromatic linking group), 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60 헤테로방향족 연결기이고;
상기 R21내지 R30은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티오기(alkylthio), 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 (알킬)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬)아미노기, 또는 (치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론 중에서 선택될 수 있으며, 각각의 치환기는 서로 인접하는 기와 축합 고리를 형성할 수 있고;
상기 e와 f와 g는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 0 또는 1 내지 4의 정수이고;
상기 안트라센의 *로 표시된 2개의 부위는 서로 동일하거나 상이할 수 있고 각각 독립적으로 상기 P 또는 Q 구조와 결합하여 하기 화학식 1Aa-1 내지 1Aa-3 중에서 선택되는 안트라센계 유도체를 구성할 수 있다.
[화학식 1Aa-1] [화학식 1Aa-2] [화학식 1Aa-3]
Figure 112013101432043-pat00114
여기서, 상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
[화학식 1B]
Figure 112013101432043-pat00115
상기 화학식 1B에서,
상기 Ar17 내지 Ar20은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 상기 화학식 1A에서 Ar7 내지 Ar8에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지고, R60 내지 R63은 상기 화학식 1A의 R21내지 R30에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어진다.
상기 w와 ww는 서로 동일하거나 상이하고, 상기 x 및 xx는 서로 동일하거나 상이하고, w+ww와 x+xx 값은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 0-3의 정수이다. 또한, 상기 y와 yy는 서로 동일하거나 상이하고, 상기 z와 zz는 서로 동일하거나 상이하고, y+yy 내지 z+zz 값이 2이하이며, 각각 0 내지 2의 정수이다.
[화학식 1C]
Figure 112013101432043-pat00116
상기 화학식 1C에서,
상기 Ar21 내지 Ar24은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 상기 화학식 1A의 Ar7 내지 Ar8에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지고, 상기 R64 내지 R67은 상기 화학식 1A의 R21내지 R30 에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어진다.
또한, 상기 ee 내지 hh는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, 상기 ii 내지 ll은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
[화학식 1D]
Figure 112013101432043-pat00117
상기 화학식 1D에서,
상기 Ar25 내지 Ar27은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 상기 화학식 1A의 Ar7 내지 Ar8에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지고, 상기 R68 내지 R73은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 상기 화학식 1A의 R21내지 R30에서 정의한 바와 동일한 치환기로 이루어지며, 각각의 치환기는 인접하는 것끼리 포화 또는 불포화 환상 구조를 형성할 수 있다. 또한, 상기 mm 내지 ss는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
보다 구체적으로, 상기 호스트는 하기 [호스트 1] 내지 [호스트 56]으로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[호스트1] [호스트2] [호스트3] [호스트4]
Figure 112013101432043-pat00118
[호스트5] [호스트6] [호스트7] [호스트8]
Figure 112013101432043-pat00119
[호스트9] [호스트10] [호스트11] [호스트12]
Figure 112013101432043-pat00120
[호스트13] [호스트14] [호스트15] [호스트16]
Figure 112013101432043-pat00121
[호스트17] [호스트18] [호스트19] [호스트20]
Figure 112013101432043-pat00122
[호스트21] [호스트22] [호스트23] [호스트24]
Figure 112013101432043-pat00123
[호스트25] [호스트26] [호스트27] [호스트28]
Figure 112013101432043-pat00124
[호스트29] [호스트30] [호스트31] [호스트32]
Figure 112013101432043-pat00125
[호스트33] [호스트34] [호스트35] [호스트36]
Figure 112013101432043-pat00126
[호스트37] [호스트38] [호스트39] [호스트40]
Figure 112013101432043-pat00127
[호스트41] [호스트42] [호스트43] [호스트44]
Figure 112013101432043-pat00128
[호스트45] [호스트46] [호스트47] [호스트48]
Figure 112013101432043-pat00129
[호스트49] [호스트50] [호스트51] [호스트52]
Figure 112013101432043-pat00130
[호스트53] [호스트54] [호스트55] [호스트56]
Figure 112013101432043-pat00131
또한 상기 발광층은 상기 도판트와 호스트이외에도 다양한 호스트와 다양한 도펀트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있다. 여기서 상기 증착 방식은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 진공 또는 저압상태에서 가열 등을 통해 증발시켜 박막을 형성하는 방법을 의미하고, 상기 용액공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 용매와 혼합하고 이를 잉크젯 인쇄, 롤투롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 등과 같은 방법을 통하여 박막을 형성하는 방법을 의미한다.
또한 본 발명에서의 상기 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나의 장치에 사용될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
(실시예)
합성예 1: 화학식 1의 합성
합성예 1-(1): [중간체 1-a]의 합성
하기 반응식 1에 따라, [중간체 1-a]를 합성하였다.
<반응식 1>
Figure 112013101432043-pat00132
[중간체 1-a]
100ml 둥근 바닥플라스크에 벤질알코올 (31.0g, 0.286mol), 2-브로모-6-나이트로페놀 (25.0g, 0.115mol), 염화철(III) (0.93g, 5.7mmol), 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센 (1.27g, 2mmol), 톨루엔 25ml을 넣고 150℃에서 24시간 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온 냉각 후 감압 농축하고 컬럼분리하였다. 페트롤늄 에테르로 재결정하여 [중간체 1-a]를 얻었다. (15.0g, 48%)
합성예 1-(2): [중간체 1-b]의 합성
하기 반응식 2에 따라 [중간체 1-b]를 합성하였다.
<반응식 2>
Figure 112013101432043-pat00133
[중간체 1-b]
1L 둥근 바닥플라스크에 1-브로모-2,5-디메틸벤젠 (25.0g, 0.135mol), 테트라하이드로퓨란 200ml을 넣고 질소분위기하에 -78℃로 냉각 시켰다. 냉각된 용액에 1.6M 노말부틸리튬 (101ml, 0.162mol)을 적가 하였다. 동일 온도에서 2시간 교반 후 트리메틸보레이트 (18.2g, 0.176mol)를 적가 하였다. 상온에서 1시간 교반 후 1노르말 염산을 넣어 용액을 산성화 하였다. 감압 농축하고 노말헥산으로 재결정하여 [중간체 1-b]를 얻었다. (12.5g, 62%)
합성예 1-(3): [중간체 1-c]의 합성
하기 반응식 3에 따라, [중간체 1-c]를 합성하였다.
<반응식 3>
Figure 112013101432043-pat00134
[중간체 1-b] [중간체 1-c]
250ml둥근 바닥플라스크에 1-아미노-2-브로모-4-메틸피리딘 (10.0g, 0.053mol), [중간체 1-b](9.6g, 0.064mol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (1.2g, 0.001mol), 탄산칼륨 (14.8g, 0.107mol), 톨루엔 50ml, 테트라하이드로퓨란 50ml, 물 20ml을 넣고 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온 냉각하고 유기층 분리하여 감압 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피 분리한 후 노말헥산으로 재결정하여 [중간체 1-c]를 얻었다. (10.0g, 88%)
합성예 1-(4): [중간체 1-d]의 합성
하기 반응식 4에 따라 [중간체 1-d]를 합성하였다.
<반응식 4>
Figure 112013101432043-pat00135
[중간체 1-c] [중간체 1-a] [중간체 1-d]
100ml 둥근 바닥플라스크에 [중간체1-c] (8.5g, 40mmol), [중간체 1-a] (10.0g, 36mmol) 트리스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 (0.67g, 0.7mmol), 소듐터셔리부톡사이드 (7.01g, 73mmol), 2,2'-비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프탈렌 (0.45g, 0.7mmol), 톨루엔 50ml을 넣고 3시간 동안 환류 교반하였다. 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후 메탄올로 재결정하여 [중간체 1-d]를 얻었다. (11g, 75%)
합성예 1-(5): [화학식 1]의 합성
하기 반응식 5에 따라 [화학식 1]을 합성하였다.
<반응식5 >
Figure 112013101432043-pat00136
[중간체 1-d] [화학식 1]
250ml 둥근 바닥플라스크에 1,6-디브로모파이렌 (3.0g, 8mmol), [중간체1-d] (7.4g, 18mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 (0.31g, 0.3mmol), 소듐터셔리부톡사이드 (2.4g, 25mmol), 2,2'-비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프탈렌 (0.21g, 0.3mmol), 톨루엔 80ml을 넣고 15시간 동안 환류 교반하였다. 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후 에틸아세테이트와 헵탄으로 재결정하여 [화학식 1]을 얻었다. (3.0g, 35%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 1008.42 [M+]
합성예 2: 화학식 21의 합성
합성예 2-(1): [중간체 2-a]의 합성
하기 반응식 6에 따라 [중간체 2-a]를 합성하였다.
<반응식 6>
Figure 112013101432043-pat00137
[중간체 2-a]
상기 합성예 1-(2)에서1-브로모-2,5-디메틸벤젠 대신 1-브로모-2-메틸벤젠 (25.0g, 0.146mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 2-a]를 얻었다. (12.5g, 63%)
합성예 2-(2): [중간체 2-b] 의 합성
하기 반응식 7에 따라 [중간체 2-b]를 합성하였다.
<반응식 7>
Figure 112013101432043-pat00138
[중간체 2-b]
500ml 둥근 바닥플라스크에 3-아미노피리딘 (25.0g, 0.226mol), 디메틸설폭사이드 (250ml), 물(5ml)을 넣고 0℃에서 N-브로모숙신이미드 (99.3g, 0.558mol)를 조금씩 넣었다. 반응 용액은 상온에서 24시간 교반 후 아세토나이트릴로 재결정하여 [중간체 2-b]를 얻었다. (59g, 89%)
합성예 2-(3): [중간체 2-c] 의 합성
하기 반응식 8에 따라 [중간체 2-c]를 합성하였다.
<반응식 8>
Figure 112013101432043-pat00139
[중간체 2-b] [중간체 2-a] [중간체 2-c]
상기 합성예 1-(3)에서1-아미노-2-브로모-4-메틸피리딘 대신 [중간체 2-b]를 [중간체 1-b] 대신 [중간체 2-a]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 2-c]를 얻었다. (12g, 73%)
합성예 2-(4): [중간체 2-d] 의 합성
하기 반응식 9에 따라 [중간체 2-d]를 합성하였다.
<반응식 9>
Figure 112013101432043-pat00140
[중간체 2-c] [중간체 1-a] [중간체 2-d]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 [중간체 2-c]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 2-d]를 얻었다. (11g, 64%)
합성예 2-(5): [화학식 21] 의 합성
하기 반응식 10에 따라 [화학식 21]을 합성하였다.
<반응식 10>
Figure 112013101432043-pat00141
[중간체 2-d] [화학식 21] 상기 합성예 1-(5)에서 [중간체 1-d] 대신 [중간체 2-d]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 21]을 얻었다. (2.8g, 30%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 1132.45 [M+]
합성예 3: 화학식 39의 합성
합성예 3-(1): [중간체 3-a] 의 합성
하기 반응식 11에 따라 [중간체 3-a]를 합성하였다.
<반응식 11>
Figure 112013101432043-pat00142
[중간체 3-a]
상기 합성예 1-(1)에서 2-브로모-6-나이트로페놀 대신 2-나이트로-4-브로모페놀을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 3-a]를 얻었다. (16.0g, 50%)
합성예 3-(2): [중간체 3-b] 의 합성
하기 반응식 12에 따라 [중간체 3-b]를 합성하였다.
<반응식 12>
Figure 112013101432043-pat00143
[중간체 3-b]
상기 합성예 1-(2)에서1-브로모-2,5-디메틸벤젠 대신 브로모벤젠 (25.0g, 0.159mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 3-b]를 얻었다. (13g, 67%)
합성예 3-(3): [중간체 3-c] 의 합성
하기 반응식 13에 따라 [중간체 3-c]를 합성하였다.
<반응식 13>
Figure 112013101432043-pat00144
[3,5-디브로모-2-피리딜아민] [중간체 3-b] [중간체 3-c]
상기 합성예 1-(3)에서1-아미노-2-브로모-4-메틸피리딘 대신 3,5-디브로모-2-피리딜아민을, [중간체 1-b] 대신 [중간체 3-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체3-c]를 얻었다. (8g, 68%)
합성예 3-(4): [중간체 3-d] 의 합성
하기 반응식 14에 따라 [중간체 3-d]를 합성하였다.
<반응식 14>
Figure 112013101432043-pat00145
[중간체 3-c] [중간체 3-a] [중간체 3-d]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 [중간체 3-c]을 [중간체 1-a]대신 [중간체 3-a]를사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 3-d]를 얻었다. (11g, 72%)
합성예 3-(5): [화학식 39] 의 합성
하기 반응식 15에 따라 [화학식 39]를 합성하였다.
<반응식 15>
Figure 112013101432043-pat00146
[중간체 3-d] [화학식 39]
상기 합성예 1-(5)에서 [중간체 1-d] 대신 [중간체 3-d]를사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 39]를 얻었다. (2.6g, 28%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 1104.42 [M+]
합성예 4: 화학식 58의 합성
합성예 4-(1): [중간체 4-a] 의 합성
하기 반응식 16에 따라 [중간체 4-a]를 합성하였다.
<반응식 16>
Figure 112013101432043-pat00147
[중간체 4-a]
상기 합성예 1-(1)에서 벤질알콜 대신 4-터셔리부틸 벤질알콜을 2-브로모-6-나이트로페놀 대신 2-나이트로-4-브로모페놀을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 4-a]를 얻었다. (13.0g, 41%)
합성예 4-(2): [중간체 4-b] 의 합성
하기 반응식 17에 따라 [중간체 4-b]를 합성하였다.
<반응식 17>
Figure 112013101432043-pat00148
[중간체 4-b]
상기 합성예 1-(2)에서1-브로모-2,5-디메틸벤젠 대신 3,5-디메틸벤젠 (25.0g, 0.159mol)을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 4-b]를 얻었다. (13g, 64%)
합성예 4-(3): [중간체 4-c] 의 합성
하기 반응식 18에 따라 [중간체 4-c]를 합성하였다.
<반응식 18>
Figure 112013101432043-pat00149
[중간체 4-b] [중간체 4-c]
상기 합성예 1-(3)에서1-아미노-2-브로모-4-메틸피리딘 대신 1-아미노-3-브로모-5-플루오로벤젠을 [중간체 1-b] 대신 [중간체 4-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체4-c]를 얻었다. (15g, 88%)
합성예 4-(4): [중간체 4-d] 의 합성
하기 반응식 19 따라 [중간체 4-d]를 합성하였다.
<반응식 19>
Figure 112013101432043-pat00150
[중간체 4-c] [중간체 4-a] [중간체 4-d]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 [중간체 4-c]를 [중간체 1-a]대신 [중간체 4-a]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 4-d]를 얻었다. (10g, 70%)
합성예 4-(5): [화학식 58] 의 합성
하기 반응식 20 따라 [화학식 58]을 합성하였다.
<반응식 20>
Figure 112013101432043-pat00151
[중간체 4-d] [화학식 58]
상기 합성예 1-(5)에서 [중간체 1-d] 대신 [중간체 4-d]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 58]을 얻었다. (3.5g, 34%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 1126.50 [M+]
합성예 5: 화학식 80의 합성
합성예 5-(1): [중간체 5-a] 의 합성
하기 반응식 21에 따라 [중간체 5-a]를 합성하였다.
<반응식 21>
Figure 112013101432043-pat00152
[중간체 5-a]
상기 합성예 1-(2)에서1-브로모-2,5-디메틸벤젠 대신 2-브로모-바이페닐을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 5-a]를 얻었다. (15g, 60%)
합성예 5-(2): [중간체 5-b] 의 합성
하기 반응식 22에 따라 [중간체 5-b]를 합성하였다.
<반응식 22>
Figure 112013101432043-pat00153
[중간체 5-b]
100ml 둥근바닥플라스크에 2-아미노-5-브로모벤조싸이올 (15.0g, 73mmol)과 1-나프틸알데하이드 (10.3g, 66mmol)를 1,4-다이옥산에 용해하여 100℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄으로 추출하고 감압농축한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 [중간체 5-b]를 얻었다. (12.3g, 49%)
합성예 5-(3): [중간체 5-c] 의 합성
하기 반응식 23에 따라 [중간체 5-c]를 합성하였다.
<반응식 23>
Figure 112013101432043-pat00154
[중간체 5-a] [중간체 5-c]
상기 합성예 1-(3)에서 [중간체 1-b] 대신 [중간체 5-a]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체5-c]를 얻었다. (13g, 75%)
합성예 5-(4): [중간체 5-d] 의 합성
하기 반응식 24에 따라 [중간체 5-d]를 합성하였다.
<반응식 24>
Figure 112013101432043-pat00155
[중간체 5-b] [중간체 5-c] [중간체 5-d]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 [중간체 5-c]를 [중간체 1-a]대신 [중간체 5-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 5-d]를 얻었다. (11g, 75%)
합성예 5-(5): [화학식 80] 의 합성
하기 반응식 25에 따라 [화학식 80]을 합성하였다.
<반응식 25>
Figure 112013101432043-pat00156
[중간체 5-d] [화학식 80]
상기 합성예 1-(5)에서 [중간체 1-d] 대신 [중간체 5-d]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 80]를 얻었다. (3.2g, 28%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 1136.37 [M+]
합성예 6: 화학식 89의 합성
합성예 6-(1): [중간체 6-a] 의 합성
하기 반응식 26에 따라 [중간체 6-a]를 합성하였다.
<반응식 26>
Figure 112013101432043-pat00157
[중간체 6-a]
상기 합성예 1-(3)에서 [중간체 1-b] 대신 4-메틸벤젠보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체6-a]를 얻었다. (13g, 75%)
합성예 6-(2): [중간체 6-b] 의 합성
하기 반응식 27에 따라 [중간체 6-b]를 합성하였다.
<반응식 27>
Figure 112013101432043-pat00158
[중간체 6-b]
상기 합성예 1-(1)에서 벤질알콜 대신 4-플루오로벤질알코올을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 6-b]를 얻었다. (13.0g, 41%)
합성예 6-(3): [중간체 6-c] 의 합성
하기 반응식 28에 따라 [중간체 6-c]를 합성하였다.
<반응식 28>
Figure 112013101432043-pat00159
[중간체 3-b] [중간체 6-c]
2L둥근 바닥플라스크에 1,6-디브로모파이렌 (70g, 0.194mol), [중간체 3-b] (52.2g, 0.428mol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (11.2g, 0.01mol), 탄산칼륨 (80.6g, 0.583mol), 톨루엔 350ml, 테트라하이드로퓨란 350ml, 물 140ml을 넣고 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온 냉각하고 생성된 고체를 여과 후 에탄올로 씻어준다. 고체는 톨루엔에 녹여 상온 냉각 후 생성된 고체를 여과하여 [중간체 6-c]를 얻었다. (60.0g, 87%)
합성예 6-(4): [중간체 6-d] 의 합성하기 반응식 29에 따라 [중간체 6-d]를 합성하였다.
<반응식 29>
Figure 112013101432043-pat00160
[중간체 6-c] [중간체 6-d]
2L둥근 바닥플라스크에 [중간체 6-c] (30.0g, 0.085mol)를 디메틸포름아마이드 900ml에 녹인 후 N-브로모숙신이미드 (33.1g, 0.186mol)를 넣고 50℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 완료 후 물 500ml을 넣고 교반, 생성된 고체를 여과하고 물과 메탄올로 씻어주었다. 디클로로벤젠에 녹이고 상온으로 식혀 생성된 고체를 여과하여 [중간체 6-d]를 얻었다. (30g, 69%)
합성예 6-(5): [중간체 6-e] 의 합성
하기 반응식 30에 따라 [중간체 6-e]를 합성하였다.
<반응식 30>
Figure 112013101432043-pat00161
[중간체 6-a] [중간체 6-b] [중간체 6-e]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 [중간체 6-a]를 [중간체 1-a] 대신 [중간체 6-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 6-e]를 얻었다. (11g, 70%)
합성예 6-(6): [화학식 89] 의 합성
하기 반응식 31에 따라 [화학식 89]를 합성하였다.
<반응식 31>
Figure 112013101432043-pat00162
[중간체 6-d] [중간체 6-e] [화학식 89]
상기 합성예 1-(5)에서 1,6-디브로모파이렌 대신 [중간체 6-d]를 [중간체 1-d] 대신 [중간체 6-e]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 89]를 얻었다. (3.3g, 28%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 1168.43 [M+]
합성예 7: 화학식 105의 합성
합성예 7-(1): [중간체 7-a] 의 합성
하기 반응식 32에 따라 [중간체 7-a]를 합성하였다.
<반응식 32>
Figure 112013101432043-pat00163
[중간체 7-a]
상기 합성예 1-(1)에서 2-브로모-6-나이트로페놀 대신 2-나이트로-3-클로로페놀을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 7-a]를 얻었다. (13.0g, 30%)
합성예 7-(2): [중간체 7-b] 의 합성
하기 반응식 33에 따라 [중간체 7-b]를 합성하였다.
<반응식 33>
Figure 112013101432043-pat00164
[중간체 7-a] [중간체 7-b]
250ml 둥근 바닥플라스크에 [중간체7-a] (10.0g, 44mmol), 4-아미노바이페닐 (14.7, 87mmol) 트리스(디벤질리덴아세톤)팔라듐 (1.99g, 0.2mmol), 소듐터셔리부톡사이드 (5.02g, 52mmol), 2-(디사이클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리아이소프로필바이페닐 (2.08g, 0.44mmol), 톨루엔 100ml을 넣고 질소 분위기하에서 3시간 환류 교반하였다. 추출한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후 메탄올로 재결정하여 [중간체 7-b]를 얻었다. (11g, 69%)
합성예 7-(3): [화학식 105] 의 합성
하기 반응식 34에 따라 [화학식 105]를 합성하였다.
<반응식 34>
Figure 112013101432043-pat00165
[중간체 7-b] [화학식 105]
상기 합성예 1-(5)에서 [중간체 1-d] 대신 [중간체 7-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 105]를 얻었다. (2.7g, 29%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 922.33 [M+]
합성예 8: 화학식 109의 합성
합성예 8-(1): [중간체 8-a] 의 합성
하기 반응식 35에 따라 [중간체 8-a]를 합성하였다.
<반응식 35>
Figure 112013101432043-pat00166
[중간체 8-a]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 벤젠아민을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 8-a]를 얻었다. (9.3g, 76%)
합성예 8-(2): [중간체 8-b] 의 합성
하기 반응식 36에 따라 [중간체 8-b]를 합성하였다.
<반응식 36>
Figure 112013101432043-pat00167
[중간체 8-a] [중간체 8-b]
상기 [중간체 8-a] (7.7g, 27mmol), 1,6-다이브로모피렌 (8.1g, 22.5mmol), 2,2'-비스(디페닐포스피노)-1-1'-바이나프틸 (0.28g, 0.45mmol), 소듐터셔리부톡사이드 (4.3g, 45mmol), 팔라듐 아세테이트 (0.1g, 0.45mmol)을 톨루엔 100mL에 넣고 24 시간 동안 환류시켰다. 에틸 아세테이트로 추출한 뒤 메탄올로 씻어주었다. 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 [중간체 8-b]를 얻었다. (4.9g, 40%)
합성예 8-(3): [화학식 109] 의 합성
하기 반응식 37에 따라 [화학식 109]를 합성하였다.
<반응식 37>
Figure 112013101432043-pat00168
[중간체 8-b] [중간체 1-d] [화학식 109]
상기 합성예 8-(2)에서 [중간체 8-a] 대신 [중간체 1-d]를 1,6-다이브로모피렌 대신 [중간체 8-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 109]를 얻었다. (3.5g, 33%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 889.34 [M+]
합성예 9: 화학식 116의 합성
합성예 9-(1): [중간체 9-a] 의 합성
하기 반응식 38에 따라 [중간체 9-a]를 합성하였다.
<반응식 38>
Figure 112013101432043-pat00169
[중간체 5-b] [중간체 9-a]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 4-메틸벤젠아민을 [중간체 1-a] 대신 [중간체 5-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 9-a]를 얻었다. (10.1g, 73%)
합성예 9-(2): [중간체 9-b] 의 합성
하기 반응식 39에 따라 [중간체 9-b]를 합성하였다.
<반응식 39>
Figure 112013101432043-pat00170
[중간체 9-a] [중간체 9-b]
상기 합성예 8-(2)에서 [중간체 8-a] 대신 [중간체 9-a]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 9-b]를 얻었다. (3.9g, 37%)
합성예 9-(3): [중간체 9-c] 의 합성
하기 반응식 40에 따라 [중간체 9-c]를 합성하였다.
<반응식 40>
Figure 112013101432043-pat00171
[중간체 6-b] [중간체 9-c]
상기 합성예 1-(4)에서 [중간체 1-c] 대신 5-메틸-2-피리딘아민을 [중간체 1-a] 대신 [중간체 6-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [중간체 9-c]를 얻었다. (11.4g, 74%)
합성예 9-(4): [화학식 116] 의 합성
하기 반응식 41에 따라 [화학식 116]을 합성하였다.
<반응식 41>
Figure 112013101432043-pat00172
[중간체 9-b] [중간체 9-c] [화학식 116]
상기 합성예 8-(2)에서 [중간체 8-a] 대신 [중간체 9-c]를 1,6-다이브로모피렌 대신 [중간체 9-b]를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 실험하여 [화학식 116]을 얻었다. (2.9g, 30%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 883.28 [M+]
실시예 1 ~ 7: 유기전계발광소자의 제조
ITO 글래스의 발광면적이 2mm×2mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10-7torr가 되도록 한 후 상기 ITO 위에 DNTPD(700 Å), α-NPD(300 Å) 순으로 성막한 후 [BH1]과 본 발명에 의한 화합물 3%를 혼합하여 성막(250Å)한 다음, Alq3 (350 Å), LiF (5 Å), Al (1000 Å)의 순서로 성막하여 유기발광소자를 제조하였다. 상기 유기발광 소자의 발광특성은 0.4mA에서 측정하였다.
Figure 112013101432043-pat00173
[DNTPD] [α-NPD]
Figure 112013101432043-pat00174
[BH1] [Alq3]
비교예 1 ~ 2
상기 실시예 1 내지 7에서 사용된 화합물 대신 [BD1] 및 [BD2]을 사용한 것 이외에는 동일하게 유기발광소자를 제작하였으며, 상기 유기발광소자의 발광특성은 0.4mA에서 측정하였다. 상기 [BD1] 및 [BD2]의 구조는 다음과 같다.
Figure 112013101432043-pat00175
Figure 112013101432043-pat00176
[BD1] [BD2]
실시예 1∼7 및 비교예 1∼2에 따라 제조된 유기발광소자에 대하여, 전압, 전류, 휘도, 색 좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. T80은 휘도가 초기휘도에 비해 80%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
　 전압
(V)		 전류밀도
(mA/cm2)		 휘도
(cd/m2)		 CIEx CIEy 양자효율 T80
실시예 1
[화학식 1]		 3.8 10 600 0.142 0.097 5.61 80
실시예 2
[화학식 21]		 3.8 10 633 0.141 0.110 5.77 95
실시예 3
[화학식 39]		 3.8 10 620 0.143 0.107 6.16 96
실시예 4
[화학식 58]		 3.7 10 610 0.140 0.099 6.09 85
실시예 5
[화학식 80]		 3.8 10 578 0.141 0.105 6.83 100
실시예 6
[화학식 89]		 3.7 10 717 0.142 0.124 5.43 75
실시예 7
[화학식 105]		 3.7 10 752 0.141 0.120 6.46 110
비교예 1
[BD1]		 6.4 10 515 0.143 0.160 4.96 42
비교예 2
[BD2]		 6.0 10 550 0.141 0.168 4.88 40
상기 표 1 에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 비대칭 피렌 유도체는 종래기술에 의한 비교예 1 및 비교예 2의 화합물을 사용한 경우보다 훨씬 휘도와 발광 효율이 우수하며, 장수명의 우수한 소자특성을 보여줄 수 있어, 유기발광소자로서 응용가능성 높은 것을 나타내고 있다.

Claims (16)

  1. 하기 [화학식 A]로 표시되는 피렌 유도체.
    [화학식 A]
    Figure 112013101432043-pat00177

    상기 [화학식 A] 에서,
    X는 O, S, Se 중에 선택되는 하나이고,
    연결기 L1 및 L2는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴렌기이거나, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기이거나, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기고,
    상기 아민기의 질소원자에 결합하는 각각의 치환기 M은 동일하거나 상이할 수 있으며,
    상기 치환기 M내의 R1 내지 R4중 하나는 질소원자와 결합되는 단일결합이고,
    상기 치환기 Z와, R1 내지 R5는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N, S 및 Si에서 선택되는 어느 하나이상을 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기 중에서 선택되는 어느 하나이되, 이웃하는 치환기와 서로 결합하여 포화 또는 불포화고리를 형성할 수 있고;
    상기 피렌고리내 각각의 탄소원자는 아민의 질소원자 또는 치환기 Z와 결합하지 않는 경우에는 수소와 결합되며;
    m 은 1 내지 8의 정수이되, m 이 2 이상인 경우에 각각의 Z는 서로 동일하거나 상이하고,
    p 및 q는 각각 동일하거나 상이한 1 내지 3의 정수이되, p가 2 이상인 경우에 각각의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하고, 또한 q가 2 이상인 경우에 각각의 Ar2는 서로 동일하거나 상이하며,
    상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2가 각각 동일하거나 상이한 헤테로아릴기인 경우에, 상기 헤테로아릴기는 하기 [치환기 101] 내지 [치환기 117] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체
    [치환기 101] [치환기 102] [치환기 103] [치환기 104]
    Figure 112013101432043-pat00178
    Figure 112013101432043-pat00179
    Figure 112013101432043-pat00180

    [치환기 105] [치환기 106] [치환기 107]
    Figure 112013101432043-pat00181
    Figure 112013101432043-pat00182
    Figure 112013101432043-pat00183

    [치환기 108] [치환기 109] [치환기 110]
    Figure 112013101432043-pat00184
    Figure 112013101432043-pat00185
    Figure 112013101432043-pat00186

    [치환기 111] [치환기 112] [치환기 113]
    Figure 112013101432043-pat00187
    Figure 112013101432043-pat00188
    Figure 112013101432043-pat00189

    [치환기 114] [치환기 115] [치환기 116]
    Figure 112013101432043-pat00190
    Figure 112013101432043-pat00191
    Figure 112013101432043-pat00192

    [치환기 117]
    Figure 112013101432043-pat00193

    여기서, R은 동일하거나 상이하며 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 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 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티오기(alkylthio), 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 (알킬)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬)아미노기, 또는 (치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴)아미노기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론중에서 선택될 수 있으며, 각각의 치환기는 서로 인접하는 기와 결합되어 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고,
    n은 1 내지 9의 정수이며,
    상기 [치환기 101] 내지 [치환기 117]내 방향족고리 또는 포화탄화수소 고리내 탄소에 치환기 R이 결합되지 않은 경우에는 수소가 결합되어 있고,
    상기 치환기 R이 2이상인 경우 각각의 R은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
    상기 [치환기 101] 내지 [치환기 117]내 치환기 R 중의 하나는 상기 화학식 A 내의 연결기 L1 또는 L2에 결합하는 단일결합이며,
    상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 제 1 항에서 정의한 바와 동일하다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2가 각각 동일하거나 상이한 아릴기인 경우에, 상기 아릴기는 하기 [치환기 201] 내지 [치환기 210] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체
    [치환기 201] [치환기 202] [치환기 203]
    Figure 112013101432043-pat00194
    Figure 112013101432043-pat00195
    Figure 112013101432043-pat00196

    [치환기 204] [치환기 205] [치환기 206]
    Figure 112013101432043-pat00197
    Figure 112013101432043-pat00198
    Figure 112013101432043-pat00199

    [치환기 207] [치환기 208] [치환기 209]
    Figure 112013101432043-pat00200
    Figure 112013101432043-pat00201
    Figure 112013101432043-pat00202

    [치환기 210]
    Figure 112013101432043-pat00203

    여기서 상기 n은 1 내지 9의 정수이며,
    상기 [치환기 201] 내지 [치환기 210]내 방향족 고리내 탄소에 치환기 R이 결합되지 않은 경우에는 수소가 결합되어 있고,
    치환기 R 은 상기 제 2 항에서의 치환기 R의 정의와 동일하다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결기 L1 및 L2는 각각 단일결합이거나, 또는 하기 [구조식 101] 내지 [구조식 210] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
    [구조식 101] [구조식 102] [구조식 103] [구조식 104]
    Figure 112013101432043-pat00204
    Figure 112013101432043-pat00205
    Figure 112013101432043-pat00206

    [구조식 105] [구조식 106] [구조식 107]
    Figure 112013101432043-pat00207
    Figure 112013101432043-pat00208
    Figure 112013101432043-pat00209

    [구조식 108] [구조식 109] [구조식 110]
    Figure 112013101432043-pat00210
    Figure 112013101432043-pat00211
    Figure 112013101432043-pat00212

    [구조식 111] [구조식 112] [구조식 113]
    Figure 112013101432043-pat00213
    Figure 112013101432043-pat00214
    Figure 112013101432043-pat00215

    [구조식 114] [구조식 115] [구조식 116]
    Figure 112013101432043-pat00216
    Figure 112013101432043-pat00217
    Figure 112013101432043-pat00218

    [구조식 117]
    Figure 112013101432043-pat00219

    [구조식 201] [구조식 202] [구조식 203]
    Figure 112013101432043-pat00220
    Figure 112013101432043-pat00221
    Figure 112013101432043-pat00222

    [구조식 204] [구조식 205] [구조식 206]
    Figure 112013101432043-pat00223
    Figure 112013101432043-pat00224
    Figure 112013101432043-pat00225

    [구조식 207] [구조식 208] [구조식 209]
    Figure 112013101432043-pat00226
    Figure 112013101432043-pat00227
    Figure 112013101432043-pat00228

    [구조식 210]
    Figure 112013101432043-pat00229

    여기서 n은 2 내지 9의 정수이며,
    상기 [구조식 101] 내지 [구조식 210]내 방향족 고리 또는 포화탄화수소 고리내 탄소에 치환기 R이 결합되지 않은 경우에는 수소가 결합되어 있고,
    상기 [구조식 101] 내지 [구조식 210]내 포함된 치환기 R 중 2개 내지 4개의 R은 각각 질소원자 및 치환기 Ar1과 결합되는 단일결합이거나, 또는 질소 원자 및 치환기 Ar2에 결합되는 단일결합이며,
    치환기 R 은 제2항에서 정의된 바와 동일하다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 치환기 Z는 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학식 A의 피렌 유도체는 1, 6번 위치 또는 2,7번 위치에 아민이 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 [화학식 A]의 아민에 결합되는 M 또는 Ar1 또는 Ar2는 중수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 M, L1, L2, Ar1 및 Ar2에서의 '치환'되는 치환기는 시아노기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 탄소수 6 내지 18의 아릴알킬기, 탄소수 3 내지 18의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 12의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 18의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피렌 유도체는 두 개의 아민 그룹이 동일한 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피렌 유도체는 두 개의 아민 그룹이 서로 상이하여 비대칭인 것을 특징으로 하는 피렌 유도체.
  11. 제1항에 있어서,
    하기 [화합물 1] 내지 [화합물 117] 중에서 선택되는 어느 하나의 피렌 유도체.
    [화합물 1] [화합물 2] [화합물 3]
    Figure 112013101432043-pat00230

    [화합물 4] [화합물 5] [화합물 6]
    Figure 112013101432043-pat00231

    [화합물 7] [화합물 8] [화합물 9]
    Figure 112013101432043-pat00232

    [화합물 10] [화합물 11] [화합물 12]
    Figure 112013101432043-pat00233

    [화합물 13] [화합물 14] [화합물 15]
    Figure 112013101432043-pat00234

    [화합물 16] [화합물 17] [화합물 18]
    Figure 112013101432043-pat00235

    [화합물 19] [화합물 20] [화합물 21]
    Figure 112013101432043-pat00236

    [화합물 22] [화합물 23] [화합물 24]
    Figure 112013101432043-pat00237

    [화합물 25] [화합물 26] [화합물 27]
    Figure 112013101432043-pat00238

    [화합물 28] [화합물 29] [화합물 30]
    Figure 112013101432043-pat00239

    [화합물 31] [화합물 32] [화합물 33]
    Figure 112013101432043-pat00240

    [화합물 34] [화합물 35] [화합물 36]
    Figure 112013101432043-pat00241

    [화합물 37] [화합물 37] [화합물 39]
    Figure 112013101432043-pat00242

    [화합물 40] [화합물 41] [화합물 42]
    Figure 112013101432043-pat00243

    [화합물 43] [화합물 44] [화합물 45]
    Figure 112013101432043-pat00244

    [화합물 46] [화합물 47] [화합물 48]
    Figure 112013101432043-pat00245

    [화합물 49] [화합물 50] [화합물 51]
    Figure 112013101432043-pat00246

    [화합물 52] [화합물 53] [화합물 54]
    Figure 112013101432043-pat00247

    [화합물 55] [화합물 56] [화합물 57]
    Figure 112013101432043-pat00248

    [화합물 58] [화합물 59] [화합물 60]
    Figure 112013101432043-pat00249

    [화합물 61] [화합물 62] [화합물 63]
    Figure 112013101432043-pat00250

    [화합물 64] [화합물 65] [화합물 66]
    Figure 112013101432043-pat00251

    [화합물 67] [화합물 68] [화합물 69]
    Figure 112013101432043-pat00252

    [화합물 70] [화합물 71] [화합물 72]
    Figure 112013101432043-pat00253

    [화합물 73] [화합물 74] [화합물 75]
    Figure 112013101432043-pat00254

    [화합물 76] [화합물 77] [화합물 78]
    Figure 112013101432043-pat00255

    [화합물 79] [화합물 80] [화합물 81]
    Figure 112013101432043-pat00256

    [화합물 82] [화합물 83] [화합물 84]
    Figure 112013101432043-pat00257

    [화합물 85] [화합물 86] [화합물 87]
    Figure 112013101432043-pat00258

    [화합물 88] [화합물 89] [화합물 90]
    Figure 112013101432043-pat00259

    [화합물 91] [화합물 92] [화합물 93]
    Figure 112013101432043-pat00260

    [화합물 94] [화합물 95] [화합물 96]
    Figure 112013101432043-pat00261

    [화합물 97] [화합물 98] [화합물 99]
    Figure 112013101432043-pat00262

    [화합물 100] [화합물 101] [화합물 102]
    Figure 112013101432043-pat00263

    [화합물 103] [화합물 104] [화합물 105]
    Figure 112013101432043-pat00264

    [화합물 106] [화합물 107] [화합물 108]
    Figure 112013101432043-pat00265

    [화합물 109] [화합물 110] [화합물 111]
    Figure 112013101432043-pat00266

    [화합물 112] [화합물 113] [화합물 114]
    Figure 112013101432043-pat00267

    [화합물 115] [화합물 116] [화합물 117]
    Figure 112013101432043-pat00268
  12. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제5항, 제11항 중에서 선택되는 어느 한 항의 유기발광 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함하며,
    상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 상기 유기발광 화합물이 도판트로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 각각의 층중에서 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및, 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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