KR101411135B1 - 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물 및 유기 전계발광 소자 - Google Patents
치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물 및 유기 전계발광 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고효율, 고내구성의 유기 EL 소자용의 재료로서 우수한 특성을 갖는 유기 화합물을 제공하고, 또한 이 화합물을 이용하여 고효율, 고내구성의 유기 EL 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌기환 구조를 갖는 화합물; 및 한쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 한층의 유기층을 갖는 유기 전계발광 소자에 있어서, 1개 이상의 유기층이 상기 화합물을 함유하는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
<화학식 1>
(식 중, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, R1 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 시아노기, 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기를 나타내고, Z는 질소 원자를 1개 포함하는 6원환의 방향족 복소환을 나타내고, m 및 n은 각각 1 내지 3의 정수를 나타내고, m=2일 때 및 m=3일 때에는 n=1임)
치환된 피리딜기, 피리도인돌환 구조, 유기 전계발광 소자, 방향족 탄화수소기, 축합 다환 방향족기, 방향족 복소환
Description
본 발명은 각종 표시 장치에 바람직한 자체발광 소자인 유기 전계발광(EL) 소자에 적합한 화합물과 소자에 관한 것으로, 상세하게는 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물과, 상기 화합물을 이용한 유기 EL 소자에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 자체 발광성 소자이므로 액정 소자에 비교하여 밝고 시인성이 우수하여 선명한 표시가 가능하기 때문에 활발한 연구가 이루어져 왔다.
1987년에 이스트만ㆍ코닥사의 C. W. Tang 등은 각종 역할을 각 재료에 분담시킨 적층 구조 소자를 개발함으로써 유기 재료를 이용한 유기 EL 소자를 실용적인 것으로 하였다. 그들은 전자를 수송할 수 있는 형광체와 정공을 수송할 수 있는 유기물을 적층하고, 양쪽의 전하를 형광체 층속에 주입하여 발광시킴으로써, 10 V 이하의 전압에서 1OOO cd/㎡ 이상의 고휘도가 얻어지게 되었다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)8-48656호 공보
특허 문헌 2: 특허 제3194657호 공보
현재까지, 유기 EL 소자의 실용화를 위해 많은 개량이 이루어지고, 각종 역할을 더 세분화하여, 기판 위에 순차적으로 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 음극을 설치한 전계발광 소자에 의해서 고효율과 내구성이 달성되고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).
비특허 문헌 1: 응용 물리 학회 제9회 강습회 예비 요약 원고집 55 내지 61 페이지(2001)
또한 발광 효율의 추가적인 향상을 목적으로서 삼중항 여기자의 이용이 시도되고, 인광 발광체의 이용이 검토되고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 2 참조).
비특허 문헌 2: 응용 물리 학회 제9회 강습회 예비 요약 원고집 23 내지 31 페이지(2001)
발광층은 일반적으로 호스트 재료로 불리는 전하 수송성의 화합물에 형광체나 인광 발광체를 도핑하여 제조할 수도 있다. 상기한 강습회 예비 요약 원고집에 기재되어 있는 바와 같이, 유기 EL 소자에 있어서 유기 재료의 선택은 소자의 효율이나 내구성 등 모든 특성에 큰 영향을 준다.
유기 EL 소자에 있어서는 양 전극으로부터 주입된 전하가 발광층에서 재결합하여 발광이 얻어지지만, 전자의 이동 속도보다 정공의 이동 속도가 빠르기 때문에, 정공의 일부가 발광층을 빠져 나가버림으로써 효율 저하가 문제가 된다. 그 때문에 전자의 이동 속도가 빠른 전자 수송 재료가 요구되고 있다.
대표적인 발광 재료인 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(이후, Alq라고 약 칭함)은 전자 수송 재료로도 일반적으로 이용되지만, 정공 저지 성능이 있다고는 할 수 없다.
정공의 일부가 발광층을 빠져 나가버리는 것을 막아 발광층에서의 전하 재결합 확률을 향상시키는 방법에는 정공 저지층을 삽입하는 방법이 있다. 정공 저지 재료로서는 지금까지 트리아졸 유도체(예를 들면, 특허 문헌 3 참조)나 바소쿠프로인(이후, BCP라고 약칭함), 알루미늄의 혼합 배위자 착체(BAlq)(예를 들면, 비특허 문헌 2 참조) 등이 제안되어 있다.
예를 들면, 정공 저지성이 우수한 전자 수송 재료로서, 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(이후, TAZ라고 약칭함)이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조).
특허 문헌 3: 특허 제2734341호 공보
TAZ는 일함수가 6.6 eV로 크고 정공 저지 능력이 높기 때문에, 진공 증착이나 도포 등에 의해서 제조되는 형광 발광층이나 인광 발광층의 음극측에 적층되는 전자 수송성의 정공 저지층으로서 사용되어, 유기 EL 소자의 고효율화에 기여하고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 3 참조).
비특허 문헌 3: 제50회 응용 물리학 관계 연합 강연회 28p-A-6 강연 예비 요약 원고집 1413 페이지(2003)
그러나 전자 수송성이 낮은 것이 TAZ에 있어서의 큰 과제이고, 보다 전자 수송성이 높은 전자 수송 재료와 조합하여, 유기 EL 소자를 제조하는 것이 필요하였다(예를 들면, 비특허 문헌 4 참조).
비특허 문헌 4: 응용 물리 학회 유기 분자ㆍ생체 전자 공학 분과회 회지 11권 1호 13 내지 19 페이지(2000)
또한, BCP에서도 일함수가 6.7 eV로 크고 정공 저지 능력이 높지만, 유리 전이점(Tg)이 83 ℃로 낮기 때문에 박막의 안정성에 부족하고, 정공 저지층으로서 충분히 기능하고 있다고는 할 수 없다.
어느 재료도 막 안정성이 부족하거나, 또는 정공을 저지하는 기능이 불충분하다. 유기 EL 소자의 소자 특성을 개선시키기 위해서, 전자의 주입ㆍ수송 성능과 정공 저지 능력이 우수하고 박막 상태에서의 안정성이 높은 유기 화합물이 요구되고 있다.
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명의 목적은 고효율, 고내구성 유기 EL 소자용의 재료로서, 전자의 주입ㆍ수송 성능이 우수하고, 정공 저지 능력을 갖고, 박막 상태에서의 안정성이 높은 우수한 특성을 갖는 유기 화합물을 제공하며, 또한 이 화합물을 이용하여 고효율, 고내구성 유기 EL 소자를 제공하는 데에 있다. 본 발명에 적합한 유기 화합물의 물리적인 특성으로는 (1) 전자의 주입 특성이 양호한 것, (2) 전자의 이동 속도가 빠른 것, (3) 정공 저지 능력이 우수한 것, (4) 박막 상태가 안정된 것, (5) 내열성이 우수한 것을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 적합한 소자의 물리적인 특성으로는 (1) 발광 효율이 높은 것, (2) 발광 개시 전압이 낮은 것, (3) 실용 구동 전압이 낮은 것, (4) 최대 발광 휘도가 높은 것을 들 수 있다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
그래서 본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해서, 전자 친화성인 피리딘환의 질소 원자가 금속에 배위하는 능력을 갖고 있는 것과 내열성이 우수하다는 것에 주목하여, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물을 설계하여 화학 합성하고, 상기 화합물을 이용하여 다양한 유기 EL 소자를 시험 제작하여 소자의 특성 평가를 예의 행한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물; 및 한쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 한층의 유기층을 갖는 유기 EL 소자에 있어서, 1개 이상의 유기층이 상기 화합물을 함유하는 유기 EL 소자를 제공한다.
(식 중, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, R1 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 시아 노기, 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기를 나타내고, Z는 질소 원자를 1개 포함하는 6원환의 방향족 복소환을 나타내고, m 및 n은 각각 1 내지 3의 정수를 나타내고, m=2일 때 및 m=3일 때에는 n=1임)
화학식 1 중의 Ar로 표시되는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 및 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기에 있어서 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기 또는 축합 다환 방향족기로서는 구체적으로 다음과 같은 기를 들 수 있다. 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 안트릴기, 아세나프테닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피리도인돌릴기, 푸라닐기, 피로닐기, 티오페닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 나프티리디닐기, 페난트롤리닐기, 아크리디닐기.
화학식 1 중의 Ar로 표시되는 치환 방향족 탄화수소기, 치환 방향족 복소환기, 및 치환 축합 다환 방향족기에 있어서 치환기로서, 구체적으로는 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 수산기, 니트로기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아미노기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 스티릴기, 피리딜기, 피리도인돌릴기, 퀴놀릴기, 벤조티아졸릴기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 또한 치환되어 있을 수도 있다.
화학식 1 중의 R1 내지 R10으로 표시되는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기에 있어서의 방향족 탄화수소기로서는 구체적으로 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기를 들 수 있다.
화학식 1 중의 R1 내지 R10으로 표시되는 치환 방향족 탄화 수소기에 있어서의 치환기로서는 구체적으로 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기를 들 수 있고, 이들 치환기는 또한 치환되어 있을 수도 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 종래의 전자 수송 재료보다 전자의 이동이 빠르고, 우수한 정공의 저지 능력을 갖고, 또한 박막 상태가 안정하다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 유기 EL 소자의 전자 수송층의 구성 목재로서 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물은 종래의 재료에 비교하여 전자의 주입ㆍ이동 속도가 높기 때문에, 전자 수송층으로부터 발광층으로의 전자 수송 효율이 향상되고, 발광 효율이 향상됨과 동시에, 구동 전압이 저하되어, 유기 EL 소자의 내구성이 향상된다는 작용을 갖는다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 유기 EL 소자의 정공 저지층의 구성 재료로서도 사용할 수 있 다. 본 발명의 화합물은 우수한 정공의 저지 능력과 함께 종래의 재료에 비교하여 전자 수송성이 우수하고, 또한 박막 상태의 안정성이 높기 때문에, 높은 발광 효율을 가지면서 구동 전압이 저하되고, 전류 내성이 개선되어 유기 EL 소자의 최대 발광 휘도가 향상된다는 작용을 갖는다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 유기 EL 소자의 발광층의 구성 재료로서도 사용할 수 있다. 종래의 재료에 비교하여 전자 수송성이 우수하고, 또한 밴드갭이 넓은 본 발명의 재료를 발광층의 호스트 재료로서 이용하고, 도펀트라고 불리는 형광체나 인광 발광체를 담지시켜 발광층으로서 이용함으로써, 구동 전압이 저하되고, 발광 효율이 개선된 유기 EL 소자를 실현할 수 있다는 작용을 갖는다.
본 발명의 유기 EL 소자는 종래의 전자 수송 재료보다 전자의 이동이 빠르고, 우수한 정공의 저지 능력을 갖고, 또한 박막 상태가 안정적인 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물을 이용하고 있기 때문에, 고효율, 고내구성을 실현하는 것이 가능해졌다.
<발명의 효과>
본 발명의 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 유기 EL 소자의 전자 수송층, 정공 저지층 또는 발광층의 구성 재료로서 유용하고, 상기 화합물을 이용하여 유기 EL 소자를 제조함으로써, 종래의 유기 EL 소자의 발광 효율과 내구성을 개량할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시예 1의 화합물(화합물 2)의 1H-NMR 차트도이다.
도 2는 본 발명 실시예 2의 화합물(화합물 4)의 1H-NMR 차트도이다.
도 3은 본 발명 실시예 3의 화합물(화합물 6)의 1H-NMR 차트도이다.
도 4는 본 발명 실시예 4의 화합물(화합물 9)의 1H-NMR 차트도이다.
도 5는 본 발명 실시예 5의 화합물(화합물 10)의 1H-NMR 차트도이다.
도 6은 본 발명 실시예 6의 화합물(화합물 67)의 1H-NMR 차트도이다.
도 7은 본 발명 실시예 7의 화합물(화합물 124)의 1H-NMR 차트도이다.
도 8은 본 발명 실시예 8의 화합물(화합물 129)의 1H-NMR 차트도이다.
도 9는 본 발명 실시예 9의 화합물(화합물 155)의 1H-NMR 차트도이다.
도 10은 본 발명 실시예 10의 화합물(화합물 164)의 1H-NMR 차트도이다.
도 11은 실시예 14의 EL 소자 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 비교예 1의 EL 소자 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 실시예 15, 16, 17, 18, 19 및 20의 EL 소자 구성을 나타낸 도면이다.
도 14는 비교예 2의 EL 소자 구성을 나타낸 도면이다.
도 15는 실시예 14와 비교예 1의 전압/전류 밀도 특성을 비교한 그래프이다.
도 16은 실시예 14와 비교예 1의 전압/휘도 특성을 비교한 그래프이다.
도 17은 실시예 14와 비교예 1의 전류 밀도/휘도 특성을 비교한 그래프이다.
도 18은 실시예 14와 비교예 1의 전류 밀도/발광 효율을 비교한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 유리 기판
2 투명 양극
3 정공 주입층
4 정공 수송층
5 발광층
6 정공 저지층
7 전자 수송층
8 전자 주입층
9 음극
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
본 발명의 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 신규한 화합물이고, 이들 화합물은 예를 들면, 상당하는 할로게노아닐리노피리딘을 팔라듐 촉매에 의한 환화 반응을 행함으로써 피리도인돌환을 합성하고(예를 들면, 비특허 문헌 5 참조), 다양한 할로게노피리딘과 축합함으로써, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물을 합성할 수 있다.
비특허 문헌 5: J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, p. 1505(1999)
화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물 중에서 바람직한 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들 화합물로 한정되는 것은 아니다.
이들 화합물의 정제는 칼럼 크로마토그래프에 의한 정제, 실리카겔, 알루미 나, 활성 백토, 활성탄에 의한 흡착 정제, 용매에 의한 재결정이나 정석법 등에 의해서 행하였다. 화합물의 동정은 NMR 분석에 의해서 행할 수 있다. 물성치로서, DSC 측정(Tg)과 융점의 측정을 행하였다. 융점은 증착성의 지표가 되는 것이고, 유리 전이점(Tg)은 박막 상태의 안정성의 지표가 되는 것이다.
융점과 유리 전이점은 분체를 이용하고, 불카ㆍ에이엑스에스 제조의 고감도 시차 주사 열량계 DSC3100S를 이용하여 측정하였다.
또한 일함수는 ITO 기판 위에 100 nm의 박막을 제조하여, 리켄 게이끼 제조의 대기중 광전자 분광 장치 AC3형을 이용하여 측정하였다. 일함수는 정공 저지 능력의 지표가 되는 것이다.
본 발명의 유기 EL 소자의 구조로서는 기판 위에 순차적으로 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 음극을 갖는 것, 또한, 전자 수송층과 음극의 사이에 전자 주입층을 갖는 것을 들 수 있다. 이들 다층 구조에 있어서는 유기층을 몇층인가 생략하는 것이 가능하고, 예를 들면 기판 위에 순차적으로 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 음극을 갖는 구성으로 할 수도 있다.
유기 EL 소자의 양극으로서는 ITO나 금과 같은 일함수가 큰 전극 재료가 이용된다. 정공 주입층으로서는 구리프탈로시아닌(이후, CuPc라고 약칭함) 이외에, 스타버스트형의 트리페닐아민 유도체 등의 재료나 도포형의 재료를 사용할 수 있다.
정공 수송층에는 벤지딘 유도체인 N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)-벤지딘(이 후, TPD라고 약칭함)이나 N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸)-벤지딘(이후, NPD라고 약칭함), 다양한 트리페닐아민 4량체 등을 사용할 수 있다. 또한, 정공의 주입ㆍ수송층으로서, PEDOT/PSS 등의 도포형의 고분자 재료를 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층으로서는 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물 이외에 알루미늄의 착체, 티아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 카르바졸 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체 등을 사용할 수 있다.
알루미늄의 착체, 스티릴 유도체 등의 종래의 발광 재료를 발광층에 이용하여, 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물을 정공 저지층, 전자 수송층으로서 이용함으로써, 고성능의 유기 EL 소자를 제조할 수 있다. 또한, 발광층의 호스트 재료로서, 예를 들면 퀴나크리돈, 쿠마린, 루브렌 등의 형광체, 또는 페닐피리딘의 이리듐 착체 등의 인광 발광체인 도펀트를 첨가함으로써도 고성능의 유기 EL 소자를 제조할 수 있다.
또한, 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물에 종래부터의 전자 수송성의 재료를 중층, 또는 공증착하여 전자 수송층으로서 이용할 수도 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는 전자 주입층을 갖고 있을 수 있다. 전자 주입층으로서는 불화 리튬 등을 사용할 수 있다. 음극으로서는 알루미늄과 같은 일함수가 낮은 전극 재료나, 알루미늄 마그네슘과 같은 보다 일함수가 낮은 합금이 전극 재료로서 이용된다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그의 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(9,9'-[6,6'-비피리딘]-2,2'-디일-비스-9H-피리도[2,3-b]인돌(화합물 2)의 합성)
6,6'-디브로모-2,2'-비피리딘 2.0 g, 9H-피리도[2,3-b]인돌 2.4 g, 구리 가루 0.2 g, 탄산칼륨 2.6 g, 디메틸술폭시드 0.2 ml, o-디클로로벤젠 24 ml를 가하여 30시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 톨루엔 100 ml를 가하여 불용물을 여별하였다. 불용물에 물 200 ml를 가하여 교반 세정한 후, o-디클로로벤젠 350 ml를 가하여 150 ℃로 가열하면서 교반하여 세정을 행하였다. 얻어진 조제물을 메탄올 세정한 후, 70 ℃에서 12시간 감압 건조하여 9,9'-[6,6'-비피리딘]-2,2'-디일-비스-9H-피리도[2,3-b]인돌(화합물 2) 2.40 g(수율 77％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 1에 나타내었다.
1H-NMR(CF3COOD)로 이하의 20개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 2
(5,5'-[6,6'-비피리딘]-2,2'-디일-비스-5H-피리도[4,3-b]인돌(화합물 4)의 합성)
6,6'-디브로모-2,2'-비피리딘 2.0 g, 5H-피리도[4,3-b]인돌 2.4 g, 구리 가루 0.2 g, 탄산칼륨 2.6 g, 디메틸술폭시드 0.2 ml, o-디클로로벤젠 24 ml를 가하여 5시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 클로로포름 200 ml를 가하여 불용물을 여별하였다. 불용물에 클로로포름/메탄올=4/1(v/v)의 혼합액 300 ml를 가하여 용해한 후, 불용물을 여별하였다. 여액을 물 300 ml로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름)에 의해서 정제하여, 5,5'-[6,6'-비피리딘]-2,2'-디일-비스-5H-피리도[4,3-b]인돌(화합물 4) 1.25 g(수율 40％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 2에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3-CD3OD)로 이하의 20개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 3
(9,9'-[2,2';6',2''-타피리딘]-6,6''-디일-비스-9H-피리도[2,3-b]인돌(화합물 6)의 합성)
6,6''-디브로모-2,2';6',2''-타피리딘 1.0 g, 9H-피리도[2,3-b]인돌 0.95 g, 구리 가루 82 mg, 탄산칼륨 1.1 g, 디메틸술폭시드 0.08 ml, o-디클로로벤젠 10 ml를 가하여 16시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 톨루엔50 ml를 가하여 불용물을 여별하였다. 불용물에 클로로포름/메탄올=5/1(v/v)의 혼합액 200 ml를 가하여 용해한 후, 불용물을 여별하였다. 여액을 물 300 ml로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 o-디클로로벤젠으로 재결정에 의한 정제를 행한 후, 70 ℃에서 12시간 감압 건조하여, 9,9'-[2,2';6',2''-타피리딘]-6,6''-디일-비스-9H-피리도[2,3-b]인돌(화합물 6) 960 mg(수율 66％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 3에 나타내었다.
1H-NMR(CF3COOD)로 이하의 23개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 4
(5,5'-[2,2';6',2''-타피리딘]-6,6''-디일-비스-5H-피리도[4,3-b]인돌(화합물 9)의 합성)
6,6''-디브로모-2,2';6',2''-타피리딘 1.0 g, 5H-피리도[4,3-b]인돌 0.95 g, 구리 가루 82 mg, 탄산칼륨 1.1 g, 디메틸술폭시드 0.08 ml, o-디클로로벤젠 10 ml를 가하여 10시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 톨루엔 50 ml를 가하여 불용물을 여별하였다. 불용물에 클로로포름/메탄올=4/1(v/v)의 혼합액 300 ml를 가하여 용해한 후, 불용물을 여별하였다. 여액을 물 300 ml로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름/메탄올)에 의해서 정제하여, 5,5'-[2,2';6',2''-타피리딘]-6,6''-디일-비스-5H-피리도[4,3-b]인돌(화합물 9) 893 mg(수율 62％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 4에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3-CD3OD)로 이하의 23개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 5
(5,5'-[2,2';6',2''-타피리딘]-6,6''-디일-비스-5H-피리도[3,2-b]인돌(화합물 10)의 합성)
6,6''-디브로모-2,2';6',2''-타피리딘 1.2 g, 5H-피리도[3,2-b]인돌 1.1 g, 구리 가루 95 mg, 탄산칼륨 1.2 g, 디메틸술폭시드 0.09 ml, o-디클로로벤젠 10 ml를 가하여 6시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 톨루엔 50 ml를 가하여 불용물을 여별하였다. 불용물에 클로로포름/메탄올=4/1(v/v)의 혼합액 300 ml를 가하여 용해한 후, 불용물을 여별하였다. 여액을 물 3OO ml로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름/메탄올)에 의해서 정제하여, 5,5'-[2,2';6',2''-타피리딘]-6,6''-디일-비스-5H-피리도[3,2-b]인돌(화합물 10) 761 mg(수율 45％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 5에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3-CD3OD)로 이하의 23개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 6
(6'-(10-페닐안트라센-9-일)-6-(5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일)-[2,2']비피리딘(화합물 67)의 합성)
6'-브로모-6-5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-[2,2']비피리딘 1.2 g, 9-(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란-2-일)-10-페닐안트라센 1.4 g, 2M 탄산칼륨 수용액 15 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 180 mg, 톨루엔 120 ml, 에탄올 30 ml를 가하여 28시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 감압하 농축한 후, 클로로포름 200 ml를 가하여 용해하였다. 포화식염수 100 ml로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름/헥산)에 의해서 정제하여, 6'-(10-페닐안트라센-9-일)-6-(5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일)-[2,2']비피리딘(화합물 67) 1.67 g(수율 97％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 6에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3)로 이하의 26개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 7
(1,3-비스[5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-피리딘-6-일]벤젠(화합물 124)의 합성)
5-(6-브로모피리딘-2-일)-5H-피리도[4,3-b]인돌 3.5 g, 벤젠-1,3-디보론산 0.9 g, 2M 탄산칼륨 수용액 27 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 185 mg, 톨루엔 300 ml, 에탄올 75 ml를 가하여 7시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 물 400 ml에 가하여 톨루엔 200 ml로 추출하였다. 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름/헥산)에 의해서 정제하여, 1,3-비스[5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-피리딘-6-일]벤젠(화합물 124) 1.62 g(수율 54％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 7에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3)로 이하의 24개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 8
(1,4-비스[5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-피리딘-6-일]벤젠(화합물 129)의 합성)
5-(6-브로모피리딘-2-일)-5H-피리도[4,3-b]인돌 1.5 g, 벤젠-1,4-디보론산 0.4 g, 2M 탄산칼륨 수용액 11 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 74 mg, 톨루엔 120 ml, 에탄올 30 ml를 가하여 3시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 불용분을 여별하였다. 얻어진 고체를 클로로포름/메탄올의 혼합액에 용해시켜, 불용분을 여별한 후, 여액을 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 메탄올로 재결정에 의한 정제를 행하여, 1,4-비스[5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-피리딘-6-일]벤젠(화합물 129) 0.91 g(수율 76％)의 황백색 분체를 얻었다.
얻어진 황백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 8에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3-CD3OD)로 이하의 24개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 9
(6'-(4-벤조티아졸-2-일-페닐)-6-(5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일)-[2,2']비피리딘(화합물 155)의 합성)
6'-브로모-6-5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-[2,2']비피리딘 1.0 g, 2-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란-2-일)페닐]벤조티아졸 0.9 g, 2M 탄산칼륨 수용액 13 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 150 mg, 톨루엔 120 ml, 에탄올 30 ml를 가하여 4시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 감압하 농축한 후, 클로로포름 200 ml를 가하여 용해하였다. 포화식염수 100 ml로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름/헥산)에 의해서 정제하여, 6'-(4-벤조티아졸-2-일-페닐)-6-(5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일)-[2,2']비피리딘(화합물 155) 0.84 g(수율 63％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 9에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3-CD3OD)로 이하의 21개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 10
(6''-나프탈렌-1-일-6-5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-[2,2';6',2'']타피리딘(화합물 164)의 합성)
6''-브로모-6-5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-[2,2';6',2'']타피리딘 0.9 g, 나 프탈렌보론산 0.39 g, 2M 탄산칼륨 수용액 9 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.1 g, 톨루엔 120 ml, 에탄올 30 ml를 가하여 6시간 가열 환류하면서, 교반을 행하였다. 실온까지 냉각하고, 물 200 ml를 가하여 클로로포름 150 ml로 추출하였다. 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압하 농축하여 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래프(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름)에 의해서 정제하여, 6''-나프탈렌-1-일-6-5H-피리도[4,3-b]인돌-5-일-[2,2';6',2'']타피리딘(화합물 164) 799 mg(수율 80％)의 백색 분체를 얻었다.
얻어진 백색 분체에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 10에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3)로 이하의 23개의 수소의 시그널을 검출하였다.
실시예 11
본 발명의 화합물에 대해서, 고감도 시차 주사 열량계(불카ㆍ에이엑스에스 제조, DSC3100S)에 의해서 융점과 유리 전이점을 구하였다. 또한, 이하에 나타낸 유리 전이점의 결과에 있어서, "―"는 유리 전이점이 관측되지 않은 것을 나타낸다.
융점 유리 전이점
본 발명 실시예 1의 화합물 359 ℃ ―
본 발명 실시예 2의 화합물 375 ℃ ―
본 발명 실시예 3의 화합물 324 ℃ ―
본 발명 실시예 4의 화합물 307 ℃ 129 ℃
본 발명 실시예 5의 화합물 291 ℃ 126 ℃
본 발명 실시예 6의 화합물 291 ℃ 141 ℃
본 발명 실시예 7의 화합물 287 ℃ 123 ℃
본 발명 실시예 8의 화합물 376 ℃ ―
본 발명 실시예 9의 화합물 258 ℃ 99 ℃
본 발명 실시예 10의 화합물 207 ℃ 98 ℃
본 발명의 화합물은 90 ℃ 이상의 유리 전이점을 나타내고, 또는 유리 전이점이 없고, 박막 상태가 안정하다.
실시예 12
본 발명의 화합물을 이용하여, ITO 기판 위에 막 두께 100 nm의 증착막을 제조하여, 대기중 광전자 분광 장치(리켄 게이끼 제조, AC3형)로 일함수를 측정하였다.
일함수
본 발명 실시예 1의 화합물 5.7 eV
본 발명 실시예 2의 화합물 6.1 eV
본 발명 실시예 4의 화합물 5.9 eV
본 발명 실시예 5의 화합물 6.3 eV
본 발명 실시예 6의 화합물 6.5 eV
본 발명 실시예 7의 화합물 6.3 eV
본 발명 실시예 8의 화합물 6.1 eV
이와 같이 본 발명의 화합물은 NPD, TPD 등의 일반적인 정공 수송 재료가 갖는 일함수 5.4 eV보다 깊은 값을 갖고 있고, 큰 정공 저지 능력을 갖고 있다.
실시예 13
300 ℃, 1주간에서의 내열 시험을 행하였다. 내열 시험은 이하와 같이 행하였다. 유리제 시험관에 샘플을 10 mg 넣고, 다이아그램 펌프로 진공으로 한 후, 봉관하였다. 샘플이 들어간 밀봉관을 소정 온도로 설정한 항온기 내에 넣고, 정치하였다. 소정 기간 경과 후, 진공 봉관을 나누어, 샘플의 HPLC 순도를 측정하였다. HPLC 순도의 측정은 이하와 같은 측정 조건으로 행하였다. 칼럼: GL 사이언스 가부시끼가이샤 제조 이나트실 ODS-SP(내경 4.6 mm, 길이 250 mm), 이동상: 아세토니트릴/0.05％(v/v) 트리플루오로아세트산 수용액=35/65(v/v), 유속: 1.0 ml/분, 칼럼 온도: 40 ℃, 측정 파장: 254 nm. HPLC 순도(비크 면적 백분율, ％)는 이하와 같았다.
시험전 300 ℃, 1주간 후
본 발명 실시예 4의 화합물 99.6％ 99.0％
BCP(예시 화합물 1) 99.9％ 94.2％
BCP와 비교하여 본 발명 실시예 4의 화합물(화합물 9)은 내열성이 우수한 것이 분명하다.
실시예 14
유기 EL 소자는 도 11에 나타낸 바와 같이, 유리 기판 (1) 위에 투명 양극 (2)로서 ITO 전극을 미리 형성한 것 위에, 정공 수송층 (4), 발광층 (5), 정공 저지층 (6), 전자 수송층 (7), 전자 주입층 (8), 음극(알루미늄 전극) (9)의 순서대로 증착하여 제조하였다. 막 두께 150 nm의 ITO를 성막한 유리 기판 (1)을 유기 용매 세정 후에, UV 오존 처리로 표면을 세정하였다. 이것을 진공 증착기내에 부착하고 0.001 Pa 이하까지 감압하였다.
계속해서, 그 위에 정공 수송층 (4)로서, NPD를 증착 속도 6 nm/분으로 약 40 nm 형성하였다. 그 위에, 발광층 (5)로서 Alq3을 증착 속도 6 nm/분으로 약 20 nm 형성하였다. 이 발광층 (5) 위에, 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7)로서 본 발명 실시예 (4)의 화합물(화합물 9)을 증착 속도 6 nm/분으로 약 20 nm 형성하였다. 이 전자 수송층 (7) 위에, 전자 주입층 (8)로서 불화리튬을 증착 속도 0.6 nm/분으로 약 0.5 nm 형성하였다. 마지막으로, 알루미늄을 약 200 nm 증착하여 음극 (9)를 형성하였다. 제조한 소자는 진공 데시케이터속에 보존하고, 대기중 상온에서 특성 측정을 행하였다.
이와 같이 형성된 본 발명의 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 결과를 도 15 내지 도 18에 나타내었다. 즉, 3.04 V에서 100 cd/㎡의 발광이 보이고, 5.19 V 에서는 300 mA/㎠의 전류가 흘러, 7700 cd/㎡의 녹색 발광을 얻었다. 이 휘도에서의 발광 효율은 2.57 cd/A였다. 이 소자의 파과 전의 최대 휘도는 24020 cd/㎡였다.
[비교예 1]
비교를 위해, 전자 수송층 (7)의 재료를 Alq3 대신에, 실시예 14와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다. 즉 발광층겸 전자 수송층 (5) 및 (7)로서 Alq3을 증착 속도 6 nm/분으로 약 40 nm 형성하였다. 3.14 V에서 100 cd/㎡의 발광이 보이고, 5.45 V에서는 300 mA/㎠의 전류가 흘러, 6470 cd/㎡의 녹색 발광을 얻었다. 이 휘도에서의 발광 효율은 2.16 cd/A였다. 이 소자의 파과 전의 최대 휘도는 23700 cd/㎡였다. 이들 결과를 도 15 내지 도 18에 실시예 14의 결과와 함께 나타내었다.
실시예 15
유기 EL 소자는 도 13에 나타낸 바와 같이, 유리 기판 (1) 위에 투명 양극 (2)로서 ITO 전극을 미리 형성한 것 위에, 정공 주입층 (3), 정공 수송층 (4), 발광층 (5), 정공 저지층 (6), 전자 수송층 (7), 전자 주입층 (8), 음극(알루미늄 전극) (9)의 순서대로 증착하여 제조하였다. 막 두께 150 nm의 ITO를 성막한 유리 기판 (1)을 유기 용매 세정 후에, UV 오존 처리로 표면을 세정하였다. 이것을 진공 증착기내에 부착하고 0.001Pa 이하까지 감압하였다.
계속해서, 그 위에 정공 주입층 (3)으로서, CuPc를 증착 속도 3.6 nm/분으로 약 20 nm 형성하였다. 이 정공 주입층 (3) 위에, 정공 수송층 (4)로서 NPD를 증착 속도 3.6 nm/분으로 약 40 nm 형성하였다. 이 정공 수송층 (4) 위에, 발광층 (5)로서 Alq를 증착 속도 3.6 nm/분으로 약 30 nm 형성하였다. 이 발광층 (5) 위에, 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7)로서 본 발명 실시예 (4)의 화합물(화합물 9)을 증착 속도 3.6 nm/분으로 약 30 nm 형성하였다. 이 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7) 위에, 전자 주입층 (8)로서 불화리튬을 증착 속도 0.36 nm/분으로 약 0.5 nm 형성하였다. 마지막으로, 알루미늄을 약 200 nm 증착하여 음극 (9)를 형성하였다. 제조한 소자는 진공 데시케이터속에 보존하고, 대기중 상온에서 특성 측정을 행하였다.
본 발명의 본 발명 실시예 4의 화합물(화합물 9)을 사용하여 제조한 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
실시예 16
유기 EL 소자의 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7)의 재료를 본 발명 실시예 5의 화합물(화합물 10) 대신에, 실시예 15와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다.
본 발명의 본 발명 실시예 5의 화합물(화합물 10)을 사용하여 제조한 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
실시예 17
유기 EL 소자의 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7)의 재료를 본 발명 실시예 6의 화합물(화합물 67) 대신에, 실시예 15와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다.
본 발명의 본 발명 실시예 6의 화합물(화합물 67)을 사용하여 제조한 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
실시예 18
유기 EL 소자의 정공 저지층겸 전자 수송층 6 및 7의 재료를 본 발명 실시예 7의 화합물(화합물 124) 대신에, 실시예 15와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다.
본 발명의 본 발명 실시예 7의 화합물(화합물 124)을 사용하여 제조한 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
실시예 19
유기 EL 소자의 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7)의 재료를 본 발명 실시예 8의 화합물(화합물 129) 대신에, 실시예 15와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다.
본 발명의 본 발명 실시예 8의 화합물(화합물 129)을 사용하여 제조한 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
실시예 20
유기 EL 소자의 정공 저지층겸 전자 수송층 (6) 및 (7)의 재료를 본 발명 실 시예 9의 화합물(화합물 155) 대신에, 실시예 15와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다.
본 발명의 본 발명 실시예 9의 화합물(화합물 155)을 사용하여 제조한 유기 EL 소자에 직류 전압을 인가한 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
[비교예 2]
비교를 위해, 전자 수송층 (7)의 재료를 Alq3 대신에, 실시예 15와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제조하여 그의 특성을 조사하였다. 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
이와 같이 본 발명의 유기 EL 소자는 일반적인 전자 수송 재료로서 이용되고 있는 Alq3을 이용한 소자와 비교하여, 발광 효율이 우수하고, 또한 구동 전압의 현저한 저하를 달성할 수 있고, 추가로 내열성에도 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 것 없이 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어서 분명하다.
본 출원은 2006년 8월 18일 출원의 일본 특허 출원2006-222890에 기초하는 것으로, 그의 내용은 여기에 참조로서 받아들인다.
본 발명의 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물은 전자의 주입이 양호하고, 박막 상태가 안정되기 때문에, 유기 EL 소자용의 화합물로서 우수하다. 상기 화합물을 이용하여 유기 EL 소자를 제조함으로써, 구동 전압을 저하시킬 수 있고, 내구성을 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 가정 전화 제품이나 조명의 용도로의 전개가 가능해졌다.
Claims (12)
- 하기 화학식 1로 표시되는, 치환된 피리딜기가 연결된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물.<화학식 1>
(식 중, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, R1 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 시아노기, 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기를 나타내고, Z는 질소 원자를 1개 포함하는 6원환의 방향족 복소환을 나타내고, m 및 n은 각각 1 내지 3의 정수를 나타내고,m=1일 때에는, n=2 또는 3이고,m=1이고 n=2일 때에는, Ar은 치환기를 갖는 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기이고,m=1이고 n=3일 때에는, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기이고,m=2일 때 및 m=3일 때에는, n=1이고, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기이고,Ar로 표시되는 방향족 탄화수소기, 방향족 복소환기, 및 축합 다환 방향족기는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 안트릴기, 아세나프테닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 피리미딜기, 피리도인돌릴기, 푸라닐기, 피로닐기, 티오페닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 나프티리디닐기, 페난트롤리닐기, 또는 아크리디닐기이고,Ar로 표시되는 치환 방향족 탄화수소기, 치환 방향족 복소환기, 및 치환 축합 다환 방향족기에 있어서 치환기는, 각각 독립적으로 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 수산기, 니트로기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아미노기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 스티릴기, 피리딜기, 피리도인돌릴기, 퀴놀릴기, 또는 벤조티아졸릴기이고,R1 내지 R10으로 표시되는 방향족 탄화수소기는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 또는 피레닐기이고,R1 내지 R10으로 표시되는 치환 방향족 탄화수소기에 있어서 치환기는, 각각 독립적으로 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 또는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기임) - 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서 n=1인 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물.
- 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서 m=1, n=2인 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물.
- 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서 m=1, n=3인 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물.
- 한쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 한층의 유기층을 갖는 유기 전계발광 소자에 있어서, 1개 이상의 유기층이 제1항에 기재된 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물을 함유하는 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 화학식 1에서 n=1인 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 화학식 1에서 m=1, n=2인 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 화학식 1에서 m=1, n=3인 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기한 유기층이 전자 수송층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 전자 수송층 중에 존재하는 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기한 유기층이 정공 저지층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 정공 저지층 중에 존재하는 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기한 유기층이 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 발광층 중에 존재하는 유기 전계발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기한 유기층이 전자 주입층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 전자 주입층 중에 존재하는 유기 전계발광 소자.
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