KR101827039B1 - 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정공 주입, 정공 수송, 발광 재료로서 사용되는 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자{ORGANIC COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICES USING THE SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 Bernanose의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자(이하, 간단히 '유기 EL 소자'로 칭함)에 대한 연구는 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 EL 소자가 제시되었다. 이후 고효율, 고수명의 유기 EL 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물 층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층. 정공 차단층, 전자 수송층으로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광 재료로는 안트라센 유도체들이 형광 도판트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히, 발광 재료 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료들은 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색(blue), 녹색(green), 적색(red) 도판트 재료로 사용되고 있으며, 현재까지는 CBP가 인광 호스트 재료로 높은 특성을 나타내고 있다.
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그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 매우 좋지 않아 OLED 소자에서의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하는 실정이다. 따라서 더욱 성능이 뛰어난 재료의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 2010-0105099
본 발명은 높은 유리 전이온도로 인해 우수한 열적 안정성을 갖는 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 구동전압, 발광효율 등이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
Figure 112014020978050-pat00003
상기 화학식 1에서,
A 및 B는 각각 치환 또는 비치환된 6-원(membered)의 환(cycle)을 의미하고;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기이며,
이때 상기 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 및 아릴아민기에 각각 도입되는 하나 이상의 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있으며;
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기이고,
이때 상기 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 및 아릴아민기에 각각 도입되는 하나 이상의 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 본 발명은 (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하며, 특히 발광층의 인광 호스트 또는 형광 도펀트인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 내열성, 정공 주입 및 수송 성능, 발광 성능이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층의 인광/형광 호스트, 도판트 중 하나 이상에 적용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 신규 화합물을 사용하는 경우, 우수한 발광성능, 낮은 구동전압, 높은 전류효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능, 수명이 크게 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명에서는 종래 유기 EL 소자용 재료 [예: 4,4-dicarbazolybiphenyl (이하, 'CBP'로 표시함)]보다 높은 분자량을 가지면서, 넓은 에너지 밴드캡을 갖는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공하는 것을 특징으로 한다. 상기 화합물을 유기 EL 소자에 이용할 경우, 소자의 구동 전압 및 효율 측면이 향상될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 나프탈렌의 양 말단에 인돌 골격이 융합(fused)되어 있고, 여러 치환체에 의해 에너지 레벨이 조절됨으로써, 넓은 밴드갭 (sky blue ~ red)을 갖게 된다. 이로 인해, 소자의 인광특성을 개선함과 동시에 정공 주입 능력 및/또는 수송 능력, 발광효율, 구동전압, 수명 특성 등이 개선될 수 있다. 따라서, 발광층뿐만 아니라, 여러 치환체의 도입으로 정공 수송층, 정공 주입층, 호스트 등으로 응용될 수 있다. 특히, 상기 화합물은 인돌계 기본골격으로 인해 넓은 밴드갭을 갖기 때문에, 종래 CBP에 비해 발광 호스트 재료로서의 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 인돌계 기본골격에, 다수 도입된 다양한 방향족 환(aromatic ring) 치환체로 인해 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리전이온도가 향상되고, 이로 인해 종래 CBP 보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물을 포함하는 소자는 내구성 및 수명 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 화합물을 유기 EL 소자의 정공 주입/수송층, 청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료 또는 형광 도펀트 재료로 채택할 경우, CBP 대비 효율 및 수명 면에서 월등히 우수한 효과를 발휘할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 EL 소자의 성능 개선 및 수명 향상에 크게 기여할 수 있으며, 특히 이러한 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널에서의 성능 극대화에도 큰 효과가 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, A 및 B는 각각 치환 또는 비치환된 6-원(membered)의 환(cycle)으로서, 이들은 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합(fused)되어 치환 또는 비치환된 나프탈렌 유도체를 형성한다.
상기 나프탈렌 유도체는 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군에서 선택된 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 및 아릴아민기에 각각 도입되는 하나 이상의 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기인 것이 바람직하다. 이때, 상기 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
보다 바람직하게는, Ar1 및 Ar2이 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기(naphthyl group), 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미딘일기(pyrimidinyl group), 치환 또는 비치환된 트리아진일기(triazinyl group), 치환 또는 비치환된 퀴놀릴기(quinolyl group), 또는 치환 또는 비치환된 인돌릴기(indolyl group)기일 수 있고, 상기 페닐기, 나프틸기, 피리딜기, 피리리딘일기, 트리아진일기, 퀴놀릴기, 인돌릴기에 각각 도입되는 하나 이상의 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
더욱 바람직하게는, Ar1 및 Ar2이 각각 독립적으로 하기 치환기 S1 내지 치환기 S138로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
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본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 예로는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 내지 화학식 8로 표시되는 화합물 등이 있는데, 이에 제한되지 않는다.
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상기 화학식 2 내지 8에서,
Ar1과 Ar2, R1 내지 R8은 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
R9 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기이고,
이때 상기 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기 및 아릴아민기에 각각 도입되는 하나 이상의 치환기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기,C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3~40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5~60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
하기 화학식들은 본 발명의 화학식 1의 화합물의 대표적인 예들이나, 본 발명의 화학식 1의 화합물이 하기 예시된 것들에 한정되는 것은 아니다.
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본 발명에서 사용된 "비치환된 알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 포함한다.
"비치환된 시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소 그룹을 포함한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine)등이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
"비치환된 헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 부위를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O 또는 S와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이의 비-제한적인 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있다.
"비치환된 아릴"은 단독 고리 혹은 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60의 방향족 부위를 의미한다. 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된(fused) 형태로 부착될 수 있다. 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등이 포함되며 이에 한정되는 것은 아니다.
"비치환된 헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 부위를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된(fused) 형태로 부착될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함하는 것으로 해석한다. 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리를 포함하고, 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등도 포함하는 것으로 해석한다.
"비치환된 알킬옥시"는 1 내지 40개의 탄소 원자가 산소와 부착된 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 알킬옥시기의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 포함될 수 있으며 이에 한정되지는 않는다.
"비치환된 아릴옥시"는 탄소수 5 내지 60의 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 포함하고, "비치환된 아릴아민"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
"축합(fused) 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화학식 1의 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
한편, 본 발명은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물, 바람직하게는 화학식 2 내지 화학식 8로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode); 음극(cathode); 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 EL 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 바람직하게는 화학식 2 내지 화학식 8로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자를 제공한다. 이때, 상기 화학식 1 내지 8의 화합물은 단독 또는 복수로 포함될 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물, 바람직하게는 화학식 2 내지 화학식 8로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물 층은 정공 주입층, 정공 수송층, 및 발광층 중 어느 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층의 재료로서 유기 EL 소자에 포함될 수 있다. 이 경우 유기 EL 소자는 정공 주입/수송 능력을 극대화할 수 있다. 또한, 유기 EL 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색 및/또는 인광 호스트, 형광 도펀트로 사용됨으로써, 향상된 효율 및 수명을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화학식 1, 바람직하게는 화학식 2 내지 화학식 8로 표시되는 화합물은 높은 유리 전이 온도를 가지고 있다. 따라서, 상기 화합물을 유기 발광 소자의 유기물 층으로 사용할 경우, 유기 발광 소자 내에서 결정화가 일어나는 것이 최소화되기 때문에, 소자의 구동전압을 낮출 수 있고, 발광효율, 열적 안정성 및 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자 구조의 비제한적인 예를 들면, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 것일 수 있다. 이때, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물은 발광층의 인광 호스트 또는 형광 도펀트로 이용될 수 있다. 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 전술한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자는 유기물층 중 1층 이상을 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
예컨대, 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영 또는 유리판, 금속판, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용될 수 있다.
양극 물질로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 또는 카본블랙 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 통상의 물질이 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
<준비단계 1-1> 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naph thalene의 합성
Figure 112014020978050-pat00132
질소 기류 하에서 1,5-dibromonaphthalene (30g, 0.105mol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) (80 g, 0.315mol), 팔라듐비스디페닐포스피노페로센디클로로(Pd(dppf)Cl2)(8.57 g, 10 mol%), 포타슘아세테이트(KOAc)(61.78 g, 0.63 mol%), 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF)(1000 ml)를 혼합하고 130 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후, 에틸아세테이트로 추출한 다음, MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 5:1 (v/v))로 정제하여, 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene (22.1 g, 수율 55 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.42 (s, 24H), 7.51 (t, 2H), 8.06 (d, 2H), 8.88 (d, 2H)
<준비단계 1-2> 1,5- bis (2- nitrophenyl )naphthalene의 합성
Figure 112014020978050-pat00133
질소 기류 하에서, 1-bromo-2-nitrobenzene (23.31 g, 115.37 mmol), 상기 <준비단계 1-1>에서 얻은 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene (20 g, 54.94 mmol), NaOH (13.19 g, 329.63 mmol) 및 Toluene/H2O (200 ml/100 ml)를 혼합한 다음, 40 ℃에서 팔라듐테드라키스트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(6.34 g, 10 mol%)를 넣은 후, 혼합물을 120 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후, 반응 온도를 상온으로 냉각시켜 고체 생성물을 얻은 다음, 고체 생성물을 필터링하였다. 이후, 필터링된 고체 생성물을 디클로로메탄과 아세톤으로 재결정하여, 노란색 고체인 1,5-bis(2-nitrophenyl)naphthalene (12.41 g, 수율 61 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.52 (t, 2H), 7.62 (t, 2H), 7.89 (t, 2H), 8.05 (d, 2H), 8.12 (d, 2H), 8.32 (d, 2H), 8.53 (d, 2H)
<준비단계 1-3> 1,8- dihydrocarbazolo [4,3-c]carbazole의 합성
Figure 112014020978050-pat00134
질소 기류 하에서, 상기 <준비단계 1-2>에서 얻은 1,5-bis(2-nitrophenyl)naphthalene (10g, 27 mmol)을, triphenylphosphine (35.41 g, 135 mmol) 및 o-dichlorobenzene (100 ml)과 혼합한 후, 이들을 12 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후, o-dichlorobenzene를 제거하고, 디클로로메탄으로 추출하여 유기층을 얻었다. 이후, 얻은 유기층에서 MgSO4를 이용하여 물을 제거한 후 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA=3:1 (v/v))로 정제하여, 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (3.56 g, 수율 43 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.53 (d, 2H), 7.64 (t, 2H), 8.08 (t, 2H), 8.14 (d, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.54 (d, 2H), 8.75 (s, 2H)
[준비예 2] 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
<준비단계 2-1> 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naph thalene의 합성
준비예 1의 준비단계 1-1과 동일하게 수행하여 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene (22.1 g, 수율 55 %)을 얻었다.
<준비단계 2-2> 1,5- bis (5- bromo -2- nitrophenyl )naphthalene 의 합성
Figure 112014020978050-pat00135
준비예 1의 준비단계 1-2에서 사용된 1-bromo-2-nitrobenzene 대신 2,4-dibromo-1-nitrobenzene(15.52 g, 55.25 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 준비예 1의 <준비단계 1-2>와 동일하게 수행하여 1,5-bis(5-bromo-2-nitrophenyl)naphthalene (6.53 g, 수율 47 %)을 얻었다.
1H NMR: δ 7.56 (t, 2H), 7.84 (d, 2H), 8.01 (d, 2H), 8.36 (d, 2H), 8.57 (d, 2H), 8.61 (s, 2H)
<준비단계 2-3> 4,11- dibromo -1,8- dihydrocarbazolo [4,3-c]carbazole의 합성
Figure 112014020978050-pat00136
준비예 1의 준비단계 1-3에서 사용된 1,5-bis(2-nitrophenyl)naphthalene 대신 상기 <준비단계 2-2>에서 얻은 1,5-bis(5-bromo-2-nitrophenyl)naphthalene(10 g, 18.93 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <준비단계 1-3>과 동일하게 수행하여 4,11-dibromo-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (3.43 g, 수율 39 %)을 얻었다.
1H NMR: δ 7.57 (d, 2H), 8.02 (d, 2H), 8.35 (d, 2H), 8.56 (d, 2H), 8.61 (s, 2H), 8.77 (s, 2H)
<준비단계 2-4> 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
Figure 112014020978050-pat00137
상기 준비예 2의 <준비단계 1-2>에서 사용된 1-bromo-2-nitrobenzene(23.31 g, 115.37 mmol) 대신 phenylboronic acid (1.65 g, 13.57 mmol)을 사용하고, 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene (20 g, 54.94 mmol) 대신 상기 준비예 2의 <준비단계 2-3>에서 얻은 4,11-dibromo-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (3 g, 6.46 mmol)을 사용하며, toluene 대신 THF를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 준비예 2의 <준비단계 1-2>와 동일하게 수행하여 교반하였다.
반응이 종결된 후, 디클로로메탄으로 추출한 다음, MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:MC = 1:1 (v/v))로 정제하여 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (2.31 g, 수율 78 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.59 (d, 2H), 7.64 (m, 6H), 7.71(m, 4H), 8.05 (d, 2H), 8.12 (d, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.54 (s, 2H), 8.78 (s, 2H)
[준비예 3] 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole 및 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole 의 합성
<준비단계 3-1> 2,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphtha alene 의 합성
Figure 112014020978050-pat00138
준비예 1의 <준비단계 1-1>에서 사용된 1,5-dibromonaphthalene 대신 2,7-dibromonaphthalene (30 g, 104.91 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 준비예 1의 <준비단계 1-1>과 동일하게 수행하여 2,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphtha alene (22.33 g, 수율 56 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.43 (s, 24H), 7.57 (d, 2H), 8.53 (d, 2H), 8.86 (s, 2H)
<준비단계 3-2> 2,7- bis (2- nitrophenyl )naphthalene의 합성
Figure 112014020978050-pat00139
준비예 1의 <준비단계 1-2>에서 사용된 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene 대신 상기 <준비단계 3-1>에서 얻은 2,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene (20 g, 52.63 mmol)를 사용하고, toluene 대신 THF를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 준비예 1의 <준비단계 1-2>와 동일하게 수행하여 2,7-bis(2-nitrophenyl)naphthalene (11.5 g, 수율 59 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.53 (d, 2H), 7.63 (t, 2H), 7.86 (t, 2H), 8.04 (d, 2H), 8.11 (d, 2H), 8.34 (s, 2H), 8.54 (d, 2H)
<준비단계 3-3> 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole과 1,4-dihydrocarbazolo [2,3-b] carbazole 의 합성
Figure 112014020978050-pat00140
준비예 1의 <준비단계 1-3>에서 사용된 1,5-bis(2-nitrophenyl)naphthalene 대신 상기 <준비단계 3-2>에서 얻은 2,7-bis(2-nitrophenyl)naphthalene(10 g, 26.96 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <준비단계 1-3>과 동일하게 수행하여, 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole (2.56 g, 수율 31 %)과 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole (2.4 g, 수율 29 %)을 얻었다.
13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole의 1H-NMR: δ 7.55 (d, 2H), 7.65 (t, 2H), 8.09 (t, 2H), 8.15 (d, 2H), 8.32 (d, 2H), 8.53 (d, 2H), 8.76 (s, 2H)
1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole의 1H-NMR: δ 7.54 (s, 2H), 7.64 (t, 2H), 8.10 (t, 2H), 8.16 (s, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.53 (d, 2H), 8.78 (s, 2H)
[준비예 4] 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole 및 5,12-dihydrocarbazolo [3,2-b]carbazole의 합성
<준비단계 4-1> 2,6-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene의 합성
Figure 112014020978050-pat00141
준비예 1의 <준비단계 1-1>에서 사용된 1,5-dibromonaphthalene 대신 2,6-dibromonaphthalene(30 g, 104.89 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 준비예 1의 <준비단계 1-1>과 동일하게 수행하여 2,6-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene(21.13 g, 수율 53 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.44 (s, 24H), 7.56 (d, 2H), 8.61 (d, 2H), 8.85 (s, 2H)
<준비단계 4-2> 2,6- bis (2- nitrophenyl )naphthalene의 합성
Figure 112014020978050-pat00142
준비예 1의 <준비단계 1-2>에서 사용된 1,5-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene 대신 2,6-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)naphthalene (20 g, 52.63 mmol)을 사용하고, toluene 대신 THF를 사용하는 것을 제외하고는 상기 준비예 1의 <준비단계 1-2>와 동일하게 수행하여 2,6-bis(2-nitrophenyl)naphthalene(12.28 g, 수율 63 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.54 (d, 2H), 7.63 (t, 2H), 7.85 (t, 2H), 8.03 (d, 2H), 8.13 (d, 2H), 8.32 (s, 2H), 8.53 (d, 2H)
<준비단계 4-3> 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole과 5,12-dihydrocarbazolo [3,2-b] carbazole 의 합성
Figure 112014020978050-pat00143
준비예 1의 <준비단계 1-3>에서 사용된 1,5-bis(2-nitrophenyl)naphthalene 대신 상기 <준비단계 4-2>에서 얻은 2,6-bis(2-nitrophenyl)naphthalene (10 g, 26.98 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <준비단계 1-3>과 동일하게 수행하여 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole (2.48 g, 수율 30 %)과 5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole (2.65 g, 수율 32 %)을 얻었다.
5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole의 1H-NMR: δ 7.54 (d, 2H), 7.66 (t, 2H), 8.08 (t, 2H), 8.14 (d, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.52 (d, 2H), 8.77 (s, 2H)
5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole의 1H-NMR: δ 7.55 (s, 2H), 7.65 (t, 2H), 8.10 (t, 2H), 8.13 (s, 2H), 8.34 (d, 2H), 8.54 (d, 2H), 8.78 (s, 2H)
[ 합성예 1] 화합물 Inv -1의 합성
Figure 112014020978050-pat00144
<합성단계 1-1> 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
질소 기류 하에서, 준비예 1에서 합성된 화합물 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (5 g, 16.32 mmol), iodobenzene (4.99 g, 24.48 mmol), Cu powder(0.1 g, 1.63 mmol), K2CO3(2.26 g, 16.32 mmol), Na2SO4(2.32 g, 16.32 mmol) 및 nitrobenzene(100 ml)를 혼합한 후, 190 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후, nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음, MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼 크로마토그래피(Hexane:MC = 1:1 (v/v))로 정제하여 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (4.43 g, 수율 71 %)을 얻었다.
<합성단계 1-2> 화합물 Inv-1의 합성
상기 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 상기 <합성단계 1-1>에서 합성된 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (4 g, 10.46 mmol)를 사용하고, iodobenzene (4.99 g, 24.48 mmol) 대신 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.9 g, 15.69 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 <합성단계 1-1>과 동일하게 수행하여 화합물 Inv-1 (4.04 g, 63 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 613.23 g/mol, 측정치: 613 g/mol)
Elemental Analysis: C, 84.15; H, 4.43; N, 11.41
[ 합성예 2] 화합물 Inv -2의 합성
Figure 112014020978050-pat00145
<합성단계 2-1> 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
상기 합성예 2의 <합성단계 1-1>과 동일하게 수행하여, 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (4.43 g, 수율 71 %)을 얻었다.
<합성단계 2-2> 화합물 Inv-2의 합성
합성예 1의 <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 3-(3-bromophenyl)pyridine (2.76 g, 11.78 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여, 화합물 Inv-2 (3.03 g, 수율 72 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 535.20 g/mol, 측정치: 535 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 3] 화합물 Inv -3의 합성
Figure 112014020978050-pat00146
<합성단계 3-1> 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
상기 합성예 2의 <합성단계 1-1>과 동일하게 수행하여, 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (4.43 g, 수율 71 %)을 얻었다.
<합성단계 3-2> 화합물 Inv-3의 합성
합성예 1의 <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-4,6-diphenylpyridine (3.65 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-3 (3.36 g, 수율 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 611.24 g/mol, 측정치: 611 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 4] 화합물 Inv -4의 합성
Figure 112014020978050-pat00147
<합성단계 4-1> 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole의 합성
상기 합성예 2의 <합성단계 1-1>과 동일하게 수행하여, 1-phenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (4.43 g, 수율 71 %)을 얻었다.
<합성단계 4-2> 화합물 Inv-4의 합성
합성예 1의 <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-bromoisoquinoline (2.45 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-4 (2.72 g, 수율 68 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 509.19 g/mol, 측정치: 509 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 5] 화합물 Inv -5의 합성
Figure 112014020978050-pat00148
질소 기류 하에서, 준비예 1에서 합성된 화합물 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (5 g, 16.32 mmol), 2-bromo-6-phenylpyridine (9.55 g, 40.80 mmol), Cu powder(0.1 g, 1.63 mmol), K2CO3(2.26 g, 16.32 mmol), Na2SO4(2.32 g, 16.32 mmol) 및 nitrobenzene(100 ml)를 혼합한 후, 190 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후, nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음, MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 이후, 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼 크로마토그래피(Hexane:EA = 3:1 (v/v))로 정제하여 화합물 Inv-5 (6.5 g, 수율 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 612.23 g/mol, 측정치: 612 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 6] 화합물 Inv -6의 합성
Figure 112014020978050-pat00149
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 2에서 합성된 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (3 g, 5.62 mmol)를 사용하고, 합성예 1의 <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 6-bromo-2,3'-bipyridine (1.98 g, 8.42 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-6 (2.05 g, 수율 53 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 688.26 g/mol, 측정치: 688 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 7] 화합물 Inv -7의 합성
Figure 112014020978050-pat00150
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 2에서 합성된 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (5 g, 10.90 mmol)를 사용하고, iodobenzene 대신 3-bromobiphenyl (3.81 g, 16.36 mmol)를 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 5-bromo-2,2'-bipyridine (1.73 g, 7.35 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-7 (1.95 g, 수율 52 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 764.29 g/mol, 측정치: 764 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 8] 화합물 Inv -8의 합성
Figure 112014020978050-pat00151
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 2에서 합성된 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (5 g, 10.90 mmol)를 사용하고, iodobenzene 대신 4-bromobiphenyl (3.81 g, 16.36 mmol)을 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-4,6-diphenylpyrimidine (2.3 g, 7.38 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-8 (2.4 g, 수율 58 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 840.33 g/mol, 측정치: 840 g/mol)
Elemental Analysis: C, 88.54; H, 4.79; N, 6.66
[ 합성예 9] 화합물 Inv -9의 합성
Figure 112014020978050-pat00152
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 2에서 합성된 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (3 g, 6.55 mmol)를 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 2-bromo-4,6-diphenylpyrimidine (3.06 g, 9.82 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-9 (3.37 g, 수율 56 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 918.35 g/mol, 측정치: 918 g/mol)
Elemental Analysis: C, 86.25; H, 4.61; N, 9.14
[ 합성예 10] 화합물 Inv -10의 합성
Figure 112014020978050-pat00153
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 2에서 합성된 4,11-diphenyl-1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole (3 g, 6.54 mmol)를 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 4-bromo-N,N-diphenylaniline(3.18 g, 9.81 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-10 (3.34 g, 수율 54 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 944.39 g/mol, 측정치: 944 g/mol)
Elemental Analysis: C, 88.95; H, 5.12; N, 5.93
[ 합성예 11] 화합물 Inv -11의 합성
Figure 112014020978050-pat00154
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole (5 g, 16.32 mmol)를 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-bromo-2-phenylpyrimidine(2.77 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-11 (2.15 g, 수율 51 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 536.20 g/mol, 측정치: 536 g/mol)
Elemental Analysis: C, 85.05; H, 4.51; N, 10.44
[ 합성예 12] 화합물 Inv -12의 합성
Figure 112014020978050-pat00155
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole 5 g, 16.32 mmol)를 사용하고, iodobenzene 대신 4-bromobiphenyl (5.71 g, 24.48 mmol)를 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 3-(4-bromophenyl)pyridine (2.3 g, 9.81 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-12 (1.72 g, 수율 43 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 611.24 g/mol, 측정치: 611 g/mol)
Elemental Analysis: C, 88.35; H, 4.78; N, 6.87
[ 합성예 13] 화합물 Inv -13의 합성
Figure 112014020978050-pat00156
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole 5 g, 16.32 mmol)를 사용하고, iodobenzene 대신 4-bromobiphenyl (5.71 g, 24.48 mmol)를 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-4,6-diphenylpyridine (3.04 g, 9.81 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-13 (1.85 g, 수율 41 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 687.27 g/mol, 측정치: 687 g/mol)
Elemental Analysis: C, 89.06; H, 4.84; N, 6.11
[ 합성예 14] 화합물 Inv -14의 합성
Figure 112014020978050-pat00157
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole 5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, iodobenzene 대신 1-(4-bromophenyl)naphthalene (6.93 g, 24.48 mmol)를 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (2.76 g, 8.85 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-14 (1.7 g, 수율 39 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 739.27 g/mol, 측정치: 739 g/mol)
Elemental Analysis: C, 86.04; H, 4.50; N, 9.47
[ 합성예 15] 화합물 Inv -15의 합성
Figure 112014020978050-pat00158
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 13,14-dihydrocarbazolo[1,2-a]carbazole (3 g, 9.79 mmol)를 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 5-bromo-2-phenylpyrimidine(3.45 g, 14.69 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-15 (3.31 g, 수율 55 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 614.22 g/mol, 측정치: 614 g/mol)
Elemental Analysis: C, 82.06; H, 4.26; N, 13.67
[ 합성예 16] 화합물 Inv -16의 합성
Figure 112014020978050-pat00159
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 3-iodo-9-phenyl-9H-carbazole(4.34 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-16 (3.42 g, 수율 70 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 623.24 g/mol, 측정치: 623 g/mol)
Elemental Analysis: C, 88.58; H, 4.69; N, 6.74
[ 합성예 17] 화합물 Inv -17의 합성
Figure 112014020978050-pat00160
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-5-phenylpyrimidine (2.77 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-17 (2.36 g, 수율 56 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 536.20 g/mol, 측정치: 536 g/mol)
Elemental Analysis: C, 85.05; H, 4.51; N, 10.44
[ 합성예 18] 화합물 Inv -18의 합성
Figure 112014020978050-pat00161
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, iodobenzene 대신 2-bromo-6-phenylpyridine(5.73 g, 24.48 mmol)을 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromoquinoline (2.04 g, 9.79 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-18 (2.22 g, 수율 58 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 586.22 g/mol, 측정치: 586 g/mol)
Elemental Analysis: C, 85.98; H, 4.47; N, 9.55
[ 합성예 19] 화합물 Inv -19의 합성
Figure 112014020978050-pat00162
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, iodobenzene 대신 2-bromo-6-phenylpyridine(5.73 g, 24.48 mmol)를 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-bromo-N,N-diphenylaniline (3.17 g, 9.79 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-19 (2.94 g, 수율 64 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 702.28 g/mol, 측정치: 702 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.15; H, 4.88; N, 7.97
[ 합성예 20] 화합물 Inv -20의 합성
Figure 112014020978050-pat00163
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 3에서 합성된 1,4-dihydrocarbazolo[2,3-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, iodobenzene 대신 5'-bromo-(1,1',3',1'')terphenyl (7.57 g, 24.48 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-20 (2.19 g, 수율 51 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 765.29 g/mol, 측정치: 765 g/mol)
Elemental Analysis: C, 86.25; H, 4.61; N, 9.14
[ 합성예 21] 화합물 Inv -21의 합성
Figure 112014020978050-pat00164
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 3-(4-bromophenyl)pyridine (2.75 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-21 (2.18 g, 수율 52 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 535.20 g/mol, 측정치: 535 g/mol)
Elemental Analysis: C, 87.45; H, 4.70; N, 7.84
[ 합성예 22] 화합물 Inv -22의 합성
Figure 112014020978050-pat00165
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-bromo-N,N-diphenylaniline(3.81 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-22 (2.9 g, 수율 59 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 625.25 g/mol, 측정치: 625 g/mol)
Elemental Analysis: C, 88.29; H, 4.99; N, 6.72
[ 합성예 23] 화합물 Inv -23의 합성
Figure 112014020978050-pat00166
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-(4-bromophenyl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole (4.43 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-23 (2.55 g, 수율 48 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 677.26 g/mol, 측정치: 677 g/mol)
Elemental Analysis: C, 85.06; H, 4.61; N, 10.33
[ 합성예 24] 화합물 Inv -24의 합성
Figure 112014020978050-pat00167
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, iodobenzene 대신 2-bromonaphthalene(5.07 g, 24.48 mmol)을 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-6-phenylpyridine (2.44 g, 10.40 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-24 (1.75 g, 수율 43 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 585.22 g/mol, 측정치: 585 g/mol)
Elemental Analysis: C, 88.18; H, 4.65; N, 7.17
[ 합성예 25] 화합물 Inv -25의 합성
Figure 112014020978050-pat00168
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[2,1-a]carbazole(3 g, 9.79 mmol)을 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 2-bromoquinoline (3.06 g, 14.69 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-25 (3.13 g, 수율 57 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 560.20 g/mol, 측정치: 560 g/mol)
Elemental Analysis: C, 85.69; H, 4.31; N, 9.99
[ 합성예 26] 화합물 Inv -26의 합성
Figure 112014020978050-pat00169
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 1-(4-bromophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazole (4.11 g, 11.77 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-26 (3.42 g, 수율 67 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 650.25 g/mol, 측정치: 650 g/mol)
Elemental Analysis: C, 86.74; H, 4.65; N, 8.61
[ 합성예 27] 화합물 Inv -27의 합성
Figure 112014020978050-pat00170
합성예 1의 <합성단계 1-1>에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole (5 g, 16.32 mmol)을 사용하고, iodobenzene 대신 5'-bromo-(1,1',3',1'')terphenyl (7.57 g, 24.48 mmol)을 사용하며, <합성단계 1-2>에서 사용된 2-bromo-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-4,6-diphenylpyridine (2.61 g, 8.42 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1의 <합성단계 1-1> 및 <합성단계 1-2>와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-27 (2.14 g, 수율 50 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 763.30 g/mol, 측정치: 763 g/mol)
Elemental Analysis: C, 89.62; H, 4.88; N, 5.50
[ 합성예 28] 화합물 Inv -28의 합성
Figure 112014020978050-pat00171
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole (3 g, 9.79 mmol)을 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 3,3'-(5-bromo-1,3-phenylene)dipyridine(4.57 g, 14.69 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-28 (3.83 g, 수율 51 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 766.28 g/mol, 측정치: 766 g/mol)
Elemental Analysis: C, 84.57; H, 4.47; N, 10.96
[ 합성예 29] 화합물 Inv -29의 합성
Figure 112014020978050-pat00172
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole (3 g, 9.79 mmol)을 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 2-(4-bromophenyl)pyridine(3.44 g, 14.69 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-29 (3 g, 수율 50 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 612.23 g/mol, 측정치: 612 g/mol)
Elemental Analysis: C, 86.25; H, 4.61; N, 9.14
[ 합성예 30] 화합물 Inv -30의 합성
Figure 112014020978050-pat00173
합성예 5에서 사용된 1,8-dihydrocarbazolo[4,3-c]carbazole 대신 준비예 4에서 합성된 5,12-dihydrocarbazolo[3,2-b]carbazole (3 g, 9.79 mmol)을 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 3-bromoquinoline (3.06 g, 14.69 mmol)을사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일하게 수행하여 화합물 Inv-30 (3.13 g, 수율 57 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 560.20 g/mol, 측정치: 560 g/mol)
Elemental Analysis: C, 85.69; H, 4.31; N, 9.99
[실시예 1] 유기 EL 소자의 제조
합성예 1에서 합성된 화합물 Inv-1를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 녹색 유기 EL 소자를 제조하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극(양극) 위에, 합성예 1의 화합물 Inv-1을 호스트로 이용하여, m-MTDATA(60 nm) / TCTA(80 nm) / Inv 화합물 + 10 % Ir(ppy)3(300nm)/ BCP(10 nm) / Alq3(30 nm) / LiF(1 nm) / Al (200 nm) 순으로 발광 소자를 구성하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3 및 BCP의 구조는 각각 하기와 같다.
Figure 112014020978050-pat00174
Figure 112014020978050-pat00175

[실시예 2 ~ 30] 유기 EL 소자의 제조
실시예 1에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 사용된 화합물 Inv-1 대신 합성예 2 내지 30에서 각각 합성된 화합물 Inv-2 내지 Inv-30을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
[비교예 1] 유기 EL 소자의 제작
실시예 1에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 사용된 화합물 Inv-1 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 EL 소자를 제작하였다. CBP의 구조는 하기와 같다.
Figure 112014020978050-pat00176

[평가예]
실시예 1 내지 30, 및 비교예 1에서 각각 제조된 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압
(V)		 EL 피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 1 Inv-1 6.78 516 41.4
실시예 2 Inv-2 6.77 516 41.6
실시예 3 Inv-3 6.64 515 40.2
실시예 4 Inv-4 6.69 515 41.1
실시예 5 Inv-5 6.70 517 41.3
실시예 6 Inv-6 6.75 516 42.1
실시예 7 Inv-7 6.77 517 41.5
실시예 8 Inv-8 6.79 516 41.2
실시예 9 Inv-9 6.86 517 39.4
실시예 10 Inv-10 6.85 518 38.8
실시예 11 Inv-11 6.65 516 42.0
실시예 12 Inv-12 6.68 516 41.3
실시예 13 Inv-13 6.69 517 42.2
실시예 14 Inv-14 6.74 516 40.9
실시예 15 Inv-15 6.84 517 40.0
실시예 16 Inv-16 6.83 518 40.3
실시예 17 Inv-17 6.78 517 42.4
실시예 18 Inv-18 6.86 517 40.6
실시예 19 Inv-19 6.89 518 40.3
실시예 20 Inv-20 6.85 518 39.8
실시예 21 Inv-21 6.73 516 40.2
실시예 22 Inv-22 6.64 517 40.5
실시예 23 Inv-23 6.86 517 39.2
실시예 24 Inv-24 6.69 516 39.8
실시예 25 Inv-25 6.84 517 38.9
실시예 26 Inv-26 6.79 515 40.1
실시예 27 Inv-27 6.66 516 39.5
실시예 28 Inv-28 6.87 518 38.9
실시예 29 Inv-29 6.75 517 38.8
실시예 30 Inv-30 6.79 517 40.0
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
실험 결과, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(Inv-1 내지 Inv-30)을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실시예 1 ~ 30의 녹색 유기 EL 소자는 종래 CBP를 사용하는 비교예 1의 녹색 유기 EL 소자보다 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속하는 것은 당연하다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 7로 표시되는 화합물:
    [화학식 7]
    Figure 112017074291735-pat00179

    (상기 화학식 7에서,
    Ar1는 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5~30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5~30의 헤테로아릴기이며,
    이때 상기 아릴기, 및 헤테로아릴기에 각각 도입되는 하나 이상의 치환기는 각각 독립적으로 C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5~30의 헤테로아릴기, 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되되, 복수개의 치환기는 각각 동일하거나 상이할 수 있으며;
    R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, 또는 C6~30의 아릴기이다).
  2. 제1항에 있어서, Ar1는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기(naphthyl group), 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미딘일기(pyrimidinyl group), 치환 또는 비치환된 트리아진일기(triazinyl group), 치환 또는 비치환된 퀴놀릴기(quinolyl group), 또는 치환 또는 비치환된 인돌릴기(indolyl group)이고,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미딘일기(pyrimidinyl group), 치환 또는 비치환된 트리아진일기(triazinyl group), 또는 치환 또는 비치환된 퀴놀릴기(quinolyl group)인 것이 특징인 화합물.
  3. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물 층 중에서 적어도 하나는 제1항 또는 제2항에 기재된 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택된 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 화합물은 발광층의 인광 호스트로 사용되는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  6. 제3항에 있어서, 상기 화합물은 발광층의 형광 도펀트로 사용되는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    하기 화합물 Inv-16 내지 Inv-20으로 이루어진 군에서 선택된 화합물:
    Figure 112017074291735-pat00180
    Figure 112017074291735-pat00181
    Figure 112017074291735-pat00182

    Figure 112017074291735-pat00183
    Figure 112017074291735-pat00184
  8. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물 층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물 층 중에서 적어도 하나는 제7항에 기재된 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
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