KR102003375B1 - 축합고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

축합고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자{FUSED CYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}
본 명세서는 축합고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 출원은 2015년 11월 23일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2015-0164157호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 명세서에 포함된다.
유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다.
양극과 음극 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 음극과 양극 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 엑시톤이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
따라서, 당 기술분야에서는 새로운 유기물의 개발이 요구되고 있다.
한국 공개특허공보 2000-0051826
본 명세서는 축합고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112016114728330-pat00001
화학식 1에 있어서,
X 및 Y는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, NAr, S, O, CRaRb, 또는 SiRcRd이며, X와 Y가 동시에 직접결합은 아니고,
R1 내지 R17, Ar, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며, n은 1 또는 2의 정수이고, n이 2인 경우 괄호안의 기들은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 발광층을 포함한 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 실시상태들에 따른 축합고리 화합물은 적절한 에너지 준위를 가지고, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수하다. 따라서, 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 높은 효율 및/또는 높은 구동 안정성을 제공한다.
도 1 내지 5는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조를 예시한 단면도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 AA-1의 LC-MASS 스펙트럼이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다. 상기 화학식 1로 표시되는 코어 구조는 크산텐(xanthene) 구조가 도입됨으로써 열적 안정성이 우수하고, 이에 따라 장수명 및 고효율 소자를 구현할 수 있고, 구동 전압을 낮추어 높은 전력 효율을 달성할 수 있다. 상기 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서
Figure 112016114728330-pat00002
는 다른 치환기에 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐; 시아노기; 알킬기; 알케닐기; 시클로알킬기; 아릴기; 헤테로고리기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알케닐아릴기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬아민기; 아르알킬아민기; 아릴아민기; 알킬아릴아민기; 헤테로아릴아민기; 및 포스핀옥사이드기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 Cl, F 등일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112016114728330-pat00003
,
Figure 112016114728330-pat00004
,
Figure 112016114728330-pat00005
, 및
Figure 112016114728330-pat00006
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종 원소로 O, N, S, Si 및 P 중 1개 이상을 포함하는 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딘기, 비피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딘기, 피리다진기, 피라진기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 프탈라진기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 카볼린기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기, 아크리딘, 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시, p-토릴옥시, m-토릴옥시, 3,5-디메틸-페녹시, 2,4,6-트리메틸페녹시, p-tert-부틸페녹시, 3-비페닐옥시, 4-비페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 4-메틸-1-나프틸옥시, 5-메틸-2-나프틸옥시, 1-안트릴옥시, 2-안트릴옥시, 9-안트릴옥시, 1-페난트릴옥시, 3-페난트릴옥시, 9-페난트릴옥시 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2－메틸페닐티옥시기, 4－tert－부틸페닐티옥시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, 아르알킬아민기, 아릴아민기, 알킬아릴아민기, 및 헤테로아릴아민기는 각각 알킬기, 아르알킬기, 아릴기, 알킬아릴기 및 헤테로아릴기로 치환된 아민기로서, 여기서, 알킬 및 아릴은 전술한 알킬기 및 아릴기에 대한 설명이 적용될 수 있고, 헤테로아릴기는 전술한 헤테로고리기 중 방향족 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 방향족 헤테로고리기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho) 위치에 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자로 N, O 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자로 N, O 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족고리, 방향족고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에 있어서, X는 NAr, S, O, CRaRb, 또는 SiRcRd이고, Y는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112016114728330-pat00007
화학식 2에 있어서, R1 내지 R17, n 및 X는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3-1 내지 3-4로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112016114728330-pat00008
[화학식 3-2]
Figure 112016114728330-pat00009
[화학식 3-3]
Figure 112016114728330-pat00010
[화학식 3-4]
Figure 112016114728330-pat00011
화학식 3-1 내지 3-4에 있어서, R1 내지 R17, Ra, Rb, n 및 Ar은 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 4 또는 5로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112016114728330-pat00012
[화학식 5]
Figure 112016114728330-pat00013
화학식 4 및 5에 있어서, R1 내지 R17, n 및 X는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 6 또는 7로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112016114728330-pat00014
[화학식 7]
Figure 112016114728330-pat00015
화학식 6 및 7에 있어서, R1 내지 R17, n 및 X는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 7에 있어서, R14 내지 R17 중 적어도 2개는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 8 내지 11 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112016114728330-pat00016
[화학식 9]
Figure 112016114728330-pat00017
[화학식 10]
Figure 112016114728330-pat00018
[화학식 11]
Figure 112016114728330-pat00019
화학식 8 내지 11에 있어서, R1 내지 R13, n 및 X는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 NR25, O, S, 또는 CR26R27이며,
R18 내지 R27은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
a 및 g는 각각 독립적으로 1 또는 2이고, b, c, d, e 및 f는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, a, b, c, d, e, f 또는 g가 2 이상인 경우 괄호안의 기들은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 화학식 1은 하기 화학식 12 내지 14 중 하나로 표시될 수 있다:
[화학식 12]
Figure 112016114728330-pat00020
[화학식 13]
Figure 112016114728330-pat00021
[화학식 14]
Figure 112016114728330-pat00022
화학식 12 내지 14에 있어서, R1 내지 R17, X, Y 및 n은 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
R28 내지 R31은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, h, i, k 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, h, i, k 또는 m가 2 이상인 경우 괄호안의 기들은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 NAr이고, Y는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 S이고, Y는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 CRaRb이고, Y는 직접결합이이고, Ra 및 Rb의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 CRaRb이고, Y는 직접결합이이고, Ra 및 Rb는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 CRaRb이고, Y는 직접결합이이고, Ra 및 Rb는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 O이고, Y는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 NAr이고, Y는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 NAr이고, Y는 CRaRb이고, Ra 및 Rb의 정의는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 NAr이고, Y는 CRaRb이고, Ra 및 Rb는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 NAr이고, Y는 CRaRb이고, Ra 및 Rb는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 9의 Z1은 NR25, O, 또는 CR26R27이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 9의 Z1은 NR25, O, 또는 CR26R27이고, R25는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, R26 및 R27은 서로 같거나 상이하고 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 9의 Z1은 NR25, O, 또는 CR26R27이고, R25는 치환 또는 비치환된 아릴기이며, R26 및 R27은 서로 같거나 상이하고 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 9의 Z1은 NR25, O, 또는 CR26R27이고, R25는 아릴기이며, R26 및 R27은 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 9의 Z1은 NR25, O, 또는 CR26R27이고, R25는 페닐기이며, R26 및 R27은 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 11의 Z2는 NR25, O, 또는 CR26R27이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 11의 Z2는 NR25, O, 또는 CR26R27이고, R25는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, R26 및 R27은 서로 같거나 상이하고 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 11의 Z2는 NR25, O, 또는 CR26R27이고, R25는 치환 또는 비치환된 아릴기이며, R26 및 R27은 서로 같거나 상이하고 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 11의 Z2는 NR25이고, R25는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 11의 Z2는 NR25이고, R25는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar은 -L-Ar1이고, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이고, Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar은 -L-Ar1이고, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 트리아진기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 화학식 1 내지 14에 있어서, Ar은 -L-Ar1이고, L은 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 디메틸플루오레닐기; 트리아진기; 퀴나졸린기; 피리딘기; 피리미딘기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1은 수소; 중수소; 시아노기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기;치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 페난쓰롤렌기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 트리아진기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸; 치환 또는 비치환된 벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 디페닐아민기; 또는 치환 또는 비치환된 디페닐포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1은 수소; 중수소; 시아노기; 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 트리페닐렌기; 페난쓰롤렌기; 피리딘기; 피리미딘기; 페닐기로 치환된 트리아진기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 퀴놀린기; 디벤조티오펜기; 디벤조퓨란기; 페닐기 또는 나프탈렌기로 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기; 벤조옥사졸; 벤조티오펜기; 디페닐아민기; 또는 디페닐포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 N 함유 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar은 페닐기, 나프틸기, 바이페닐릴기, 플루오란텐기, 플루오레닐기, 또는 스피로비플루오레닐기이며, 이들은 추가로 치환기를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar은 피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 카바졸기, 카볼린기, 벤조카바졸기, 또는 아크리딘기이며, 이들은 추가로 치환기를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 치환 또는 비치환된 퀴놀린기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 벤조티아졸기, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사졸기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 또는 하기 화학식 A 내지 D 중 하나로 표시된다.
[화학식 A]
Figure 112016114728330-pat00023
화학식 A에 있어서,
Y1 내지 Y3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRj이고,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이며,
R201 및 Rj는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
[화학식 B]
Figure 112016114728330-pat00024
화학식 B에 있어서,
T1 및 T2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRe이고,
L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이며,
R300 내지 R305 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, n은 1 또는 2이다.
[화학식 C]
Figure 112016114728330-pat00025
화학식 C에 있어서,
U1 내지 U8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRf이고,
L3는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이며,
Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
[화학식 D]
Figure 112016114728330-pat00026
화학식 D에 있어서,
L4는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌이며,
R401 내지 R405는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, m은 1 내지 6의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 C의 U1 내지 U8 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 A-1] [화학식 A-2]
Figure 112016114728330-pat00027
Figure 112016114728330-pat00028
[화학식 A-3] [화학식 A-4]
Figure 112016114728330-pat00029
Figure 112016114728330-pat00030
상기 화학식 A-1 내지 A-4에 있어서,
L1은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R198 내지 R201은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-1 내지 A-4에 있어서, R198 내지 R201은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-1 내지 A-4에 있어서, R198 내지 R201은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-1 내지 A-4에 있어서, R198 내지 R201은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐릴기, 나프닐기, 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-5로 표시될 수 있다.
[화학식 A-5]
Figure 112016114728330-pat00031
화학식 A-5에 있어서, Y1, Y2 및 L1은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
Z1 내지 Z4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRg이고,
Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-5은 하기 화학식 A-6 내지 A-9 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 A-6]
Figure 112016114728330-pat00032
[화학식 A-7]
Figure 112016114728330-pat00033
[화학식 A-8]
Figure 112016114728330-pat00034
[화학식 A-9]
Figure 112016114728330-pat00035
화학식 A-6 내지 A-9에 있어서,
Y1, Y2 및 L1은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
Q는 직접결합, C(=O), 또는 CRhRi이며,
R202 내지 R205, R210 내지 R216, Rh 및 Ri는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-5은 하기 화학식 A-10 또는 A-11로 표시될 수 있다.
[화학식 A-10]
Figure 112016114728330-pat00036
[화학식 A-11]
Figure 112016114728330-pat00037
화학식 A-10 및 A-11에 있어서,
L1은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R202 내지 R207 은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-11에 있어서, R207은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-11에 있어서, R207은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-11에 있어서, R207은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐릴기, 나프닐기, 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-5은 하기 화학식 A-12 또는 A-13로 표시될 수 있다.
[화학식 A-12]
Figure 112016114728330-pat00038
[화학식 A-13]
Figure 112016114728330-pat00039
화학식 A-12 및 A-13에 있어서,
L1은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R202 내지 R205, R208 및 R209는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-9는 하기 화학식 A-14 내지 A-16 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 A-14]
Figure 112016114728330-pat00040
[화학식 A-15]
Figure 112016114728330-pat00041
[화학식 A-16]
Figure 112016114728330-pat00042
화학식 A-14 내지 A-16에 있어서,
L1은 화학식 A에서 정의한 바와 같고,
R210 내지 R218은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1로 표시될 수 있다.
[화학식 B-1]
Figure 112016114728330-pat00043
화학식 B-1에 있어서,
T1, T2 및 L2는 화학식 B에서 정의한 바와 같고,
R300 내지 R306은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 B는 하기 화학식 B-2 내지 B-4 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 B-2]
Figure 112016114728330-pat00044
[화학식 B-3]
Figure 112016114728330-pat00045
[화학식 B-4]
Figure 112016114728330-pat00046
화학식 B-2 내지 B-4에 있어서,
L2는 화학식 B에서 정의한 바와 같고,
R300 내지 R312은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 C는 하기 화학식 C-1로 표시될 수 있다.
[화학식 C-1]
Figure 112016114728330-pat00047
화학식 C-1에 있어서,
U1 내지 U4 및 L3는 화학식 C에서 정의한 바와 같고,
R312 내지 R315는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 C의 U1 내지 U4 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 C는 하기 화학식 C-2 또는 C-3으로 표시될 수 있다.
[화학식 C-2]
Figure 112016114728330-pat00048
[화학식 C-3]
Figure 112016114728330-pat00049
화학식 C-2 및 C-3에 있어서,
L3는 화학식 C에서 정의한 바와 같고,
R312 내지 R319는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 C는 하기 화학식 C-4 또는 C-5로 표시될 수 있다.
[화학식 C-4]
Figure 112016114728330-pat00050
[화학식 C-5]
Figure 112016114728330-pat00051
화학식 C-4 및 C-5에 있어서,
U1 내지 U4는 화학식 C에서 정의한 바와 같고,
R312 내지 R315 및 R320은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아르알킬아민기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기이거나 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, q는 1 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 11에 있어서, Ar은 -L-Ar1이고, L은 직접결합, 페닐기, 바이페닐기, 디메틸플루오레닐기, 또는 티오펜기이고, Ar1은 시아노기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기, 터페닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 알킬기 또는 아릴기로 치환또는 비치환된 피리딘기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤조티아졸기, 디페닐아민기, 디페닐포스핀옥사이드기 또는 하기 화학식으로 표시되는 기일 수 있다.
Figure 112016114728330-pat00052
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 11에 있어서, R1 내지 R17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 11에 있어서, R1 내지 R17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 11에 있어서, R1 내지 R17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에 있어서, R15는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 구조식들로 표시될 수 있다.
Figure 112016114728330-pat00053
Figure 112016114728330-pat00054
Figure 112016114728330-pat00055
Figure 112016114728330-pat00056
Figure 112016114728330-pat00057
Figure 112016114728330-pat00058
Figure 112016114728330-pat00059
Figure 112016114728330-pat00060
Figure 112016114728330-pat00061
Figure 112016114728330-pat00062
Figure 112016114728330-pat00063
Figure 112016114728330-pat00064
Figure 112016114728330-pat00065
Figure 112016114728330-pat00066
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다.
Figure 112016114728330-pat00067
1-브로모-2-페녹시벤젠을 n-BuLi (부틸리튬) 조건하에서 반응시킨 후, 브로모-플로오렌 화합물과 반응시켜 화합물 a를 합성한다. 다음으로, 스즈키 반응과 고리화 반응을 이용하여 b를 합성한다. 다음으로, Chem . Sci . 2011, 2, 27-50에 나타나는 합성예를 참고하여 부흐발트(Buchwald) 아민화 반응에의해 c로 표시되는 화합물을 합성한다.
또한, 본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 실시상태들에 따른 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 실시상태들에 따른 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층; 전자주입층; 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층; 발광층; 정공수송층; 정공주입층; 또는 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송층; 전자주입층; 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층; 발광층; 정공수송층; 정공주입층; 또는 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로 포함하며, 하기 구조의 화합물을 도펀트로 포함하며, 하기 구조식에서 R은 수소 또는 치환기이고, k는 1 내지 4의 정수이며, l은 1 내지 6의 정수이고, n은 2 내지 4의 정수이며, M은 Ir, Os 또는 Pt이다.
Figure 112016114728330-pat00068
Figure 112016114728330-pat00069
Figure 112016114728330-pat00070
Figure 112016114728330-pat00071
Figure 112016114728330-pat00072
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 적색 또는 녹색 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 5에 예시되어 있다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 주입층(3), 정공 수송층(4) 또는 발광층(5)에 포함될 수 있다.
도 3에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 수송층(4), 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 4에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 5에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(5)에 포함될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정할 것을 의도한 것은 아니다.
<실시예>
<제조예 1> 화학식 (AA-1)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00073
화합물 AA의 합성
1-브로모-2-페녹시벤젠 30g을 질소조건에서 무수 테트라 하이드로 퓨란 300ml에 녹인 후 반응기 주위온도를 -78℃로 유지하였다. 다음으로, 2.5M-부틸 리티움 48ml를 천천히 적가하였다. 적하완료 후 30분동안 교반을 실시한 후, 2-브로모 플루오렌 31.2g을 200ml의 전제된 테트라하이드로 퓨란에 녹인 후 천천히 적가하였다. 반응용액을 -78℃로 유지한 상태로 약 1시간동안 교반 후 상온으로 올려서 12시간 교반을 지속하였다. 반응용액에 희석한 염산을 넣어서 반응 종료를 실시한 다음 메틸렌 클로라이드를 이용하여 분액추출하였다. 얻어진 유기층을 마그네시윰 설페이트로 건조하고, 여과 후 감압증류하였다. 다음으로, 400ml의 초산에 넣은 후 촉매량의 염산을 적하한 다음 환류온도에서 12시간 교반하였다. 반응 종료 후 냉각하여 고체를 얻고, 여과 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 화합물 AA를 32.0g 수득하였다.
화합물 BB의 합성
화합물 AA로 표시되는 화합물 10g, 2-나이트로벤젠 보로닉산 4.1g 및 테트라키스 트리페닐 포스파인 1.4g을 톨루엔 200ml에 현탁시키고, 2M 포타시움 카보네이트 수용액 100ml를 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 가열하여 환류하였다. 반응용액을 냉각하고 메탄올을 가하여 결정화된 고형분을 필터한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올을 가하고, 여과 건조하여 화합물 BB 7.4g을 수득하였다.
화합물 CC의 합성
상기 수득한 화합물 BB 7.0g을 트리에틸 포스파이트 12.8g과 질소기류하에 12시간 교반하였다. 미반응 트리에틸 포스파이트를 진공증류법을 이용하여 제거하고 남아있는 고체를 컬럼 크로마토 그래피 방법을 이용하여 화합물 CC를 5.4g 수득하였다.
화합물 AA-1의 합성
화합물 CC로 표시되는 화합물 4.0g, 2-클로로-4-나프틸-퀴나졸린 3.3g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 8시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 AA-1 2.4g을 수득하였다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=676에서 피크가 확인되었다. LC-MASS 결과는 도 6과 같다.
<제조예 2> 화학식 (AA-2)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00074
제조예 1에서 화합물 CC로 표시되는 화합물 4.0g, 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 2.7g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 8시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 AA-2 2.6g을 수득하였다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=626에서 피크가 확인되었다.
<제조예 3> 화학식 (AA-3)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00075
제조예 1에서 화합물 CC로 표시되는 화합물 4.0g, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 3.0g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 10시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 AA-3 1.6g을 수득하였다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=653에서 피크가 확인되었다.
<제조예 4> 화학식 (AA-4)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00076
화합물 AA'의 합성
1-브로모-2-페녹시벤젠 30g을 질소조건에서 무수 테트라 하이드로 퓨란 300ml에 녹인 후 반응기 주위온도를 -78℃로 유지하였다. 다음으로, 2.5M-부틸 리티움 48ml를 천천히 적가하였다. 적하완료 후 30분동안 교반을 실시한 후, 4-브로모 플루오렌 31.2g을 200ml의 전제된 테트라하이드로 퓨란에 녹인 후 천천히 적가하였다. 반응용액을 -78℃로 유지한 상태로 약 1시간동안 교반 후 상온으로 올려서 12시간 교반을 지속하였다. 반응용액에 희석한 염산을 넣어서 반응 종료를 실시한 다음 메틸렌 클로라이드를 이용하여 분액추출하였다. 얻어진 유기층을 마그네시윰 설페이트로 건조하고, 여과 후 감압증류하였다. 다음으로, 400ml의 초산에 넣은 후 촉매량의 염산을 적하한 다음 환류온도에서 12시간 교반하였다. 반응 종료 후 냉각하여 고체를 얻고, 여과 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 화합물 AA'를 26.4g 수득하였다.
화합물 BB'의 합성
화합물 AA'로 표시되는 화합물 10g, 2-나이트로벤젠 보로닉산 4.1g 및 테트라키스 트리페닐 포스파인 1.4g을 톨루엔 200ml에 현탁시키고, 2M 포타시움 카보네이트 수용액 100ml를 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 가열하여 환류하였다. 반응용액을 냉각하고 메탄올을 가하여 결정화된 고형분을 필터한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올을 가하고, 여과 건조하여 화합물 BB' 7.0g을 수득하였다.
화합물 CC'의 합성
상기 수득한 화합물 BB' 7.0g을 트리에틸 포스파이트 12.8g과 질소기류하에 12시간 교반하였다. 미반응 트리에틸 포스파이트를 진공증류법을 이용하여 제거하고 남아있는 고체를 컬럼 크로마토 그래피 방법을 이용하여 화합물 CC'를 4.4g 수득하였다.
화합물 AA-4의 합성
화합물 CC'로 표시되는 화합물 4.0g, 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 2.7g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 8시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 AA-4 2.2g을 수득하였다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=626에서 피크가 확인되었다.
<제조예 5> 화학식 (AA-5)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00077
제조예 4에서 화합물 CC'로 표시되는 화합물 4.0g, 2-클로로-4-나프틸-퀴나졸린 3.3g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 8시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 AA-5 0.8g을 수득하였다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=676에서 피크가 확인되었다.
<제조예 6> 화학식 (AA-6)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00078
제조예 4에서 화합물 CC'로 표시되는 화합물 4.0g, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 3.0g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 8시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 AA-6 0.8g을 수득하였다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=653에서 피크가 확인되었다.
<제조예 7> 화학식 (AA-7)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00079
화합물 BB"의 합성
아세트산팔라듐 (II) 0.21 g, 크실렌 (20 mL), 트리-tert-부틸포스핀 0.76 g을 첨가하여 60 oC로 30분간 교반하였다. 이 용액을 질소기류하 60℃로 가열된, 제조예 1에서 AA로 표시되는 화합물 (7.4 g), 2-클로로아닐린 (2.2 g) 및 tert-부톡시나트륨 7.7 g (80 mmol)의 크실렌 (180 mL) 용액 중에 송액하였다. 그 후 130 oC까지 승온하고, 5시간동안 가열 교반하였다. 실온까지 냉각한 후 물 200 mL를 첨가하였다. 클로로포름로 유기층을 추출한 뒤, 유기층을 무수 황산나트륨 (MgSO4)로 건조시킨 다음 용매를 제거하고 실리카 겔 (silica gel) 컬럼 크로마토그래피 작업으로 화합물 BB" 5.8 g (70 %)을 얻었다.
화합물 CC"의 합성
화합물 BB" 6.8g, 2-클로로-4-나프틸-퀴나졸린 3.3g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 CC" 4.8g을 수득하였다.
화합물 AA-7의 합성
화합물 CC" 15.9 g에 Pd(OAc)2 0.250 g, 트라이페닐포스핀 0.58 g, 포타슘 카보네이트6.15 g, 테트라-n-부틸암모니움 브로마이드 3.6 g을 다이메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide) 55 mL에 넣고 반응을 진행했다. 반응액을 150℃ 에서 20시간 동안 교반 시킨 후 용매를 감압 농축하였다. 이 농축액을 CHCl3에 완전히 녹인 후 물로 씻어주고 생성물이 녹아있는 용액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 화합물 AA-7 6.54 g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=676에서 피크가 확인되었다.
<제조예 8> 화학식 (AA-8)로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112016114728330-pat00080
화합물 CC"'의 합성
제조예 7에서 화합물 BB"로 표시되는 화합물 6.8g, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 4.7g 및 탄산칼륨 2.1g을 디메틸설폭사이드 200ml에 현탁시키고, 1,10-페난쓰롤린 0.51g 과 염화구리 0.3g을 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 가열 환류 교반하였다. 반응용액에 에탄올을 가하여 결정화된 고형분을 여과한후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔 필터하였다. 유기용매를 적당량 제거한 후, 메탄올에 재결정하여 화합물 CC"' 4.94g을 수득하였다.
화합물 AA-8의 합성
화합물 CC"' 15.4 g에 Pd(OAc)2 0.250 g, 트라이페닐포스핀 0.58 g, 포타슘 카보네이트6.15 g, 테트라-n-부틸암모니움 브로마이드 3.6 g을 다이메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide) 55 mL에 넣고 반응을 진행했다. 반응액을 150℃ 에서 20시간 동안 교반 시킨 후 용매를 감압 농축하였다. 이 농축액을 CHCl3에 완전히 녹인 후 물로 씻어주고 생성물이 녹아있는 용액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 화합물 AA-8 5.54 g을 얻었다. 얻어진 고체의 질량 스펙트럼 측정에 의해 M/Z=653에서 피크가 확인되었다.
<실시예 1 내지 5>
제조예 1 에서 합성된 화합물들을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 적색 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 1>
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1 × 10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 DNTPD(700 Å), α-NPB (300 Å), 본 발명에 의해 제조된 AA-1을 호스트로서(90 wt%) 사용하고, 도펀트로서 하기 (piq)2Ir(acac) (10 wt%)를 공증착(300 Å)하며, Alq3 (350 Å), LiF(5 Å),Al(1,000 Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다.
상기 DNTPD, α-NPB, (piq)2Ir(acac), Alq3의 구조는 다음과 같다.
Figure 112016114728330-pat00081
< 실시예 2>
실시예 1 에서 AA-1의 화합물 대신 AA-2를 사용한 것을 제외하고, 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 3>
실시예 1 에서 AA-1의 화합물 대신 AA-4를 사용한 것을 제외하고, 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 4>
실시예 1 에서 AA-1의 화합물 대신 AA-5를 사용한 것을 제외하고, 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 실시예 5>
실시예 1 에서 AA-1의 화합물 대신 AA-7를 사용한 것을 제외하고, 동일하게 유기 발광 소자를 제조하였다.
< 비교예 1>
비교예 1을 위한 유기발광 소자는 상기 실시예 1의 소자구조에서 발광층의 호스트로서 본 발명에 의해 제조된 유기발광 화합물 AA-1 대신 일반적인 인광호스트 물질로 많이 사용되고 있는 CBP를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였다.
Figure 112016114728330-pat00082
상기 실시예 1, 2, 3, 4 및 5 비교예 1 에 따라 제조된 유기발광소자에 대하여, 전압, 전류밀도, 휘도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. T95은 휘도가 초기휘도(5000nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 호스트 도펀트 전압
(V)		 휘도
(cd/m2)		 CIEx,CIEy T95(hr)
실시예 1 화합물 AA-1 [(piq)2Ir(acac)] 4.6 1860 0.673,0.326 395
실시예 2 화합물 AA-2 [(piq)2Ir(acac)] 4.9 1680 0.674,0.325 390
실시예 3 화합물 AA-4 [(piq)2Ir(acac)] 4.8 1700 0.670,0.320 390
실시예 4 화합물 AA-5 [(piq)2Ir(acac)] 4.6 1840 0.676,0.324 340
실시예 5 화합물 AA-7 [(piq)2Ir(acac)] 5.0 1620 0.676,0.326 390
비교예 1 CBP [(piq)2Ir(acac)] 7.1 1420 0.670,0.331 250
실험 결과, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 적색 유기 EL 소자는 종래 CBP를 사용하는 비교예 1의 적색 유기 EL 소자보다 전류효율, 구동전압 및 수명 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
< 비교예 2>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 CBP을 호스트로 이용하여, m-MTDATA(60nm) / TCTA(80 nm) / CBP + 10 % Ir(ppy)3(300nm)/ BCP(10 nm) / Alq3(30 nm) / LiF(1 nm) / Al (200nm) 순으로 발광 소자를 구성하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 각각 하기와 같다.
Figure 112016114728330-pat00083
<실시예 6>
상기 비교예 2에서 CBP 대신 상기 화합물 AA-3을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 7>
상기 비교예 2에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 AA-6을 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 3>
상기 비교예 2에서 화합물 CBP 대신 하기 GH 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 2과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112016114728330-pat00084
<비교예 4>
상기 비교예 2에서 화합물 CBP 대신 하기 GH 2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 2과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112016114728330-pat00085
실시예 6, 실시예7, 및 비교예 2 내지 4에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 2의 결과를 얻었다.
화합물
(호스트)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 EL 피크
(nm)
비교예 2 CBP 7.58 35.26 516
실시예 6 화합물 AA-3 6.56 44.88 517
실시예 7 화합물 AA-6 6.50 45.16 516
비교예 3 GH 1 7.22 38.48 516
비교예 4 GH 2 7.36 38.40 516
실험 결과, 본 발명의 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실시예 6 ? 실시예 7은 녹색 유기 EL 소자는 종래 CBP를 사용하는 비교예 2 및 본원발명의 코어와는 비슷한 구조로 고리가 형성된 비교예 3 및 비교예 4의 화합물을 호스트 물질로 사용하여 제조된 유기 발광 소자 소자보다 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 음극

Claims (18)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112019029158638-pat00086

    화학식 1에 있어서,
    X는 NAr이고,
    Y는 직접결합이고,
    R1 내지 R17는 수소이고, n은 2이고,
    Ar은 나프틸기로 치환된 퀴나졸린기이다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 4 내지 7 중 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 4]
    Figure 112016114728330-pat00088

    [화학식 5]
    Figure 112016114728330-pat00089

    [화학식 6]
    Figure 112016114728330-pat00090

    [화학식 7]
    Figure 112016114728330-pat00091

    화학식 4 내지 7에 있어서, R1 내지 R17, n 및 X는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들로 표시되는 것인 화합물:
    Figure 112019029158638-pat00143
    Figure 112019029158638-pat00144
    Figure 112019029158638-pat00145
    Figure 112019029158638-pat00146
    Figure 112019029158638-pat00147
  16. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 발광층을 포함한 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1, 3 및 15 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층; 전자주입층; 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층; 발광층; 정공수송층; 정공주입층; 또는 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송층; 전자주입층; 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층; 발광층; 정공수송층; 정공주입층; 또는 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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