KR102088095B1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 화학식 1의 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{HETERO-CYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 2017년 3월 17일 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2017-0034053호의 출원일 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 전공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 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 산화 시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원 시에 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, 정공 및 전자가 발광층에서 재결합하여 생성되는 엑시톤(exciton)이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
일본 특허 공개 공보 제2015-221780호
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018027118013-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
R5 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
W 및 X는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, Se, Be, NQ1, PQ2, SO, SO2, PO, SiQ3Q4 또는 CQ5Q6이며,
Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, Se, Be, NRa, PRb, SO, SO2, PO, SiRcRd, CReRf, CRgRh-CRiRj, CRk=CRl, CRm=N 또는 PORn이고,
Q1 내지 Q6, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl, Rm 및 Rn은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
n1 및 n2는 각각 1 또는 2이고,
a 및 b는 각각 0 또는 1이며,
c 및 e는 각각 0 내지 4의 정수이고,
d는 0 내지 2의 정수이며,
n1, n2 및 d가 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
c 및 e가 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입층, 정공수송층, 정공주입층과 정공수송층, 전자억제층, 발광층, 정공억제층, 전자수송층, 또는 전자주입층의 재료로 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공수송층 또는 정공주입층(5), 발광층(3), 전자수송층(6), 전자주입층(7) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다. 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층에 사용하는 경우, 유기 발광 소자의 효율이 항상될 뿐만 아니라, 낮은 구동전압을 가지고, 우수한 수명특성을 갖는다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 “치환” 이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 “치환 또는 비치환된” 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, “2 이상의 치환기가 연결된 치환기”는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 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)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRaRbRc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BRaRb의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ra 및 Rb는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 40인 것이 바람직하다. 알킬아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 2 이상의 아릴기를 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
아릴아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 카바졸 및 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 단환식 헤테로 고리기일 수 있고, 다환식 헤테로 고리기일 수 있다. 상기 2 이상의 헤테로 고리기를 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로 고리기, 다환식 헤테로 고리기, 또는 단환식 헤테로 고리기와 다환식 헤테로 고리기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 40이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 40이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 구체적으로 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 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, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 10 내지 30이다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112018027118013-pat00002
,
Figure 112018027118013-pat00003
,
Figure 112018027118013-pat00004
및
Figure 112018027118013-pat00005
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로 고리기의 탄소수는 1 내지 30이다. 헤테로 고리기의 예로는 예로는 피리딜기, 피롤기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 퓨라닐기, 티오페닐기, 이미다졸기, 피라졸기, 옥사졸기, 이소옥사졸기, 티아졸기, 이소티아졸기, 트리아졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 디티아졸기, 테트라졸기, 피라닐기, 티오피라닐기, 피라지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 나프티리디닐기, 아크리딜기, 크산테닐기, 페난트리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인데닐기, 인돌기, 인돌리닐기, 인돌리지닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 벤조티아졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 디벤조카바졸기, 인돌로카바졸기, 인데노카바졸기, 페나지닐기, 이미다조피리딘기, 페녹사지닐기, 페난트리딘기, 페난트롤린(phenanthroline)기, 페노티아진(phenothiazine)기, 이미다조피리딘기, 이미다조페난트리딘기. 벤조이미다조퀴나졸린기, 또는 벤조이미다조페난트리딘기, 다이하이드로아크리딘 또는 페노티아진 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기가 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 2가인 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 2가인 것을 제외하고는 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 2가인 것을 제외하고 상기 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에서는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 W 및 X는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, Se, Be, NQ1, PQ2, SO, SO2, PO, SiQ3Q4 또는 CQ5Q6 이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 W 및 X는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, PO(P=O), NQ1 또는 CQ5Q6이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 W 및 X는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S 또는 PO(P=0)이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 W 및 X는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O 또는 S이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 W 및 X는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q1은 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q2는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q2는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q2는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q2는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q2는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q3 및 Q4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q3 및 Q4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q3 및 Q4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q3 및 Q4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q3 및 Q4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q5 및 Q6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Q5 및 Q6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q5 및 Q6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q5 및 Q6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q5 및 Q6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시된다.
[화학식 2]
Figure 112018027118013-pat00006
상기 화학식 2에 있어서,
R1 내지 R9, Z, Y, n1, n2 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1 및 n2는 1이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1 및 n2는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 18의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 치비환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘; 또는 치환 또는 비치환된 페노티아진을 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페노티아진을 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 메틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘; 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 페노티아진을 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R3 및 R4는 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘; 또는 치환 또는 비치환된 페노티아진을 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4는 서로 결합하여 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페노티아진을 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R4는 서로 결합하여 메틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘; 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 페노티아진을 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 또는 4로 표시된다.
[화학식 3]
Figure 112018027118013-pat00007
[화학식 4]
Figure 112018027118013-pat00008
상기 화학식 3 및 4에 있어서,
R5 내지 R9, W, X, Z, Y 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
Ar1 내지 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
m1 내지 m4는 각각 0 내지 5의 정수이고,
m5 및 m6은 각각 0 내지 8의 정수이며,
m1 내지 m6가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 5 또는 6으로 표시된다.
[화학식 5]
Figure 112018027118013-pat00009
[화학식 6]
Figure 112018027118013-pat00010
상기 화학식 5 및 6에 있어서,
R5 내지 R9, Z, Y 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
Ar1 내지 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
m1 내지 m4는 각각 0 내지 5의 정수이고,
m5 및 m6은 각각 0 내지 8의 정수이며,
m1 내지 m6가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, Se, Be, NRa, PRb, SO, SO2, PO, SiRcRd, CReRf, CRgRh-CRiRj, CRk=CRl, CRm=N 또는 PORn이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, S, NRa, PRb, SO, SO2, SiRcRd, CReRf 또는 PORn이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 CReRf이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Re 및 Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Re 및 Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Re 및 Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Re 및 Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Re 및 Rf는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 SiRcRd이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rc 및 Rd는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rc 및 Rd는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 SO이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 NRa이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra는 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 PRb이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rb는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rb는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 PORn이고, PORn은 '-P(=O)Rn-' 으로,
Figure 112018027118013-pat00011
의 구조를 갖는 것을 의미하며, '
Figure 112018027118013-pat00012
'는 화학식 1과 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rn은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rn은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rn은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12이 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rn은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 에틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rn은 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rn은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z는 SO2이고, SO2는
Figure 112018027118013-pat00013
의 구조를 갖는 것을 의미하며, '
Figure 112018027118013-pat00014
'는 화학식 1과 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z 중 어느 하나는 O이고, 나머지 하나는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z 중 어느 하나는 O이고, 나머지 하나는 CReRf이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z 중 어느 하나는 O이고, 나머지 하나는 NRa이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y 및 Z 중 어느 하나는 S이고, 나머지 하나는 NRa이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl 및 Rm은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl 및 Rm은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl 및 Rm은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl 및 Rm은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl 및 Rm은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 프로필기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl 및 Rm은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 메틸기; 에틸기; 프로필기; 페닐기; 바이페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 12의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R5 및 R6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 a 및 b는 각각 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c 및 e는 각각 0 내지 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c 및 e는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c 및 e는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 c 및 e는 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 12의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 디페닐아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 디페닐아민기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 c가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의 R7은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 c가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의 R7은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 c가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의 R7은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 c가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의 R7은 서로 결합하여 벤젠고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 e가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의R9는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 e가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의R9는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 e가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의R9는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 e가 2 이상인 경우, 인접한 2 이상의R9는 서로 결합하여 벤젠고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 수소; 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 수소; 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 수소; 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 수소; 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 12의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 수소 또는 니트릴기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 d가 2인 경우, 인접한 2개의 R8은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 d가 2인 경우, 인접한 2개의 R8은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 d가 2인 경우, 인접한 2개의 R8은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 d가 2인 경우, 인접한 2개의 R8은 서로 결합하여 벤젠고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 t-부틸기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성한다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 t-부틸기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1 내지 m4는 각각 0 내지 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m1이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤조퓨란고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 벤젠고리를 형성하여, 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 벤조퓨란고리를 형성하여, 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m2가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m2가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m2가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤조퓨란고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m2가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar2는 서로 결합하여 벤젠고리를 형성하여, 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 벤조퓨란고리를 형성하여, 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m3이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar3은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m3이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar3은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m3이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar3은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤조퓨란고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m3이 2인 경우, 인접한 2개의 Ar3은 서로 결합하여 벤젠고리를 형성하여, 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 벤조퓨란고리를 형성하여, 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m4가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m4가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m4가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤조퓨란고리를 형성하여, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 m4가 2인 경우, 인접한 2개의 Ar4는 서로 결합하여 벤젠고리를 형성하여, 나프틸기를 이루거나, 인접한 2개의 Ar1은 서로 결합하여 벤조퓨란고리를 형성하여, 디벤조퓨라닐기를 이룰 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2; 및 Ar3 및 Ar4로 이루어진 그룹 중 적어도 하나 이상은 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 S, O 또는 CX1X2로 연결되어 치환 또는 비치환된 6각 고리를 형성하거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 5각 고리를 형성할 수 있다. 상기 Ar1 및 Ar2가 서로 결합하여 5각 고리를 형성하는 경우, 최종적으로 카바졸기를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 도는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 에틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 및 X2는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 S, O 또는 CX3X4로 연결되어 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 S, O 또는 CX3X4로 연결되어 치환 또는 비치환된 6각 고리를 형성하거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 5각 고리를 형성할 수 있다. 상기 Ar3 및 Ar4가 서로 결합하여 5각 고리를 형성하는 경우, 최종적으로 카바졸기를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3 및 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3 및 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 도는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3 및 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 또는 치환 또는 비치환된 에틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3 및 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3 및 X4는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 7로 나타낼 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112018027118013-pat00015
상기 화학식 7에 있어서,
R5 내지 R9, W, X, Z, Y 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
V1은 O, S 또는 CX1X2이며,
V2는 O, S 또는 CX3X4이고,
X1 내지 X4는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
상기 화학식 7은 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 메틸기; 에틸기; 페닐기; 또는 바이페닐기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar5 및 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m5 및 m6는 각각 0 내지 2의 정수이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 m5 및 m6는 각각 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 코어 구조는 하기와 같은 구조를 가질 수 있으며, 하기 코어 구조는 화학식 1의 치환기((NR1R2)n1, (NR3R4)n2, (R5)a, (R6)b, (R7)c, (R8)d, (R9)e)로 치환된다.
Figure 112018027118013-pat00016
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure 112018027118013-pat00017
Figure 112018027118013-pat00018
본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있다.
예컨대 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 반응식과 같이 코어구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
<반응식>
본원 화학식 1은 아래와 같이 대칭형 코어 형태와 비대칭형 코어를 가지는 2가지 화합물 형태로 제조될 수 있다.
1. 대칭형 코어를 가지는 화합물의 일반적인 제조방법
1) 중간 화합물 1의 제조방법
대칭형 코어를 가지는 화합물의 경우 하기 반응식 1에서와 같이 2 당량 이상의 다이벤조 화합물(출발화합물 1 또는 출발화합물 3)과 1 당량의 불소가 치환된 화합물(출발화합물 2 또는 출발화합물 4)의 스즈키 커플링 반응을 통해 제조될 수 있다. 반응식 1에서 Hal1, Hal2, Hal3는 각각 염소, 브로민, 아이오딘 일 수 있으며, Hal1과 Hal3은 브로민 또는 아이오딘이 바람직하며, Hal2는 염소 원자가 치환된 화합물이 바람직하다. BR'2는 보로닉 에시트 형태 또는 다양한 보로닉 에스터 형태가 이용될 수 있다.
<반응식 1>
Figure 112018027118013-pat00019
2) 중간화합물 2의 제조 방법
중간화합물 1은 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이 친전자성 방향족 치환 반응 등을 통해 고리를 닫을 수 있으며, 할로겐화된 대칭형 코어 형태의 중간화합물 2를 제조할 수 있다.
<반응식 2>
Figure 112018027118013-pat00020
3) 최종화합물 1의 제조 방법
최종화합물 1은 2개의 동일한 방향족 아민이 치환된 화합물로 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이 중간화합물 2에 2차 방향족 아민 유도체(아민화합물 1)를 2 당량 이상을 사용하여 부크왈드-하트위그(Buchwald-Hartwig) 아민화 반응이나 울만(Ulmann) 반응 또는 친전자성 방향족 치환 반응 통해 합성될 수 있다.
<반응식 3>
Figure 112018027118013-pat00021
4) 최종화합물 2의 제조 방법
최종화합물 2는 서로 다른 방향족 아민이 치환된 화합물로 중간화합물 2에 순차적으로 아민화 반응을 진행하여 합성될 수 있다. 하기 반응식 4에서와 같이 1당량의 방향족 아민 화합물 1과 중간화합물 2를 반응 시켜 단일 치환 아민 화합물 형태인 중간화합물 3을 제조한 후, 최종적으로 방향족 아민 화합물 2를 1당량 이상 사용하여 최종화합물 2를 제조할 수 있다.
<반응식 4>
Figure 112018027118013-pat00022
2. 비대칭형 코어를 가지는 화합물의 일반적인 제조방법
1)중간화합물 5의 제조 방법
비대칭형 코어를 가지는 화합물의 경우 하기 반응식 5에서와 같이 서로 다른 다이벤조화합물(출발화합물 3과 출발화합물5)를 순차적인 스즈키 커플링 반응을 통하여 중간화합물 5를 얻을 수 있다. 중간화합물 4의 제조에서는 부반응을 최소화하기 위해서 출발화합물 3의 당량을 1당량으로 한정하는 것이 바람직하며, 중간화합물 5의 제조에 사용되는 출발화합물 5의 당량은 1당량 이상 사용하는 것이 바람직하다.
<반응식 5>
Figure 112018027118013-pat00023
2) 중간화합물 6의 제조 방법
중간화합물 6은 하기 반응식 6에 나타낸 바와 같이 친전자성 방향족 치환 반응 등을 통해 고리를 형성할 수 있으며, 할로겐화된 비대칭형 코어 형태의 중간화합물 6을 제조할 수 있다.
<반응식 6>
Figure 112018027118013-pat00024
3) 최종화합물 3의 제조 방법
최종화합물 3은 비대칭 코어에 2개의 동일한 방향족 아민이 치환된 화합물로 하기 반응식 7에 나타낸 바와 같이 중간화합물 6에 2차 방향족 아민 유도체(아민화합물 1)를 2 당량 이상을 사용하여 부크왈드-하트위그(Buchwald-Hartwig) 아민화 반응이나 울만(Ulmann) 반응 또는 친전자성 방향족 치환 반응 통해 합성될 수 있다.
<반응식 7>
Figure 112018027118013-pat00025
4) 최종화합물 4의 제조 방법
최종화합물 4는 비대칭 코어에 서로 다른 방향족 아민이 치환된 화합물로 중간화합물 6에 순차적으로 아민화 반응을 진행하여 합성될 수 있다. 반응식 8에서와 같이 1당량의 방향족 아민화합물 1과 중간화합물 6을 반응 시켜 단일 치환 아민 화합물 형태인 중간화합물 7을 제조한 후, 최종적으로 방향족 아민화합물 2를 1당량 이상 사용하여 최종화합물 4를 제조할 수 있다.
<반응식 8>
Figure 112018027118013-pat00026
화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드갭이 작아진다.
본 발명에서는 코어의 컨쥬게이션을 효과적으로 제어하기 위해 가운데 세 개의 페닐기(터페닐)에 연결된 말단의 두 개 페닐기를 메타 위치로 연결하여 컨쥬게이션 길이를 조절한다. 또한 발광 단위인 다섯개의 선형 결합 벤젠 고리가 모두 특정 원소로 묶여 있어, 분자가 매우 견고한 특성을 가진다. 이러한 특성은 분자의 형광 발광시 반치폭이나 스톡스(Stokes') 이동이 감소할 수 있는 장점을 가진다. 또한, 코어 분자의 유리전이온도가 높고 결합 해리 에너지가 상대적으로 커 이러한 도펀트 재료를 유기 발광 소자에 적용하였을 때 장수명 특성 확보가 가능하다.
본 발명에서는 상기와 같이 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질 및 전자 수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 및 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함할 수 있고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 및 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함할 수 있고, 상기 정공수송층 또는 정공주입층이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다. 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 발광층의 도펀트로서 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 도펀트로서 포함하는 녹색 유기 발광 소자이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 도펀트로서 포함하는 적색 유기 발광 소자이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 도펀트로서 포함하는 청색 유기 발광 소자이다.
또 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 도펀트로서 포함하고, 안트라센계 화합물 등의 유기화합물을 호스트로 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 다른 유기화합물, 금속 또는 금속화합물을 도펀트로 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함하며, 이리듐계(Ir) 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1), 양극(2) 위에 정공수송층 또는 정공주입층 (5), 발광층(3), 전자수송층(6), 전자주입층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 정공수송층 또는 정공주입층(5), 발광층(3) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(3) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(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 정공주입층, 정공수송층, , 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에하는 층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1층 이상을 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 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
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 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 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(porphyrine), 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 한정되는 것은 아니다.
상기 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 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 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.
발광층의 호스트 재료로는 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.
발광층의 도펀트로 사용되는 이리듐계 착물은 하기와 같으나, 이에 한정되지 않는다.
[Ir(piq)3]　　　　　　　[Btp2Ir(acac)]
Figure 112018027118013-pat00027
[Ir(ppy)3]　　　　　　　　　　[Ir(ppy)2(acac)]
Figure 112018027118013-pat00028
[Ir(mpyp)3]　　　　　　　[F2Irpic]
Figure 112018027118013-pat00029
[(F2ppy)2Ir(tmd)]　　　　　　　　　[Ir(dfppz)3]
Figure 112018027118013-pat00030
　　　
Figure 112018027118013-pat00031
상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물; BPhen (4,7-디페닐-1,10-페난쓰롤린/ 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 등의 페난쓰롤린계 화합물등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
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.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
< 제조예 >
1. 화합물 1의 제조
1) 중간체 1의 제조
Figure 112018027118013-pat00032
중간체 1
1-클로로-3,5-다이메톡시벤젠(10.0 g, 58 mmol)과 N-브로모숙신이미드(10.3 g, 58 mmol)를 1,2-다이에틸렌클로라이드(200 ml)에 녹인 후 상온에서 24시간 동안 교반한다. 반응 종료후 반응용액을 회전증발기를 통해 용매를 제거한 뒤, 메틸렌클로라이드/증류수로 추출한 후 메틸렌클로라이드/헥산 혼합용매를 전개용매로 컬럼크로마토그래피를 실시하여 13.3 g의 중간체 1을 얻었다.
중간체 1: 수율 91%, 질량분석 (EI) m/z 251 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 6.57 (s, 1H), 6.26 (s, 1H), 3.81 (s, 3H), 3.69 (s, 3H).
2) 중간체 2의 제조
Figure 112018027118013-pat00033
중간체 2
중간체 1(4.5 g, 18.1 mmol), 2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보로란-2일)아닐린 (4 g, 18.1 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(0.9 g, 0.9 mmol)을 테트라하이드로퓨란(60 ml)과 포타슘 카보네이트 2M 솔루션 (20 ml)을 혼합한 용매에 넣은 후 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 메틸렌클로라이드로 추출한 후 에틸아세테이트/헥산 혼합용매를 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피를 실시한다. 최종 건조 후 4.8 g의 중간체 2를 얻었다.
중간체 2: 수율 84%, 질량분석 (EI) m/z 263 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 7.54 (d, 1H), 7.16 (t, 1H), 6.87 (t, 1H), 6.81 (s, 1H), 6.69 (d, 1H), 6.52 (s, 1H), 6.27 (s, 2H), 3.82 (s, 3H), 3.68 (s, 3H).
3) 중간체 3의 제조
Figure 112018027118013-pat00034
중간체 3
중간체 2(5 g, 22.6 mmol)를 테트라하이드로퓨란 (25 ml)에 녹인 후 아세트산 (50 ml)을 추가하여 반응용액을 제조한다. 반응용액의 온도를 -10℃로 낮춘 후, tert-뷰틸 나이트라이트 (2.3g, 22.6 mmol)을 천천히 넣어준 뒤 1시간동안 교반한다. 1시간 경과 후, 온도를 0℃까지 서서히 올린 다음 다시 12시간동안 교반한다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 메틸렌클로라이드로 추출한 후 메틸렌클로라이드/헥산 혼합용매를 전개용매로 컬럼크로마토그래피를 실시하여 3.5 g의 중간체 3을 얻었다.
중간체 3: 수율 67%, 질량분석 (EI) m/z 232 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 8.24 (d, 1H), 7.52 (d, 1H), 7.42 (t, 1H), 7.36 (t, 1H), 7.01 (s, 1H), 6.95 (1s, 1H).
4) 중간체 4의 제조
Figure 112018027118013-pat00035
중간체 4
중간체 3(5 g, 21.5 mmol)을 테트라하이드로퓨란 (25 ml)에 녹인 후, -78℃에서 2.5 M n-뷰틸리튬 (9 ml, 22.5 mmol)을 질소하에 천천히 넣어준다. 1시간 동안 교반시킨 후, 트리아이소프로필 보레이트 (3.3g, 23.65 mmol)를 반응용액에 첨가한 뒤, 3시간동안 교반한다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 5% 염산 수용액과 메틸렌클로라이드로 추출한 후 에틸아세테이트/헥산 혼합용매를 전개용매로 컬럼크로마토그래피를 실시하여 2.8 g의 중간체 4를 얻었다.
중간체 4: 수율 52%, 질량분석 (EI) m/z 276 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 7.89 (d, 1H), 7.66 (d, 1H), 7.38 ~ 7.32 (m, 2H), 6.96 (s, 1H), 3.83 (s, 3H).
5) 중간체 5의 제조
Figure 112018027118013-pat00036
중간체 5
중간체 4 (5 g, 18.1 mmol), 1,4-다이브로모-2,3-다이플루오로벤젠 (2.4 g, 9.0 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(0.9 g, 0.9 mmol)을 테트라하이드로퓨란 (60 ml)와 포타슘 카보네이트 2M 솔루션 (20 ml) 혼합용매에 넣은 후 24시간 동안 환류시킨다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 메틸렌클로라이드로 추출한 후 메틸렌클로라이드/헥산 혼합용매를 전개용매로 컬럼크로마토그래피를 실시하여 4.3 g의 중간체 5를 얻었다.
중간체 5: 수율 83%, 질량분석 (EI) m/z 574 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 7.89 (d, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.60 (d, 2H), 7.38 ~ 7.32 (m, 4H), 6.71 (s, 2H), 3.83 (s, 6H).
6) 중간체 6의 제조
Figure 112018027118013-pat00037
중간체 6
중간체 5 (5g, 8.7 mmol)를 다이클로로메탄(100 ml) 에 녹인 후, 0 ℃에서 보론 트리브로마이드 (2.2g, 8.7 mmol)을 서서히 첨가하여, 12시간 동안 상온에서 교반시킨다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 메틸렌클로라이드로 추출한 후 에틸아세테이트/헥산 혼합용매를 전개용매로 컬럼크로마토그래피를 실시하여 3.4 g의 중간체 6을 얻었다.
중간체 6: 수율 72%, 질량분석 (EI) m/z 546 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 10.3 (s, 2H), 7.89 (d, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.60 (d, 2H), 7.38 ~ 7.32 (m, 4H), 6.67 (s, 2H).
7) 중간체 7의 제조
Figure 112018027118013-pat00038
중간체 7
중간체 6 (5g, 9.1 mmol)과 포타슘카보네이트 (2.5g, 18.2 mmol)를 N-메틸-2-피롤리돈 (70 ml)에 녹여 150 ℃에서 12시간 동안 반응시킨다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 에틸아세테이트로 추출한 후 용매를 제거하여 3.6 g의 중간체 7을 얻었다.
중간체 7: 수율 78%, 질량분석 (EI) m/z 506 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 7.89 (d, 2H), 7.71 ~ 7.66 (m, 4H), 7.43 ~ 7.32 (m, 6H).
8) 화합물 1의 제조
Figure 112018027118013-pat00039
화합물 1
중간체 7(5g, 9.9 mmol), 다이페닐아민 (3.4g, 19.7 mmol), 트리-tert-뷰틸포스핀 (0.4g, 2.0 mmol), 소듐 tert-뷰톡사이드 (2g, 21.7 mmol), 팔라듐 아세테이트 (0.3g, 0.9 mmol)을 1,2-다이클로로벤제 (100 ml)에 녹여 질소하에 24시간동안 환류 교반시킨다. 반응이 끝난 뒤 반응용액을 메틸렌클로라이드로 추출한 후 메틸렌클로라이드/헥산 혼합용매를 전개용매로 컬럼크로마토그래피를 실시하여 5.4 g의 화합물 1을 얻었다.
화합물 1: 수율 71%, 질량분석 (FAB) m/z 772 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 7.89 (d, 2H), 7.71 ~ 7.66 (m, 4H), 7.43 ~ 7.32 (m, 6H), 7.20 (t, 8H), 6.81 (t, 4H), 6.63 (d, 8H).
2. 화합물 2의 제조
Figure 112018027118013-pat00040
화합물 2
다이페닐아민을 비스(4-(tert)-뷰틸)페닐)아민으로 교체하는 것 이외에 화합물 1의 합성과 동일한 방법으로 반응을 진행하여 7.5 g의 화합물 2를 얻었다.
화합물 2: 수율 76%, 질량분석 (FAB) m/z 996 [(M+H)+], 1H NMR (500 MHz, CDCl3) : δ 7.89 (d, 2H), 7.71 ~ 7.66 (m, 4H), 7.43 ~ 7.32 (m, 6H), 7.01 (d, 8H), 6.55 (d, 8H), 1.35 (s, 36H).
< 실험예 >
실시예 1: 형광 유기발광소자 제조
소자 구조: ITO/NPB/ADN:화합물 1/BPhen/LiF/Al
ITO(indium tin oxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 순수와 이소프로필 알코올을 이용하여 초음파에서 30분간 세정하였다. 세정한 ITO 기판을 단파장의 자외선을 이용하여 표면처리한 후 정공주입 또는 수송물질인 NPB (4,4′'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐 / 4,4′'-bis(N-(1-naphthyl)-N-phenylamino)biphenyl)를 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로 증착하여 50nm의 정공수송층을 형성하였다. 이 후, 1x10-6 torr의 압력 하에서 형광 호스트 물질인 ADN (9,10-디(2-나프틸)안트라센 / 9,10-di(2-naphthyl)anthracene)를 0.1 nm/s의 속도로 증착하면서 동시에 형광 도펀트 물질인 화합물 1을 0.005 nm/s의 속도로 공증착하여 발광층(30nm)을 형성하였다. 전자수송물질로서 BPhen (4,7-디페닐-1,10-페난쓰롤린/ 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)을 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로 증착하여 30nm의 전자수송층을 형성하였다. 이 후, 전자주입재료로서 LiF를 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.01 nm/s의 속도로 증착하여 1nm의 전자주입층을 형성하였다. 그 후, Al을 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.5nm/sec의 속도로 증착하여 100nm의 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 형성하였다. 소자 형성후 흡습제와 유리 커버 글라스를 이용하여 소자를 밀봉하였다. 또한, 3000 cd/m2에서 가속 수명을 측정한 결과 발광 휘도의 반감 수명이 285 hr으로 측정되어 우수한 소자 수명 특성을 보여주었다.
상기 실시예 1을 통해 제조된 유기발광소자는 양자효율 5.25%, 전류효율 3.13 cd/A, 전력효율 3.22 lm/W, 최대 전계 발광 파장은 433nm 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.16, y=0.07로 나타나 우수한 진청색 형광 발광 특성을 보였다.
[NPB] [AND]
Figure 112018027118013-pat00041
Figure 112018027118013-pat00042
[BPhen]
Figure 112018027118013-pat00043
실시예 2: 형광 유기발광소자 제조
소자 구조: ITO/NPB/ADN:화합물 2/BPhen/LiF/Al
발광층의 형광 도펀트 물질로서 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다. 실시예 2를 통해 제조된 유기발광소자는 최대양자효율 5.6%, 전류효율 6.0 cd/A, 전력효율 6.2 lm/W, 최대 전계 발광 파장은 456nm 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.15, y=0.13로 나타나 우수한 진청색 형광 발광 특성을 보였다. 또한, 3000 cd/m2에서 가속 수명을 측정한 결과 발광 휘도의 반감 수명이 310 hr으로 측정되어 우수한 소자 수명 특성을 보여주었다.
비교예 1: 형광 유기발광소자 제조
발광층의 형광 도펀트 물질로서 BDAVBi (4,4'-비스[4-(디페닐아미노)스티릴] / 4,4'-Bis[4-(diphenylamino)스티릴]바이페닐)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다. 비교예 1을 통해 제조된 유기발광소자는 최대양자효율 3.4%, 전류효율 5.4 cd/A, 전력효율 5.7 lm/W, 최대 전계 발광 파장은 468nm 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.15, y=0.20로 나타나 본 발명에서 제조된 화합물들에 비해 낮은 효율 특성을 보여주었으며, 색순도 또한 하늘색 영역의 발광 특성을 보였다. 또한, 3000 cd/m2에서 가속 수명을 측정한 결과 발광 휘도의 반감 수명이 212 hr으로 측정되었다.
[BDAVBi]
Figure 112018027118013-pat00044
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공수송층 또는 정공주입층
6: 전자수송층
7: 전자주입층

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112019129121011-pat00045

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    R5 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    W 및 X는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O 또는 S이며,
    Y 및 Z는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O 또는 S이고,
    n1 및 n2는 각각 1 또는 2이고,
    a 및 b는 각각 0 또는 1이며,
    c 및 e는 각각 0 내지 4의 정수이고,
    d는 0 내지 2의 정수이며,
    n1, n2 및 d가 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    c 및 e가 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure 112018027118013-pat00046

    상기 화학식 2에 있어서,
    R1 내지 R9, Z, Y, n1, n2 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 3]
    Figure 112018027118013-pat00047

    [화학식 4]
    Figure 112018027118013-pat00048

    상기 화학식 3 및 4에 있어서,
    R5 내지 R9, W, X, Z, Y 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    Ar1 내지 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    m1 내지 m4는 각각 0 내지 5의 정수이고,
    m5 및 m6은 각각 0 내지 8의 정수이며,
    m1 내지 m6가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 5]
    Figure 112018027118013-pat00049

    [화학식 6]
    Figure 112018027118013-pat00050

    상기 화학식 5 및 6에 있어서,
    R5 내지 R9, Z, Y 및 a 내지 e의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
    Ar1 내지 Ar6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이거나, 인접한 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하며,
    m1 내지 m4는 각각 0 내지 5의 정수이고,
    m5 및 m6은 각각 0 내지 8의 정수이며,
    m1 내지 m6가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 하기 구조들 중 선택되는 어느 하나인 헤테로고리 화합물:
    Figure 112019129121011-pat00055

    Figure 112019129121011-pat00052
    .
  6. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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