KR102135223B1 - 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR102135223B1
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Abstract

본원은 하기 화학식 1 로서 표시되는, 유기 발광 화합물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112018121530027-pat00278

(상기 화학식 1 에서,
R1 또는 R3 은, 각각 독립적으로, 치환될 수 있는 C1-C20 의 알킬, 치환될 수 있는 C6-C20 의 아릴이고,
R2 는, 치환될 수 있는 5-원 불포화 또는 방향족 고리, 치환될 수 있는 6-원 불포화 또는 방향족 고리, 치환될 수 있는 5-원 불포화 또는 방향족 헤테로 고리 및 치환될 수 있는 6-원 불포화 또는 방향족 헤테로 고리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 고리이거나 또는 상기 군에서 선택되는 2 개 이상의 고리가 융합된 다환 고리이고,
상기 헤테로 고리는 N, O 및 S 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며,
상기 치환은 C1-C6 의 알킬, C6-C20 의 아릴에 의해 치환되는 것임).

Description

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 {ORGANIC LUMINESCENT COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE INCLUDING THE SAME}
본원은 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diode; OLED)는 21 세기에 들어 정보화 사회로의 움직임이 가속화되면서 정보의 빠른 교환을 위해 발전하고 있는 디스플레이의 현재이다. 기존의 개발된 브라운관(Cathode Ray Tube, CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD)를 거쳐 유기 전계 발광 소자(OLED)까지 발전되어 왔다. 기존에 사용되었던 수광 소자인 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display)에 비해 새로운 평판 디스플레이 중 하나인 유기 전계 발광 소자(OLED)는 자체 발광형 이라는 장점 덕분에 시야각, 대조비 등이 우수하며 공정의 단순화가 가능하여 사용되는 부품이 줄어 경량 박형이 가능하다. 또한 액정 디스플레이가 단순히 픽셀을 열고 닫는 기능을 하는 것과 비교하였을 때 큰 부피를 차지하는 백라이트(back light)가 필요하지 않아 소비전력 측면에서도 유리하다. 그 외에도 빠른 응답속도를 가진다는 장점이 있고, 유기물질을 사용했기 때문에 유연하고 투명한 플렉서블(Flexible), 웨어러블(Wearable), 롤러블(Rollable) 디스플레이 연구 및 제작에 있어 큰 가능성과 다양한 지표를 제시하고 있다.
유기 전계 발광 소자는 디바이스(device)를 이루는 유기재료의 발광효율과 수명에 따라 소자효율이 결정된다. 디바이스의 기본구조에서 살펴보면, 투명한 전극기판 위에 다양한 유기화합물들이 적층 구조를 이루고 있다. 이 적층 구조는 전자와 정공을 주입하는 층과 수송하는 층을 도입한 다층 구조의 소자를 제작하여 고효율을 갖는 동시에 안정성이 개선되도록 제작한다. 디바이스에서 사용되는 발광 재료(적색, 녹색, 청색)에 의해 발광 효율 및 수명 등의 성능을 결정이 결정되기 때문에 발광 물질들이 높은 열적 안정성, 효율 및 색 순도를 가져야 한다.
발광 재료는 발광 원리에 따라 형광 물질과 인광 물질로 나뉜다. 기본적으로 전자(electron)는 음극(cathode)에서 주입되어 각 층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 준위를 통하여 이동하며, 정공(hole)은 양극(anode)에서 주입되어 각 층의 HOMO(highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위를 통하여 이동하여 발광층에서 엑시톤(exciton)을 형성한다. 형성된 엑시톤이 바닥상태로 떨어지면서 각각의 에너지 차이에 따라 적색, 녹색, 청색 파장의 빛을 발광하게 된다. 유기 전계 발광 소자 디바이스에서 전자와 정공이 주입될 때 주입되는 전자의 스핀 방향에 따라 단일항 엑시톤과 삼중항 엑시톤으로 나뉘고, 이는 1:3 비율로 생성된다. 형광은 이때 만들어지는 25%의 단일항 엑시톤이, 인광은 75%의 삼중항 엑시톤이 바닥상태로 안정해지면서 방출하는 에너지로 발광하는 물질을 말한다. 특히 중금속을 사용하는 인광물질은 스핀-궤도 상호작용(spin-orbit coupling)에 의한 계간전이(Intersystem Crossing)를 통하여 단일항 엑시톤을 삼중항 엑시톤으로 바꾸어 내부양자효율 100%의 이론 값을 보이고 있다.
한편, 지금까지 가장 많이 사용된 금속은 이리듐(Ir)이었으나 연구가 포화상태에 이르렀고, 현재는 백금(Pt) 착물에 대한 연구가 진행되고 있다. 유기 전계 발광 소자의 특성을 더욱 향상시키기 위해서는 유기 발광 소자에서 사용될 수 있는 보다 안정적이고 효율적인 재료에 대한 연구 및 개발이 지속적으로 요구된다.
본원의 배경이 되는 기술인 한국 등록특허공보 제 10-1418996 호는 발광성 유기백금 착물, 이를 포함하는 발광성 재료 및 기능 소자에 관한 것이다. 그러나, 백금(Pt) 착물을 이용한 연구는 발광 양자수율, 수명 등에서 아직 해결해야 할 과제가 남아있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광효율이 높은 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1 로서 표시되는, 유기 발광 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018121530027-pat00001
상기 화학식 1 에서, R1 또는 R3 은, 각각 독립적으로, 치환될 수 있는 C1-C20 의 알킬, 치환될 수 있는 C6-C20 의 아릴이고, R2 는, 치환될 수 있는 5-원 불포화 또는 방향족 고리, 치환될 수 있는 6-원 불포화 또는 방향족 고리, 치환될 수 있는 5-원 불포화 또는 방향족 헤테로 고리 및 치환될 수 있는 6-원 불포화 또는 방향족 헤테로 고리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 고리이거나 또는 상기 군에서 선택되는 2 개 이상의 고리가 융합된 다환 고리이고, 상기 헤테로 고리는 N, O 및 S 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며, 상기 치환은 C1-C6 의 알킬, C6-C20 의 아릴에 의해 치환되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 R1 및 R3 는, 페닐인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 R2 는, 디페닐플루오렌, 테트라페닐메테인, 테트라페닐실레인, 다이페닐프로페인, 페녹시벤젠, 디페닐설페인, 트리페닐아민, 카바졸, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
Figure 112018121530027-pat00002
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Figure 112018121530027-pat00003
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본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
Figure 112018121530027-pat00070
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본원의 제 2 측면은, 제 1 전극; 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 적어도 한 층의 유기층;을 포함하고, 상기 유기층은 제 1 측면에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공저지층, 전자저지층 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 층을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 유기 발광 화합물은 안정성 및 색 순도 등의 효율이 개선된 새로운 녹색 발광 물질을 제공할 수 있다. 본원에 따른 유기 발광 화합물은 N-페닐-N-(피리딘-2-일)-피리딘-2-아민(N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)-pyridin-2-amine)에 여러 치환체를 합성한 것을 기본골격으로 하여 5·6 각형 금속사이클을 형성할 수 있다. 상기 금속사이클에 페닐아세틸렌을 합성하여 시클로메틸화 세자리 백금(Ⅱ) 착물 (CN*N)PtL 형태를 완성할 수 있다. 다양한 치환체들은 각각의 공액 컨쥬게이션의 길이를 다르게 하고 입체장애에 의해 적절한 발광 파장 영역을 유도할 수 있다.
본원에 따른 유기 발광 화합물은 다양한 치환체를 사용함으로써 발광파장에 장파장, 단파장 효과를 주어 변화시킬 수 있고, EL 특성을 비교하며 확인함으로써 새로운 유기 전계 발광 소자 재료를 개발할 수 있다.
또한, 본원에 따른 유기 발광 화합물은 종래 기술의 이리듐(Ir)보다 백금(Pt)은 입수가 용이하므로 인광의 상용화에 유리할 수 있다. 나아가, 본원에 따른 유기 발광 화합물은 종래 기술의 문제점을 해결한 재료를 제공함으로써 차세대 유기 전계 발광 소자 인광 재료의 발전에 긍정적인 기여를 할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 유기 전계 발광 소자의 개략도이다.
도 2 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자의 PL 최대 발광 스펙트럼이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 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 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "방향족 고리"는 C6-30의 방향족 탄화수소 고리기, 예를 들어, 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 플루오렌, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 페릴레닐, 크리세닐, 플루오란테닐, 벤조플루오레닐, 벤조트리페닐레닐, 벤조크리세닐, 안트라세닐, 스틸베닐, 파이레닐 등의 방향족 고리를 포함하는 것을 의미하며, "방향족 헤테로 고리"는 적어도 1 개의 헤테로 원소를 포함하는 방향족 고리로서, 예를 들어, 피롤릴, 피라지닐, 피리디닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 푸릴, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 카르바졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 티에닐, 및 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 아크리딘고리, 피롤리딘 고리, 디옥산 고리, 피페리딘 고리, 모르폴린 고리, 피페라진 고리, 카르바졸 고리, 푸란 고리, 티오펜 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 트리아졸 고리, 이미다졸 고리, 벤조이미다졸 고리, 피란 고리, 디벤조푸란 고리로부터 형성되는 방향족 헤테로 고리기를 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 “알킬”은 선형 또는 분지형의, 포화 또는 불포화의 C1-C6 알킬을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 또는 이들의 가능한 모든 이성질체를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "아릴"은, 아렌 (arene)의 하나 이상의 고리에 존재하는 수소 원자의 제거에 의해 형성되는 1 가의 작용기를 의미하며, C6-C60, C6-C40, C6-C20, 또는 C6-C14 아릴기를 포함하는 것일 수 있고, 예를 들어, 페닐, 비페닐(biphenyl), 터페닐(terphenyl), 나프틸(naphthyl), 안트릴(anthryl), 페난트릴(phenanthryl), 파이레닐(pyrenyl), 디벤조티오페닐(dibenzothiophenyl), 디벤조푸라닐(dibenzofuranyl), 스틸베닐(stilbenyl), 안트라세닐(anthracenyl), 페릴레닐(perylenyl) 또는 이들의 가능한 모든 이성질체를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 아렌은 방향족 고리를 가지는 탄화수소기로서, 단일환 또는 복수환 탄화수소기를 포함하며, 상기 복수환 탄소수소기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하고 부가적인 고리로서 방향족 고리 또는 비방향족 고리를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 명세서 전체에서, 용어 “할로겐”은 주기율표의 17 족 원소로서, 예를 들어, F, Cl, Br, 또는 I 를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 용어 “융합”은 2 개 이상의 고리에 관하여, 적어도 한 쌍 이상의 인접 원자가 두 고리에 포함되는 것을 의미한다.
이하에서는 본원의 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1 로서 표시되는, 유기 발광 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018121530027-pat00078
상기 화학식 1 에서, R1 또는 R3 은, 각각 독립적으로, 치환될 수 있는 C1-C20 의 알킬, 치환될 수 있는 C6-C20 의 아릴이고, R2 는, 치환될 수 있는 5-원 불포화 또는 방향족 고리, 치환될 수 있는 6-원 불포화 또는 방향족 고리, 치환될 수 있는 5-원 불포화 또는 방향족 헤테로 고리 및 치환될 수 있는 6-원 불포화 또는 방향족 헤테로 고리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 고리이거나 또는 상기 군에서 선택되는 2 개 이상의 고리가 융합된 다환 고리이고, 상기 헤테로 고리는 N, O 및 S 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며, 상기 치환은 C1-C6 의 알킬, C6-C20 의 아릴에 의해 치환되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 R1 및 R3 는, 페닐인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 R2 는, 디페닐플루오렌, 테트라페닐메테인, 테트라페닐실레인, 다이페닐프로페인, 페녹시벤젠, 디페닐설페인, 트리페닐아민, 카바졸, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
유기 전계 발광 소자(OLED)는 21 세기의 선두에서 지속적인 발전을 거듭하고 있는 평판 디스플레이로서, 자체 발광하는 적색, 녹색, 청색의 물질들로 인해 백라이트(back light)가 필요 없어 경량 박형이 가능하며 넓은 시야각, 우수한 명암비, 빠른 응답속도, 높은 색 재현율 등에서 기존의 디스플레이와는 확연한 차이를 보이며 상업화되었다. 또한, 기존 디스플레이와는 다르게 유기물질을 사용했기 때문에 유연하고 투명한 플렉서블(Flexible), 웨어러블(Wearable), 롤러블(Rollable) 디스플레이 연구 및 제작에 있어 큰 가능성과 다양한 지표를 제시하고 있다.
유기 전계 발광 소자는 적색, 녹색 및 청색의 유기 발광 물질을 기본으로 하는 소자이기 때문에 고효율, 우수한 색 순도를 갖는 재료의 개발이 필요하다. 최근, 인광 재료를 이용하여 우수한 색 순도와 높은 효율을 보이는 물질들을 사용하고 있다. 특히 적색, 녹색의 경우에는 이미 상업적으로 대다수가 인광 물질을 적용하고 있는데, 지금까지는 대부분의 인광 물질은 이리듐(Ir)을 중심금속으로 하여 연구되었다.
최근에는 스핀-궤도 상호작용(spin-orbit coupling)으로 인광 특성이 가능한 금속 중 백금(Pt)에 대한 연구가 진행되고 있는데, 백금의 경우 이리듐에 비해 부식에 강한 금속으로, 연구가 아직 시작단계에 있다. 백금 착물 연구가 활발히 진행되면서 이리듐 착물과의 차이점을 확인하고 고효율, 장수명과 우수한 색순도를 만족하는 발광 재료 개발이 기대된다.
이에 본 발명은 유기 전계 발광 소자에 활용될 수 있는 녹색 발광 재료를 개발하여 고효율, 장수명, 우수한 색순도 소자를 제공하고자 한다. 이에 리간드 페닐피리딘을 중심으로 N-페닐-N-(피리딘-2-일)-피리딘-2-아민(N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)-pyridin-2-amine)에 다양한 치환체를 결합시킨 것을 기본 골격으로 하여 높은 열적, 전기화학적 안정성을 갖는 녹색 인광 재료로서 역할을 할 수 있다.
본원에 따른 유기 발광 화합물은 다양하게 치환되는 유도체들로 인해 공액 콘쥬게이션 길이가 각기 다르고, 다양한 입체 장애로 인해 자기응집현상 등의 분자 간 상호작용을 방해하여 우수한 색 순도와 높은 발광 효율을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 화합물은 인광의 특성을 이용하여 보다 탁월한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명은 순 천연색 디스플레이 패널, 유연성이 있고 접을 수 있는 차세대 디스플레이 패널에 적용 될 수 있는 유기 발광 소자 및 유기 발광 화합물, 또는 광전소자 또한 태양전지를 통한 발전, 실내·실외 조명등에 적용될 수 있는 유기 전계 발광 소자, 바이오 마커 등 넓은 분야에 적용될 수 있다.
또한, 본원에 따른 유기 발광 화합물은 종래 기술에 이용된 이리듐(Ir)보다 백금(Pt)은 입수가 용이하므로 인광의 상용화에 유리할 수 있다. 나아가, 본원에 따른 유기 발광 화합물은 종래 기술의 문제점을 해결한 재료를 제공함으로써 차세대 유기 전계 발광 소자 인광 재료의 발전에 긍정적인 기여를 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
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본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
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본원의 제 2 측면은, 제 1 전극; 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 적어도 한 층의 유기층;을 포함하고, 상기 유기층은 제 1 측면에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 유기 전계 발광 소자에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공저지층, 전자저지층 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 층을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기 전계 발광 소자는 예를 들어, ITO (180 nm)/ 4,4′,4″-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민 (2-TNATA, HIL) (30 nm) / 4,4′-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]-바이페닐 (NPB, HTL) (20 nm)/ 4,4′,4″-트리스(카바조-9-일)-트리페닐아민 (TCTA, HTL) (10 nm) / 상기 유기 발광 화합물 (EML) (20 nm)/ 2,2′,2″-(1,3,5-벤진트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸) (TPBi, ETL) (40 nm)/ 리튬 퀴놀레이트 (Liq) (2 nm)/ Al (100 nm)의 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기 전계 발광 소자는 실내외 조명, 광전 소자, 태양광 발전 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자의 제조는 하기와 같이 이루어질 수 있다: 유기 EL 용 글래스로부터 얻어진 투명전극 ITO(indium-tin-oxide) 박막(면저항 10 Ω/square)을 아세톤, 메탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 20 분간 아이소프로필 알코올에 보관한 후 질소 가스 총을 이용하여 건조한다. 상기 기재를 아르곤 분위기에서 산소 플라즈마로 처리한다. 진공 증착 장비의 기판 폴더에 상기 ITO-코팅된 유리를 장착하고, 진공 증착 장비내의 셀에 4,4′,4″-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민 (2-TNATA), 4,4′-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]-바이페닐 (NPB) 및 4,4′,4″-트리스(카바조-9-일)-트리페닐아민 (TCTA)을 넣는다. 챔버 내의 진공도가 5.0×10-7 Torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 유기층을 증발시켜 ITO 기재 상에 각각 30 nm, 20 nm, 10 nm 두께의 정공 주입층 및 정공 수송층을 증착한다. 또한, 상기 진공 증착 장비 내에 호스트로 4,4′-비스(N-카바조릴)-1,1′-바이페닐 (CBP)을, 도펀트로 본원에 따른 유기 발광 화합물을 85:15, 92:8, 95:5 중량으로 도핑함으로써 1.0 Å/sec 속도로 증발시켜 상기 정공 수송 층 상에 20 nm 두께의 발광층을 증착한다. 이후에, 비슷한 조건에서 2,2′,2″-(1,3,5-벤진트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸) (TPBi)과 리튬 퀴놀레이트(Liq)를 순차적으로 증발시켜 각각 40 nm 와 2 nm 두께의 전자 수송층과 전자 주입층을 증착한다. 모든 유기 물질 및 금속은 높은 진공 (5.0×10-7 Torr) 하에서 증착한다. 그런 다음, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 100 nm 두께의 Al 음극을 증착하여 유기 전계 발광 소자를 제조한다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 유기 전계 발광 소자의 개략도이다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 : 화합물 1 의 합성
실시예 1-(1): N-페닐피리딘-2-아민 (N-phenylpyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00155
아닐린 (1.2 eq), 2-브로모피리딘 (1 eq), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) (0.04 eq), 트리터셔리부틸포스핀 (0.08 eq), 소듐터셔리부톡사이드 (3 eq)를 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가소를 채웠다. 자일렌을 넣고 3 시간 동안 160℃에서 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 N-페닐피리딘-2-아민 (N-phenylpyridin-2-amine)을 얻었다. 수율=58.4% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.23 - 8.19 (m, 1H), 7.52 - 7.46 (m, 1H), 7.34 - 7.31 (m, 4H), 7.07 - 7.02 (m, 1H), 6.88 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.73 (dd, J = 7.1, 5.0 Hz, 1H), 6.61 (s, 1H)).
실시예 1-(2) : 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-bromo-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00156
상기 실시예 1-(1)에서 얻은 N-페닐피리딘-2-아민 (1 eq), 2,6-다이브로모피리딘 (1.2 eq), 디클로로메탄과 착물형태인 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센디클로로팔라듐 (II) (0.05 eq), 소듐터셔리부톡사이드 (3 eq)를 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가소를 채웠다. 톨루엔을 넣고 3 시간 동안 120℃에서 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-bromo-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)을 얻었다. 수율=67.4% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.29 (dt, J = 18.2, 9.1 Hz, 1H), 7.58 - 7.51 (m, 1H), 7.36 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.30 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.22 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.18 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.09 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.02 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.92 (dd, J = 6.8, 5.2 Hz, 1H), 6.78 (d, J = 8.1 Hz, 1H)).
실시예 1-(3) : 9-(3-브로모페닐)-9H-플루오렌-9-올 (9-(3-bromophenyl)-9H-fluoren-9-ol)의 합성
Figure 112018121530027-pat00157
1,3-다이브로모벤젠 (1 eq)을 반응용기에 넣고 테트라하이드로퓨란 (THF)으로 녹인후 -78℃로 낮췄다. n-BuLi (1 eq)를 한방울씩 반응시키고 1 시간 동안 교반시켰다. 플루오렌 (1 eq)를 반응용기에 넣고 상온으로 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트(celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 9-(3-브로모페닐)-9H-플루오렌-9-올 (9-(3-bromophenyl)-9H-fluoren-9-ol)을 얻었다. 수율=75.0% (1H NMR (500 MHz, 다이메틸설폭사이드) δ 7.83 (t, J = 5.4 Hz, 2H), 7.48 (t, J = 1.8 Hz, 1H), 7.41 - 7.37 (m, 3H), 7.29 - 7.22 (m, 4H), 7.19 (dd, J = 9.6, 6.1 Hz, 1H), 7.09 - 7.06 (m, 1H), 6.49 (s, 1H)).
실시예 1-(4) : 9-(3-브로모페닐)-9-페닐-9H-플루오렌 (9-(3-bromophenyl)-9-phenyl-9H-fluorene)의 합성
Figure 112018121530027-pat00158
상기 실시예 1-(3)에서 얻은 9-(3-브로모페닐)-9H-플루오렌-9-올 (1 eq)를 반응용기에 넣고 벤젠을 넣어 녹였다. 트리플릭 액시드를 한방울씩 반응시키고 100℃로 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 NaHCO3 로 중화시키고, 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 9-(3-브로모페닐)-9-페닐-9H-플루오렌 (9-(3-bromophenyl)-9-phenyl-9H-fluorene)을 얻었다. 수율=65% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.77 (dd, J = 7.1, 1.4 Hz, 2H), 7.40 - 7.26 (m, 7H), 7.22 (ddd, J = 6.7, 4.7, 2.3 Hz, 3H), 7.18 - 7.13 (m, 3H), 7.09 (t, J = 7.8 Hz, 1H)).
실시예 1-(5) : 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00159
상기 실시예 1-(4)에서 얻은 9-(3-브로모페닐)-9-페닐-9H-플루오렌 (1 eq)을 반응용기에 넣고 테트라하이드로퓨란 (THF)으로 녹인후 -78℃로 낮췄다. n-BuLi (1 eq)를 한방울씩 반응시키고 1 시간 동안 교반시켰다. 2-아이소프로폭시-4,4,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란 (3 eq)를 반응용기에 넣고 상온으로 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane)을 얻었다. 수율=63.2% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.76 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.73 (d, J = 1.0 Hz, 1H), 7.66 (dt, J = 7.0, 1.3 Hz, 1H), 7.41 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.35 (td, J = 7.5, 1.1 Hz, 2H), 7.27 (td, J = 7.6, 2.3 Hz, 2H), 7.23 - 7.18 (m, 5H), 7.17 - 7.14 (m, 2H), 1.28 (s, 12H)).
실시예 1-(6) : N-페닐-6-(3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00160
상기 실시예 1-(5) 단계에서 얻은 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 0.36 g (1.1 eq, 0.81 mmol), 상기 실시예 1-(2) 단계에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 0.24 g (1.0 eq, 0.74 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)) 0.03 g (0.04 eq, 0.03 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 2.4 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (탄산 칼륨 (Potassium carbonate)) 수용액 1 ml (5 eq, 3.70 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.03 ml (0.1 eq, 0.07 mmol)를 첨가한 후, 90℃에서 4 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 N-페닐-6-(3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine) 0.26 g (수율=63.4%)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.25 (dd, J = 4.9, 1.1 Hz, 1H), 7.83 (d, J = 1.7 Hz, 1H), 7.75 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.64 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.52 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.42 - 7.37 (m, 1H), 7.36 - 7.27 (m, 6H), 7.24 - 7.13 (m, 12H), 7.11 - 7.07 (m, 1H), 7.07 - 7.03 (m, 1H), 6.88 - 6.85 (m, 1H), 6.83 (d, J = 8.2 Hz, 1H)).
실시예 1-(7) : 화합물 1-(7)의 합성
Figure 112018121530027-pat00161
플랫티늄(II) 클로라이드 0.45 g (1 eq, 1.70 mmol)과 벤조나이트릴 7 ml 를 반응용기에 넣고 180℃로 가열하여 벤조나이트릴이 플랫티늄에 코디네이션시켰다. 상기 실시예 1-(6)에서 얻은 화합물 N-페닐-6-(3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 0.96 g (1 eq, 1.70 mmol)을 벤조나이트릴 7 ml 에 녹여 반응용기에 넣고 3 시간 동안 200℃로 환류시키며 교반시켰다. 반응종료 후, 용매를 제거하고 다이클로로메테인을 이용하여 컬럼크로마토그래피와 재결정을 통하여 화합물 1-(7) 0.99 g (수율=76.9%)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.90 (dd, J = 6.0, 1.5 Hz, 1H), 8.15 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.76 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.65 - 7.54 (m, 4H), 7.48 - 7.38 (m, 5H), 7.35 (ddd, J = 8.5, 6.1, 2.3 Hz, 2H), 7.28 - 7.18 (m, 8H), 7.16 (t, J = 3.7 Hz, 1H), 7.01 - 6.95 (m, 2H), 6.72 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 8.6, 0.9 Hz, 1H)).
실시예 1-(8) : 화합물 1 의 합성
Figure 112018121530027-pat00162
상기 실시예 1-(7)에서 얻은 화합물 1-(7) 0.5 g (1 eq, 0.63 mmol), 아이오딘화제일구리 0.10 g (0.8 eq, 0.50 mmol)을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.21 ml (3.0 eq, 1.89 mmol), 트리에틸아민 7.5 ml, 다이클로로메테인 75 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 1 0.28 g (수율=51.9%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.14 - 10.09 (m, 1H), 8.26 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.73 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.61 - 7.51 (m, 4H), 7.48 - 7.44 (m, 1H), 7.39 (d, J = 7.8 Hz, 3H), 7.35 - 7.28 (m, 4H), 7.27 - 7.12 (m, 11H), 7.10 - 7.06 (m, 2H), 7.04 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.89 (t, J = 6.1 Hz, 1H), 6.65 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.42 (d, J = 8.7 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 859[M +1] +).
실시예 2 : 화합물 2 의 합성
실시예 2-(1) : (3-브로모페닐)디페닐메탄올 ((3-bromophenyl)diphenylmethanol)의 합성
Figure 112018121530027-pat00163
1,3-다이브로모벤젠 (1 eq)을 반응용기에 넣고 테트라하이드로퓨란 (THF)으로 녹인후 -78℃로 낮췄다. n-BuLi (1 eq)를 한방울씩 반응시키고 1 시간 동안 교반시켰다. 벤조페논 (1.2 eq)를 반응용기에 넣고 상온으로 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 (3-브로모페닐)디페닐메탄올 ((3-bromophenyl)diphenylmethanol)을 얻었다. 수율=92.8% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.53 (t, J = 1.6 Hz, 1H), 7.43 - 7.39 (m, 1H), 7.36 - 7.27 (m, 7H), 7.27 - 7.23 (m, 4H), 7.21 - 7.14 (m, 2H)).
실시예 2-(2) : 4-((3-브로모페닐)디페닐메틸)벤젠아민 (4-((3-bromophenyl)diphenylmethyl)benzenamine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00164
상기 실시예 2-(1)에서 얻은 (3-브로모페닐)디페닐메탄올 (1 eq), 아닐린 (1.1 eq), 염산, 아세틱산을 반응용기에 넣고 12 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 NaOH 로 중화시키고, 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 4-((3-브로모페닐)디페닐메틸)벤젠아민 (4-((3-bromophenyl)diphenylmethyl)benzenamine)을 얻었다. 수율=30.2%. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.38 (t, J = 1.8 Hz, 1H), 7.34 - 7.29 (m, 1H), 7.26 - 7.21 (m, 6), 7.20 - 7.15 (m, 6H), 7.14 - 7.07 (m, 2H), 6.96 - 6.91 (m, 2H), 6.60 - 6.55 (m, 2H)).
실시예 2-(3) : 1-((3-브로모페닐)디페닐메틸)벤젠 (1-((3-bromophenyl)diphenylmethyl)benzene)의 합성
Figure 112018121530027-pat00165
상기 실시예 2-(2)에서 얻은 4-((3-브로모페닐)디페닐메틸)벤젠아민 (1 eq), 염산, 아세톤, 50% 하이포포스포러스산을 반응용기에 넣고 녹으면 0℃로 온도를 낮췄다. 소듐나이트라이트를 과량 넣는다. 반응 종료 후 NaOH 로 중화시키고, 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 재결정을 통하여 화합물 1-((3-브로모페닐)디페닐메틸)벤젠 (1-((3-bromophenyl)diphenylmethyl)benzene)을 얻었다. 수율=66.1% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.39 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.33 (dd, J = 7.4, 1.4 Hz, 1H), 7.28 - 7.23 (m, 5H), 7.23 - 7.17 (m, 10H), 7.16 - 7.09 (m, 2H)).
실시예 2-(4) : 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-트리틸페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-tritylphenyl)-1,3,2-dioxaborolane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00166
상기 실시예 2-(3)에서 얻은 1-((3-브로모페닐)디페닐메틸)벤젠 (1 eq), 비스(피나콜라토)디보론 (1.2 eq), 디클로로메탄과 착물형태인 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센디클로로팔라듐(II) (0.03 eq), 아세트산칼륨 (3 eq)를 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가소를 채웠다. 1,4-다이옥산을 넣고 4 시간 동안 120℃에서 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출했다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 재결정을 통하여 화합물 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-트리틸페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-tritylphenyl)-1,3,2-dioxaborolane)을 얻었다. 수율=87.7% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.72 (s, 1H), 7.64 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.33 - 7.29 (m, 1H), 7.27 (s, 1), 7.27 - 7.14 (m, 15H), 1.28 (s, 12H)).
실시예 2-(5) : N-페닐-N-(피리딘-2-일)-6-(3-트리틸페닐)피리딘-2-아민 (N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)-6-(3-tritylphenyl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00167
상기 실시예 2-(4)에서 얻은 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-트리틸페닐)-1,3,2-디옥사보로란 2.87 g (1.05 eq, 6.44 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 2.00 g (1.0 eq, 6.13 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)) 0.22 g (0.03 eq, 0.18 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 20 ml를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 16 ml (5 eq, 30.66 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.3 ml (0.1 eq, 0.61 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 N-페닐-N-(피리딘-2-일)-6-(3-트리틸페닐)피리딘-2-아민 (N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)-6-(3-tritylphenyl)pyridin-2-amine) 3.12 g (수율=89.9%)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.27 (dd, J = 4.8, 1.5 Hz, 1H), 7.74 (s, 1H), 7.62 (dt, J = 22.2, 11.0 Hz, 1H), 7.50 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.45 - 7.40 (m, 1H), 7.36 - 7.30 (m, 2H), 7.28 - 7.14 (m, 20H), 7.11 (dd, J = 11.4, 8.0 Hz, 2H), 6.87 (dd, J = 6.9, 5.2 Hz, 1H), 6.81 (d, J = 8.2 Hz, 1H)).
실시예 2-(6) : 화합물 2-(6)의 합성
Figure 112018121530027-pat00168
상기 실시예 2-(5)에서 얻은 N-페닐-N-(피리딘-2-일)-6-(3-트리틸페닐)피리딘-2-아민 을 이용하여 상기 실시예 1-(7)과 같은 방법으로 실험하였다. 수율=80.5%. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 9.94 (dd, J = 5.9, 1.8 Hz, 1H), 8.03 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.72 (ddd, J = 15.4, 10.4, 4.9 Hz, 3H), 7.67 - 7.58 (m, 2H), 7.52 - 7.48 (m, 2H), 7.46 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 7.40 - 7.28 (m, 12H), 7.28 - 7.21 (m, 3H), 7.10 (ddd, J = 12.0, 10.1, 7.6 Hz, 3H), 6.85 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.60 (d, J = 8.6 Hz, 1H)).
실시예 2-(7) : 화합물 2 의 합성
Figure 112018121530027-pat00169
상기 실시예 2-(6)에서 얻은 화합물 2-(6) 3.53 g (1.0 eq, 4.44 mmol), 아이오딘화제일구리 0.68 g (0.8 eq, 3.55 mmol) 을 반응 용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 1.46 ml (3.0 eq, 13.31 mmol), 트리에틸아민 53 ml, 다이클로로메테인 530 ml를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 2 1.30 g (수율=34.2%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.24 (d, J = 5.4 Hz, 1H), 8.34 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.74 - 7.64 (m, 4H), 7.60 (t, J = 8.2 Hz, 1H), 7.54 (s, 1H), 7.49 (dd, J = 15.7, 7.7 Hz, 4H), 7.38 - 7.27 (m, 14H), 7.26 - 7.15 (m, 5H), 7.08 (dd, J = 8.1, 1.7 Hz, 1H), 7.02 (t, J = 6.5 Hz, 1H), 6.79 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.56 (d, J = 8.7 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 861[M +1] +).
실시예 3 : 화합물 3 의 합성
실시예 3-(1): (3-브로모페닐)트리페닐실란 ((3-bromophenyl)triphenylsilane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00170
1,3-다이브로모벤젠 (1 eq)을 반응용기에 넣고 테트라하이드로퓨란 (THF)으로 녹인후 -78℃로 낮췄다. n-BuLi (1 eq)를 한방울씩 반응시키고 1 시간 동안 교반시켰다. 클로로트리페닐실레인 (1 eq)를 반응용기에 넣고 상온으로 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 재결정을 통하여 화합물 (3-브로모페닐)트리페닐실란 ((3-bromophenyl)triphenylsilane)을 얻었다. 수율=57.0%. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.66 (d, J = 1.0 Hz, 1H), 7.56 - 7.53 (m, 7H), 7.46 (ddt, J = 6.6, 3.0, 1.3 Hz, 4H), 7.38 (dd, J = 11.2, 4.4 Hz, 7H)).
실시예 3-(2) : 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(트리페닐실릴)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00171
상기 실시예 2-(4)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=71.8% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.09 (s, 1H), 7.88 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.64 - 7.60 (m, 1H), 7.56 (dd, J = 7.9, 1.3 Hz, 6H), 7.42 (ddd, J = 6.4, 3.7, 1.4 Hz, 3H), 7.39 - 7.35 (m, 7H)).
실시예 3-(3) : N-페닐-6-(3-트리페닐실릴)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(triphenylsilyl)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00172
상기 실시예 3-(2)에서 얻은 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(트리페닐실릴)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 6.24 g (1.1 eq, 13.49 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 4.00 g (1.0 eq, 12.26 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.43 g (0.03 eq, 0.37 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 40 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 31 ml (5 eq, 61.31 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.6 ml (0.1 eq, 1.21 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 N-페닐-6-(3-트리페닐실릴)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(triphenylsilyl)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine) 6.63 g (수율=93.0%)을 얻었다.
실시예 3-(4) : 화합물 3-(4)의 합성
Figure 112018121530027-pat00173
상기 실시예 1-(7)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=57.1% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.95 (dd, J = 6.0, 1.8 Hz, 1H), 8.32 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.68 - 7.56 (m, 11H), 7.55 - 7.51 (m, 1H), 7.48 (dd, J = 7.8, 1.2 Hz, 1H), 7.46 - 7.40 (m, 5H), 7.36 (dd, J = 11.2, 4.4 Hz, 6H), 7.13 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.04 - 7.00 (m, 1H), 6.77 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.53 (dd, J = 8.6, 0.8 Hz, 1H)).
실시예 3-(5) : 화합물 3 의 합성
Figure 112018121530027-pat00174
상기 실시예 3-(4)에서 얻은 화합물 3-(4) 0.74 g (1.0 eq, 0.81 mmol), 아이오딘화제일구리 0.12 g (0.8 eq, 0.65 mmol) 을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.27 ml (3.0 eq, 2.43 mmol), 트리에틸아민 12 ml, 다이클로로메테인 120 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 3 0.35 g (수율=50.3%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.14 (dd, J = 5.9, 1.6 Hz, 1H), 8.42 (t, J = 13.5 Hz, 1H), 7.66 (s, 1H), 7.63 - 7.56 (m, 3H), 7.54 (dt, J = 8.8, 4.4 Hz, 7H), 7.49 (dd, J = 8.6, 7.9 Hz, 1H), 7.41 (dd, J = 8.1, 1.0 Hz, 2H), 7.39 - 7.34 (m, 5H), 7.34 - 7.28 (m, 7H), 7.18 (dd, J = 14.5, 7.2 Hz, 3H), 7.08 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 6.93 - 6.87 (m, 1H), 6.67 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.45 (d, J = 8.7 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 877[M +1] +)
실시예 4 : 화합물 4의 합성
실시예 4-(1) : 1-(3-브로모페닐)-1-페닐에탄올 (1-(3-bromophenyl)-1-phenylethanol)의 합성
Figure 112018121530027-pat00175
세륨클로라이드 (3 eq)를 반응용기에 넣고 테트라하이드로퓨란 (THF)에 녹여 1 시간 동안 교반시켰다. 페닐마그네슘브로마이드 (3 eq)를 0℃에서 한방울씩 반응시키고 90 분동안 교반시켰다. 1-(3-브로모페닐)에타논 (1 eq)를 0℃에서 반응용기에 넣고 3 시간 동안 교반시켰다. 아세트산, 물을 적가하여 고체를 녹이고 에틸아세테이트 적가 후 투명해지면 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피와 재결정을 통하여 화합물 1-(3-브로모페닐)-1-페닐에탄올 (1-(3-bromophenyl)-1-phenylethanol)을 얻었다. 수율=93.4% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.65 (t, J = 1.9 Hz, 1H), 7.39 (dddd, J = 13.8, 7.9, 1.8, 1.0 Hz, 2H), 7.22 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 1.71 (s, 1H), 1.57 (s, 6H)).
실시예 4-(2) : 1-브로모-3-(2-페닐프로판-2-일)벤젠 (1-bromo-3-(2-phenylpropan-2-yl)benzene)의 합성
Figure 112018121530027-pat00176
상기 실시예 4-(1)에서 얻은 1-(3-브로모페닐)-1-페닐에탄올 (1 eq)를 반응용기에 넣고 싸이오닐클로라이드 (2.5 eq)를 0℃에서 천천히 적가하고 2 시간동안 교반시켰다. 반응 종료후 싸이오닐클로라이드를 제거하고 NaHCO3 로 중화시켰다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 다시 반응용기에 넣어 진공 건조하여 질소가스를 채웠다. 다이클로로메테인으로 녹인 후 트리메틸알루미늄을 -78℃에서 천천히 적가하고, 상온에서 12 시간 동안 교반시켰다. 반응종료 후 0℃에서 염산으로 트리메틸알루미늄을 제거하고 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 1-브로모-3-(2-페닐프로판-2-일)벤젠 (1-bromo-3-(2-phenylpropan-2-yl)benzene)을 얻었다. 수율=43.3% (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 7.31 (dd, J = 2.3, 1.3 Hz, 1H), 7.24 - 7.22 (m, 1H), 7.21 - 7.17 (m, 2H), 7.15 - 7.06 (m, 5H), 1.58 (s, 6H)).
실시예 4-(3) : 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(2-페닐프로판-2-일)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(2-phenylpropan-2-yl)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00177
상기 실시예 2-(4)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=80.9% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.81 (s, 1H), 7.66 - 7.62 (m, 1H), 7.27 - 7.20 (m, 6H), 7.15 (ddd, J = 10.9, 3.6, 2.0 Hz, 1H), 1.34 (s, 12H), 1.24 (s, 6H)).
실시예 4-(4) : N-페닐-6-(3-(2-페닐프로판-2-일)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(2-phenylpropan-2-yl)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00178
상기 실시예 4-(3)에서 얻은 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(2-페닐프로판-2-일)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 2.20 g (1.0 eq, 6.74 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 2.17 g (1.0 eq, 6.74 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.23 g (0.03 eq, 0.20 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 22 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 11 ml (5 eq, 33.7 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.3 ml (0.1 eq, 0.67 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 N-페닐-6-(3-(2-페닐프로판-2-일)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(2-phenylpropan-2-yl)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine) 1.98 g (수율=66.8%)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.33 (dd, J = 4.9, 1.2 Hz, 1H), 7.82 (t, J = 1.8 Hz, 1H), 7.66 - 7.60 (m, 1H), 7.60 - 7.52 (m, 2H), 7.43 - 7.36 (m, 2H), 7.32 (t, J = 5.9 Hz, 1H), 7.28 - 7.10 (m, 11H), 6.93 (ddd, J = 7.2, 4.9, 0.9 Hz, 1H), 6.87 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 1.63 (s, 6H)).
실시예 4-(5) : 화합물 4-(5)의 합성
Figure 112018121530027-pat00179
상기 실시예 1-(7)과 같은 방법으로 진행하였다. 수율=38.9% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.95 (dd, J = 5.9, 1.8 Hz, 1H), 8.15 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.68 - 7.62 (m, 3H), 7.61 - 7.57 (m, 2H), 7.46 - 7.43 (m, 2H), 7.34 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 7.31 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.29 - 7.22 (m, 4H), 7.20 (dd, J = 8.2, 2.0 Hz, 1H), 7.18 - 7.13 (m, 1H), 7.05 - 7.01 (m, 1H), 6.78 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.54 (d, J = 8.5 Hz, 1H)).
실시예 4-(6) : 화합물 4 의 합성
Figure 112018121530027-pat00180
상기 실시예 4-(5)에서 얻은 화합물 4-(5) 0.50 g (1.0 eq, 0.74 mmol), 아이오딘화제일구리 0.11 g (0.8 eq, 0.60 mmol) 을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.25 ml (3.0 eq, 2.23 mmol), 트리에틸아민 7.5 ml, 다이클로로메테인 75 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 4 0.16 g (수율=29.5%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.14 (dd, J = 5.9, 1.8 Hz, 1H), 8.21 (t, J = 13.7 Hz, 1H), 7.63 - 7.52 (m, 5H), 7.45 - 7.39 (m, 3H), 7.39 - 7.35 (m, 3H), 7.24 - 7.15 (m, 6H), 7.08 (dd, J = 14.2, 7.2 Hz, 2H), 7.02 (dd, J = 8.0, 2.1 Hz, 1H), 6.93 - 6.88 (m, 1H), 6.68 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.47 (d, J = 8.6 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 737[M +1] +).
실시예 5 : 화합물 5 의 합성
실시예 5-(1) : 1-브로모-3-페녹시벤젠 (1-bromo-3-phenoxybenzene)의 합성
Figure 112018121530027-pat00181
브로모페놀 (1 eq), 아이오도벤젠 (1 eq), 아이오딘화구리(0.1 eq), Ligand (0.1 eq), 세슘카보네이트 (2.5 eq)를 반응용기에 넣고 다이메틸설폭사이드로 녹여100℃에서 4 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 1-브로모-3-페녹시벤젠 (1-bromo-3-phenoxybenzene)을 얻었다. 수율=56.9% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.34 (dt, J = 20.8, 7.8 Hz, 2H), 7.28 - 7.08 (m, 4H), 7.00 (dd, J = 20.7, 7.7 Hz, 2H), 6.95 - 6.87 (m, 1H)).
실시예 5-(2) : 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-페녹시페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-phenoxyphenyl)-1,3,2-dioxaborolane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00182
상기 실시예 1-(5)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=90.4% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.56 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.48 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 7.37 - 7.29 (m, 3H), 7.11 (dd, J = 8.1, 2.4 Hz, 1H), 7.07 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 6.98 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 1.33 (s, 12H)).
실시예 5-(3) : 6-(3-페녹시페닐)-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-(3-phenoxyphenyl)-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00183
상기 실시예 5-(2)에서 얻은 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-페녹시페닐)-1,3,2-디옥사보로란 2.22g (1.1 eq, 7.42 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 2.21 g (1.0 eq, 6.74 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.31 g (0.04 eq, 0.27 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 22 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 17 ml (5 eq, 33.7 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.3 ml (0.1 eq, 0.67 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 6-(3-페녹시페닐)-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-(3-phenoxyphenyl)-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine) 1.82 g (수율=64.8%)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.29 (ddd, J = 4.9, 2.0, 0.8 Hz, 1H), 7.57 (ddd, J = 4.0, 3.5, 2.7 Hz, 2H), 7.51 - 7.46 (m, 2H), 7.38 - 7.30 (m, 6H), 7.24 - 7.19 (m, 3H), 7.14 - 7.09 (m, 2H), 7.02 - 6.97 (m, 3H), 6.90 (ddd, J = 7.2, 4.9, 1.0 Hz, 1H), 6.88 - 6.85 (m, 1H)).
실시예 5-(4) : 화합물 5-(4)의 합성
Figure 112018121530027-pat00184
상기 실시예 1-(7)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=55.9% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.98 (dd, J = 6.0, 1.9 Hz, 1H), 8.26 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.71 - 7.65 (m, 3H), 7.64 - 7.59 (m, 2H), 7.49 - 7.45 (m, 2H), 7.34 - 7.28 (m, 3H), 7.23 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 7.07 - 7.02 (m, 3H), 7.02 - 6.98 (m, 2H), 6.80 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.58 (d, J = 8.6 Hz, 1H)).
실시예 5-(5) : 화합물 5 의 합성
Figure 112018121530027-pat00185
상기 실시예 5-(4)에서 얻은 화합물 5-(4) 0.50 g (1.0 eq, 0.77 mmol), 아이오딘화제일구리 0.12 g (0.8 eq, 0.62 mmol) 을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.26 ml (3.0 eq, 2.33 mmol), 트리에틸아민 7.5 ml, 다이클로로메테인 75 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 5 0.30 g (수율=54.1%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.29 (dd, J = 5.9, 1.7 Hz, 1H), 8.45 (t, J = 14.7 Hz, 1H), 7.73 (ddd, J = 11.8, 9.5, 5.8 Hz, 4H), 7.67 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.55 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 7.50 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.47 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.39 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 7.38 - 7.30 (m, 4H), 7.22 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.11 - 6.99 (m, 5H), 6.81 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.63 (d, J = 8.6 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 711[M +1] +).
실시예 6 : 화합물 6 의 합성
실시예 6-(1) : (3-브로모페닐)(페닐)설페인 ((3-bromophenyl)(phenyl)sulfane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00186
상기 실시예 5-(1)과 동일한 방법으로 진행하였다. 수율=92.8% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.41 - 7.36 (m, 3H), 7.34 - 7.25 (m, 4H), 7.19 - 7.15 (m, 1H), 7.09 (t, J = 7.9 Hz, 1H)).
실시예 6-(2) : 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(페닐티오)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(phenylthio)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane)의 합성
Figure 112018121530027-pat00187
상기 실시예 1-(5)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=93.7% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.90 (s, 1H), 7.70 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.44 - 7.40 (m, 1H), 7.31 (dd, J = 9.9, 5.1 Hz, 1H), 7.29 - 7.25 (m, 4H), 7.20 (ddt, J = 9.1, 7.0, 3.5 Hz, 1H), 1.34 (s, 12H)).
실시예 6-(3) : N-페닐-6-(3-(페닐티오)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(phenylthio)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amin)의 합성
Figure 112018121530027-pat00188
상기 실시예 6-(2)에서 얻은 4,4,5,5-테트라메틸-2-(3-(페닐티오)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 1.95 g (1.2 eq, 6.25 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 1.70 g (1.0 eq, 5.21 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.18 g (0.03 eq, 0.16 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 17 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 13 ml (5 eq, 26.1 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.2 ml (0.1 eq, 0.52 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 N-페닐-6-(3-(페닐티오)페닐)-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (N-phenyl-6-(3-(phenylthio)phenyl)-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amin) 1.85 g (수율=82.2)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.32 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.72 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 7.58 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.54 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.38 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 7.34 - 7.21 (m, 11H), 7.15 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 6.95 - 6.90 (m, 1H), 6.88 (d, J = 8.2 Hz, 1H)).
실시예 6-(4) : 화합물 6-(4)의 합성
Figure 112018121530027-pat00189
상기 실시예 1-(7)와 같은 방법으로 진행하였다. 수율=56.6% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.97 (dd, J = 6.0, 1.6 Hz, 1H), 8.32 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.71 - 7.59 (m, 6H), 7.47 (dd, J = 5.4, 3.1 Hz, 2H), 7.41 - 7.36 (m, 2H), 7.23 - 7.18 (m, 4H), 7.12 (ddd, J = 8.5, 4.4, 2.0 Hz, 1H), 7.06 (dd, J = 9.5, 3.5 Hz, 1H), 6.80 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.60 (d, J = 7.8 Hz, 1H)).
실시예 6-(5) : 화합물 6 의 합성
Figure 112018121530027-pat00190
상기 실시예 6-(4)에서 얻은 화합물 6-(4) 0.50 g (1.0 eq, 0.76 mmol), 아이오딘화제일구리 0.12 g (0.8 eq, 0.61 mmol) 을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.25 ml (3.0 eq, 2.27 mmol), 트리에틸아민 7.5 ml, 다이클로로메테인 75 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 6 0.30 g (수율=54.0%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.28 (dd, J = 5.9, 1.7 Hz, 1H), 8.53 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.81 (d, J = 1.7 Hz, 1H), 7.74 (qd, J = 7.4, 3.6 Hz, 4H), 7.68 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.55 (dd, J = 7.1, 4.8 Hz, 3H), 7.50 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.37 - 7.31 (m, 3H), 7.30 - 7.25 (m, 4H), 7.23 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.18 (ddd, J = 8.6, 5.9, 2.7 Hz, 1H), 7.06 (t, J = 6.0 Hz, 1H), 6.82 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.65 (d, J = 8.7 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 727[M +1] +)
실시예 7 : 최종 화합물 7 의 합성
실시예 7-(1) : 3-브로모-N,N-디페닐아닐린 (3-bromo-N,N-diphenylaniline)의 제조
Figure 112018121530027-pat00191
다이페닐아민 (1 eq), 3-브로모아이오도벤젠 (2.5 eq), 팔라듐아세테이트 (0.04 eq), Ligand (0.04 eq), 소듐터셔리부톡사이드 (1.6 eq)를 반응용기에 넣고 톨루엔으로 녹인 후 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 3-브로모-N,N-디페닐아닐린 (3-bromo-N,N-diphenylaniline)을 얻었다.수율=71.0% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.29 - 7.25 (m, 4H), 7.18 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.12 - 7.02 (m, 8H), 6.99 - 6.93 (m, 1H)).
실시예 7-(2) : N,N-디페닐-3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)아닐린 (N,N-diphenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)aniline)의 합성
Figure 112018121530027-pat00192
상기 실시예 1-(5)와 동일한 방법으로 진행하였다. 수율=83.4% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.58 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 7.49 (dt, J = 7.3, 1.1 Hz, 1H), 7.29 - 7.25 (t, J = 7.9, 17.4 Hz 1H), 7.24 - 7.20 (m, 4H), 7.17 (ddd, J = 8.0, 2.4, 1.2 Hz, 1H), 7.07 - 7.03 (m, 4H), 7.00 - 6.93 (m, 2H), 1.31 (s, 12H)).
실시예 7-(3) : 6-(3-(디페닐아미노)페닐)-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-(3-(diphenylamino)phenyl)-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00193
상기 실시예 7-(2)에서 얻은 N,N-디페닐-3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)아닐린 1.88 g (1.1 eq, 5.06 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 1.50 g (1.0 eq, 4.06 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.16 g (0.03 eq, 0.14 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 15 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 7.5 ml (5 eq, 23.0 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.2 ml (0.1 eq, 0.46 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 6-(3-(디페닐아미노)페닐)-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-(3-(diphenylamino)phenyl)-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine) 1.99 g (수율=88.0)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.24 - 8.20 (m, 1H), 7.60 (s, 1H), 7.53 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.39 - 7.34 (m, 1H), 7.32 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.26 - 7.16 (m, 9H), 7.08 (dd, J = 15.0, 8.0 Hz, 5H), 7.04 - 6.98 (m, 3H), 6.84 (dd, J = 6.8, 5.4 Hz, 1H), 6.80 (d, J = 8.2 Hz, 1H)).
실시예 7-(4) : 화합물 7-(4)의 합성
Figure 112018121530027-pat00194
상기 실시예 1-(7)와 동일한 방법으로 진행하였다. 수율=71.4% (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 9.93 (dd, J = 5.9, 1.9 Hz, 1H), 8.07 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.73 - 7.66 (m, 3H), 7.65 - 7.59 (m, 2H), 7.47 (dd, J = 5.3, 3.2 Hz, 2H), 7.34 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 7.29 - 7.20 (m, 5H), 7.12 - 7.03 (m, 6H), 6.99 - 6.93 (m, 2H), 6.83 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.60 (dd, J = 8.6, 1.0 Hz, 1H)).
실시예 7-(5) : 화합물 7 의 합성
Figure 112018121530027-pat00195
상기 실시예 7-(4)에서 얻은 화합물 7-(4) 0.50 g (1.0 eq, 0.69 mmol), 아이오딘화제일구리 0.11 g (0.8 eq, 0.55 mmol) 을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.23 ml (3.0 eq, 2.08 mmol), 트리에틸아민 7.5 ml, 다이클로로메테인 75 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 7 0.13 g (수율=24.1%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.15 (s, 1H), 8.29 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.62 (dd, J = 9.9, 5.2 Hz, 3H), 7.55 (t, J = 8.1 Hz, 2H), 7.41 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 7.37 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.35 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 7.25 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.19 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.17 - 7.12 (m, 3H), 7.11 - 7.06 (m, 1H), 7.02 (d, J = 7.6 Hz, 3H), 6.97 - 6.91 (m, 2H), 6.87 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 6.69 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 6.49 (d, J = 8.7 Hz, 2H). APCI-MS (m/z) : 786[M +1] +).
실시예 8 : 화합물 8 의 합성
실시예 8-(1) : 9-(3-브로모페닐)-9H-카바졸 (9-(3-bromophenyl)-9H-carbazole)의 합성
Figure 112018121530027-pat00196
카바졸 (1 eq), 3-브로모아이오도벤젠 (2 eq), 구리 (0.82 eq), 18-crown-6 (0.08 eq), K2CO3 (4 eq)을 반응용기에 넣고 1,2-다이클로로벤젠으로 녹여 150℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 화합물 9-(3-브로모페닐)-9H-카바졸 (9-(3-bromophenyl)-9H-carbazole)을 얻었다. 수율=90.3% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.16 - 8.11 (m, 2H), 7.75 (t, J = 1.9 Hz, 1H), 7.62 - 7.58 (m, 1H), 7.53 (ddd, J = 7.9, 1.9, 1.2 Hz, 1H), 7.51 - 7.45 (m, 1H), 7.44 - 7.39 (m, 4H), 7.30 (ddd, J = 8.0, 6.1, 2.0 Hz, 2H)).
실시예 8-(2) : 9-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-9H-카바졸 (9-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)의 합성
Figure 112018121530027-pat00197
상기 실시예 1-(5)와 동일한 방법으로 진행하였다. 수율=68.2% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.14 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.98 (d, J = 1.1 Hz, 1H), 7.92 - 7.88 (m, 1H), 7.66 - 7.58 (m, 2H), 7.43 - 7.35 (m, 4H), 7.31 - 7.27 (m, 2H), 1.35 (s, 12H)).
실시예 8-(3) : 6-(3-(9H-카바졸-9-일)페닐)-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine)의 합성
Figure 112018121530027-pat00198
상기 실시예 8-(2)에서 얻은 9-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-9H-카바졸 1.55 g (1.1 eq, 4.18 mmol), 상기 실시예 1-(2)에서 얻은 6-브로모-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 1.30 g (1.0 eq, 3.99 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.14 g (0.03 eq, 0.12 mmol)을 반응용기에 넣고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 톨루엔(Toluene) 13 ml 를 상기 플라스크에 넣어 화합물들을 녹인 뒤 2 M 탄산 칼륨 (Potassium carbonate) 수용액 6 ml (5 eq, 19.93 mmol)와 알리쿼트 336 (Aliquat 336) 0.2 ml (0.1 eq, 0.40 mmol)를 첨가한 후, 110℃에서 3 시간 동안 환류시키며 교반시켰다. 반응 종료 후 증류수로 세척 및 에틸 아세테이트로 유기층을 추출하였다. 황산 마그네슘 (magnesium sulfate)로 건조시켜 셀라이트 (celite)를 통한 필터링 후 컬럼크로마토그래피를 통하여 6-(3-(9H-카바졸-9-일)페닐)-N-페닐-N-(피리딘-2-일)피리딘-2-아민 (6-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-N-phenyl-N-(pyridin-2-yl)pyridin-2-amine) 1.79 g (수율=92.1%)을 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.30 (ddd, J = 4.9, 1.9, 0.7 Hz, 1H), 8.15 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 8.04 (t, J = 1.8 Hz, 1H), 7.93 - 7.87 (m, 1H), 7.64 - 7.57 (m, 2H), 7.54 (ddd, J = 7.8, 2.0, 1.2 Hz, 1H), 7.50 - 7.44 (m, 1H), 7.43 - 7.33 (m, 7H), 7.31 - 7.24 (m, 4H), 7.20 - 7.13 (m, 2H), 6.93 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 6.86 (ddd, J = 7.2, 4.9, 0.9 Hz, 1H)).
실시예 8-(4) : 화합물 8-(4)의 합성
Figure 112018121530027-pat00199
상기 실시예 1-(7)와 동일한 방법으로 진행하였다. 수율=56.81% (1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 10.03 (d, J = 5.9 Hz, 1H), 8.54 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 8.15 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.76 - 7.60 (m, 6H), 7.53 - 7.44 (m, 3H), 7.39 (dd, J = 10.6, 5.8 Hz, 4H), 7.30 - 7.25 (m, 3H), 7.10 (t, J = 6.5 Hz, 1H), 6.85 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.65 (d, J = 8.6 Hz, 1H)).
실시예 8-(5) : 화합물 8 의 합성
Figure 112018121530027-pat00200
상기 실시예 8-(4)에서 얻은 화합물8-(4) 0.50 g (1.0 eq, 0.70 mmol), 아이오딘화제일구리 0.11 g (0.8 eq, 0.57 mmol) 을 반응용기에 넣고 빛을 차단하고 진공 건조한 후 질소가스를 채웠다. 페닐아세틸렌 0.23 ml (3.0 eq, 2.09 mmol), 트리에틸아민 7.5 ml, 다이클로로메테인 75 ml 를 플라스크에 넣고 상온에서 4 시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 용매를 제거한 후 다이클로로메테인을 이용한 컬럼크로마토그래피와 메탄올을 이용한 재결정을 통하여 화합물 8 0.29 g (수율=52.8%)를 얻었다. (1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 10.34 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 8.75 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 8.20 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.83 (s, 1H), 7.76 (dd, J = 16.6, 8.7 Hz, 4H), 7.71 - 7.67 (m, 1H), 7.60 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.55 - 7.42 (m, 8H), 7.38 - 7.29 (m, 4H), 7.24 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.09 (t, J = 6.4 Hz, 1H), 6.85 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.68 (d, J = 8.6 Hz, 1H). APCI-MS (m/z) : 784[M +1] +).
비교예
Ir(ppy)3 를 건조된 톨루엔 용매에 10-5 M 로 용해해 측정되었고, 고체상태의 물질은 필름상태에서 측정되었다. 유리 필름의 경우 피라냐 솔루션에 담근 후 약 30 분간의 초음파 세척 후 증류수, 아이소프로필알코올, 아세톤 순으로 세척 후 질소로 건조시켰다. 이후 소량의 고체를 녹여 스핀 코팅하여 샘플을 만든다. UV-스펙트라(UV-spectra) 측정은 Shimadzu UV-1650PC, 광물리 발광(Photophysical Luminescence) 측정은 Amincobrowman series 2 luminescence spectrometer, 및 액체 시료용 셀 101.650-QG (모두 독일 분광 주식회사 제품)을 이용하였다. 광물리 특성(Photophysical properties) 측정에서 상대적 발광 강도(Relative Luminescence Intensity)는 기준물질인 Ir(ppy)3 의 값을 1.000 으로 한 상대적인 값으로 희석된 톨루엔 용액상과 고체필름상태 상온에서 측정되었다. 이는 여기광 360 nm 을 기준으로 한 UV 흡수값과 PL 발광 영역 적분값을 통해서 계산되었다.
실험예 1: 유기 전계 발광 특성 측정
유기 EL 용 글래스로부터 얻어진 투명전극 ITO(indium-tin-oxide) 박막(면저항 10 Ω/square)을 아세톤, 메탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 20 분간 아이소프로필 알코올에 보관한 후 질소 가스 총을 이용하여 건조한다. 상기 기재를 아르곤 분위기에서 산소 플라즈마로 처리한다. 진공 증착 장비의 기판 폴더에 상기 ITO-코팅된 유리를 장착하고, 진공 증착 장비내의 셀에 4,4′,4″-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민 (2-TNATA), 4,4′-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]-바이페닐 (NPB) 및 4,4′,4″-트리스(카바조-9-일)-트리페닐아민 (TCTA)을 넣는다. 챔버 내의 진공도가 5.0×10-7 Torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 유기층을 증발시켜 ITO 기재 상에 각각 30 nm, 20 nm, 10 nm 두께의 정공 주입층 및 정공 수송층을 증착한다. 또한, 상기 진공 증착 장비 내에 호스트로 4,4′-비스(N-카바조릴)-1,1′-바이페닐 (CBP)을, 도펀트로 본원에 따른 유기 발광 화합물을 85:15, 92:8, 95:5 중량으로 도핑함으로써 1.0 Å/sec 속도로 증발시켜 상기 정공 수송 층 상에 20 nm 두께의 발광층을 증착한다. 이후에, 비슷한 조건에서 2,2′,2″-(1,3,5-벤진트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸) (TPBi)과 리튬 퀴놀레이트(Liq)를 순차적으로 증발시켜 각각 40 nm 와 2 nm 두께의 전자 수송층과 전자 주입층을 증착한다. 모든 유기 물질 및 금속은 높은 진공 (5.0×10-7 Torr) 하에서 증착한다. 그런 다음, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 100 nm 두께의 Al 음극을 증착하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
본 실험예에 따른 소자는 다음과 같은 순서로 제작된다: ITO (180 nm)/ 4,4′,4″-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민 (2-TNATA, HIL) (30 nm) / 4,4′-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]-바이페닐 (NPB, HTL) (20 nm)/ 4,4′,4″-트리스(카바조-9-일)-트리페닐아민 (TCTA, HTL) (10 nm) / 상기 유기 발광 화합물 (EML) (20 nm)/ 2,2′,2″-(1,3,5-벤진트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸) (TPBi, ETL) (40 nm)/ 리튬 퀴놀레이트 (Liq) (2 nm)/ Al (100 nm).
상기 실시예 1 내지 8 로부터 새롭게 합성된 화합물 1 내지 8 은 건조된 톨루엔 용매에 10-5 M 로 용해되어 측정되었고, 고체상태의 물질은 필름상태에서 측정되었다. 유리 필름의 경우 피라냐 솔루션에 담근 후 약 30 분간의 초음파 세척 후 증류수, 아이소프로필알코올, 아세톤 순으로 세척 후 질소로 건조 시켰다. 이후 소량의 고체를 녹여 스핀 코팅하여 샘플을 만든다. UV-스펙트라(UV-spectra) 측정은 Shimadzu UV-1650PC, 광물리 발광(Photophysical Luminescence) 측정은 Amincobrowman series 2 luminescence spectrometer, 및 액체 시료용 셀 101.650-QG (모두 독일 분광 주식회사 제품)을 이용하였다. 광물리 특성(Photophysical properties) 측정에서 상대적 발광 강도(Relative Luminescence Intensity)는 기준물질인 Ir(ppy)3 의 값을 1.000 으로 한 상대적인 값으로 희석된 톨루엔 용액상과 고체필름상태 상온에서 측정되었다. 여기광으로는 360 nm 의 파장의 빛을 이용하였다. 또한, 각 발광성 유기 백금 착물이 발하는 빛의 발광 극대 파장도 함께 측정하였다.
표 1 은 상기 실시예 1 내지 8 에서 합성한 화합물 1 내지 8 을 발광 물질에 대한 광물리(Photophysical) 성질에 관한 표이다.
화합물 1 내지 8 의 유기 전계 발광 특성
Material UV(λmax)a
[nm]
PL(λmax)a
[nm]
PL(λmax)b
[nm]
Eg c
[eV]
Relative Luminescence
Intensityd
Relative Luminescence
Intensitye
실시예1 1 310, 352, 394 511, 454 513, 447 2.64 0.420 0.750
실시예2 2 305, 353, 394 514, 550 498, 532 2.58 1.000 0.650
실시예3 3 302, 349, 392 499, 533 513, 548 2.66 2.250 1.150
실시예4 4 305, 353, 394 514, 548 514, 550 2.62 3.275 1.225
실시예5 5 305, 348, 394 533 531 2.60 0.625 1.225
실시예6 6 305, 350, 394 533 535 2.67 0.625 5.000
실시예7 7 305, - 600 516, 550 2.32 0.850 3.950
실시예8 8 295, 342, 397 519 604 2.63 0.575 1.175
비교예 Ir(ppy)3 288, 366 513 521 2.58 1.000 1.000
a. 톨루엔 용액 (1 × 10-5 M). b. 석영 판 고체 박막(Solid thin film on quartz plates). c. Eg 는 흡수 및 광 발광 스펙트럼의 교차점으로부터 추정 된 밴드 갭 에너지이다. d. 비교예(Ir(ppy)3)와 비교하여 계산 된 화합물 1 내지 8 의 값; (상대 발광 강도 = 톨루엔 용액 (1 × 10-5 M)에서 1.000, λex = 360 nm). e. 비교예(Ir(ppy)3)와 비교하여 계산 된 화합물 1 내지 8 의 값; (상대 발광 강도 = 박막에서 1.000, λex = 360 nm)
도 2 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자의 PL 최대 발광 스펙트럼이다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 하기 화합물 중 어느 하나를 포함하는, 유기 발광 화합물:
    Figure 112020060523956-pat00202
    ;
    Figure 112020060523956-pat00203
    ;
    Figure 112020060523956-pat00204
    ;
    Figure 112020060523956-pat00205
    ;
    Figure 112020060523956-pat00206
    ;
    Figure 112020060523956-pat00207
    ;
    Figure 112020060523956-pat00208
    ;
    Figure 112020060523956-pat00209
    ;
    Figure 112020060523956-pat00210
    ;
    Figure 112020060523956-pat00211
    ;
    Figure 112020060523956-pat00212
    ;
    Figure 112020060523956-pat00213
    ;
    Figure 112020060523956-pat00214
    ;
    Figure 112020060523956-pat00215
    ;
    Figure 112020060523956-pat00216
    ;
    Figure 112020060523956-pat00217
    ;
    Figure 112020060523956-pat00218
    ;
    Figure 112020060523956-pat00219
    ;
    Figure 112020060523956-pat00220
    ;
    Figure 112020060523956-pat00221
    ;
    Figure 112020060523956-pat00222
    ;
    Figure 112020060523956-pat00223
    ;
    Figure 112020060523956-pat00224
    ;
    Figure 112020060523956-pat00225
    ;
    Figure 112020060523956-pat00226
    ;
    Figure 112020060523956-pat00227
    ;
    Figure 112020060523956-pat00228
    ;
    Figure 112020060523956-pat00229
    ;
    Figure 112020060523956-pat00230
    ;
    Figure 112020060523956-pat00231
    ;
    Figure 112020060523956-pat00232
    ;
    Figure 112020060523956-pat00233
    ;
    Figure 112020060523956-pat00234
    ;
    Figure 112020060523956-pat00235
    ;
    Figure 112020060523956-pat00236
    ;
    Figure 112020060523956-pat00237
    ;
    Figure 112020060523956-pat00238
    ;
    Figure 112020060523956-pat00239
    ;
    Figure 112020060523956-pat00240
    ;
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    ;
    Figure 112020060523956-pat00242
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    ;
    Figure 112020060523956-pat00244
    ;
    Figure 112020060523956-pat00245
    ;
    Figure 112020060523956-pat00246
    ;
    Figure 112020060523956-pat00247
    ;
    Figure 112020060523956-pat00248
    ;
    Figure 112020060523956-pat00249
    ;
    Figure 112020060523956-pat00250
    ;
    Figure 112020060523956-pat00251
    ;
    Figure 112020060523956-pat00252
    ;
    Figure 112020060523956-pat00253
    ;
    Figure 112020060523956-pat00254
    ;
    Figure 112020060523956-pat00255
    ;
    Figure 112020060523956-pat00256
    ;
    Figure 112020060523956-pat00257
    ;
    Figure 112020060523956-pat00258
    ;
    Figure 112020060523956-pat00259
    ;
    Figure 112020060523956-pat00260
    ;
    Figure 112020060523956-pat00261
    ;
    Figure 112020060523956-pat00262
    ;
    Figure 112020060523956-pat00263
    ;
    Figure 112020060523956-pat00264
    ;
    Figure 112020060523956-pat00265
    ;
    Figure 112020060523956-pat00266
    ;
    Figure 112020060523956-pat00267
    ;
    Figure 112020060523956-pat00268
    ;
    Figure 112020060523956-pat00269
    .
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기 발광 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나를 포함하는, 유기 발광 화합물:
    Figure 112020060523956-pat00270
    ;
    Figure 112020060523956-pat00271
    ;
    Figure 112020060523956-pat00272
    ;
    Figure 112020060523956-pat00273
    ;
    Figure 112020060523956-pat00274
    ;
    Figure 112020060523956-pat00275
    ;
    Figure 112020060523956-pat00276
    ;
    Figure 112020060523956-pat00277
    .
  6. 제 1 전극; 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 적어도 한 층의 유기층;을 포함하고,
    상기 유기층은 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유기층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공저지층, 전자저지층 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 층을 포함하는 것인, 유기 전계 발광 소자.
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