KR102154762B1 - 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102154762B1
KR102154762B1 KR1020140041470A KR20140041470A KR102154762B1 KR 102154762 B1 KR102154762 B1 KR 102154762B1 KR 1020140041470 A KR1020140041470 A KR 1020140041470A KR 20140041470 A KR20140041470 A KR 20140041470A KR 102154762 B1 KR102154762 B1 KR 102154762B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
mmol
layer
organic
synthesis
Prior art date
Application number
KR1020140041470A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150116337A (ko
Inventor
박용욱
최연희
이범성
박정철
지희선
강문성
김석현
Original Assignee
덕산네오룩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 덕산네오룩스 주식회사 filed Critical 덕산네오룩스 주식회사
Priority to KR1020140041470A priority Critical patent/KR102154762B1/ko
Publication of KR20150116337A publication Critical patent/KR20150116337A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102154762B1 publication Critical patent/KR102154762B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/10Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76Dibenzothiophenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing three or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Abstract

본 발명은 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 신규 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치를 제공한다.

Description

유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치{COMPOUND FOR ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT, ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT USING THE SAME, AND AN ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물 층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
현재 휴대용 디스플레이 시장은 대면적 디스플레이로 그 크기가 증가하고 있는 추세이며, 이로 인해 기존 휴대용 디스플레이에서 요구하던 소비전력보다 더 큰 소비전력이 요구되고 있다. 따라서, 배터리라는 제한적인 전력 공급원을 가지고 있는 휴대용 디스플레이 입장에서는 소비전력이 매우 중요한 요소가 되었고, 효율과 수명 문제 또한 반드시 해결해야 하는 상황이다.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생하는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 늘어나는 경향을 나타낸다. 하지만 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
또한, 최근 유기 전기 발광소자에 있어 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해서는 반드시 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층이 존재하여야 하며, 각각의 발광층(R, G, B)에 따른 서로 다른 발광 보조층의 개발이 필요한 시점이다.
일반적으로, 전자수송층에서 발광층으로 전자(electron)가 전달되고 정공(hole)이 정공수송층에서 발광층으로 전달되어 재조합(recombination)에 의해 엑시톤(exciton)이 생성된다.
하지만, 정공수송층에 사용되는 물질의 경우 낮은 HOMO 값을 가져야하기 때문에 대부분 낮은 T1 값을 가지며, 이로 인해 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 정공수송층으로 넘어가게 되어 결과적으로 발광층 내 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 정공수송층 내 또는 정공수송층 계면에서 발광하여 색순도 저하, 효율 감소 및 저 수명 현상을 나타낸다.
또한, 낮은 구동전압을 만들기 위해 정공 이동도(hole mobility)가 빠른 물질을 사용할 경우 이로 인해 효율이 감소하는 경향을 나타낸다. 이는 일반적인 유기전기발광소자에서 정공이동도(hole mobility)가 전자 이동도(electron mobility) 보다 빠르기 때문에 발광층 내에 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 효율 감소 및 저 수명으로 나타나는 것이다.
따라서, 발광보조층은 상기 정공수송층의 문제점 등을 해결할 수 있는 적당한 구동전압을 갖기 위한 정공이동도(hole mobility: 풀디바이스(full device)의 블루소자 구동전압 범위 내)와 높은 T1(electron block) 값, 넓은 밴드갭(wide bandgap)을 갖는 물질이어야 한다.
하지만 이는 단순히 발광보조층 물질의 코어에 대한 구조적 특성으로 이루어질 수는 없으며, 물질의 코어 및 서브(Sub)-치환기의 특성이 조합을 이루어졌을 때 가능하다. 따라서 유기전기소자의 효율과 수명을 향상시키기 위해, 높은 T1 값 및 넓은 밴드갭을 가지는 발광보조층 재료에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
즉, 유기전기소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 발광보조층 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정되고 효율적인 유기전기소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 특히 발광보조층과 정공수송층의 재료에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 고내열성, 색순도 및 수명을 향상시킬 수 있는 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 발명은 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure 112014033256266-pat00001
다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식으로 표시되는 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공한다.
본 발명에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 고내열성을 달성할 수 있고, 소자의 색순도 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다.
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I)이다.
본 발명에 사용된 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수의 단일결합을 가지며, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 사이클로알킬(지환족)기, 알킬-치환된 사이클로알킬기, 사이클로알킬-치환된 알킬기를 비롯한 포화 지방족 작용기의 라디칼을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "할로알킬기" 또는 "할로겐알킬기"는 다른 설명이 없는 한 할로겐으로 치환된 알킬기를 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로알킬기"는 알킬기를 구성하는 탄소 원자 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 것을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄일기" 또는 "알킨일기"는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알콕실기", "알콕시기", 또는 "알킬옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알킬기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄옥실기", "알켄옥시기", "알켄일옥실기", 또는 "알켄일옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알켄일기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴옥실기" 또는 "아릴옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 아릴기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴기" 및 "아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 아릴기 또는 아릴렌기는 단일 고리 또는 다중 고리의 방향족을 의미하며, 이웃한 치환기가 결합 또는 반응에 참여하여 형성된 방향족 고리를 포함한다. 예컨대, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 플루오렌기, 스파이로플루오렌기, 스파이로바이플루오렌기일 수 있다.
접두사 "아릴" 또는 "아르"는 아릴기로 치환된 라디칼을 의미한다. 예를 들어 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기이며, 아릴알켄일기는 아릴기로 치환된 알켄일기이며, 아릴기로 치환된 라디칼은 본 명세서에서 설명한 탄소수를 가진다.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕실카르보닐기의 경우 알콕실기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로알킬"은 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 알킬을 의미한다. 본 발명에 사용된 용어 "헤테로아릴기" 또는 "헤테로아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 60의 아릴기 또는 아릴렌기를 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 이웃한 작용기기가 결합하여 형성될 수도 있다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 헤테로지방족 고리 및 헤테로방향족 고리를 포함한다. 이웃한 작용기가 결합하여 형성될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타낸다.
또한 "헤테로고리기"는, 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
Figure 112014033256266-pat00002
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "지방족"은 탄소수 1 내지 60의 지방족 탄화수소를 의미하며, "지방족고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족 탄화수소 고리를 의미한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족고리 또는 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "카르보닐"이란 -COR'로 표시되는 것이며, 여기서 R'은 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 6 내지 30 의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알켄일기, 탄소수 2 내지 20의 알킨일기, 또는 이들의 조합인 것이다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "에테르"란 -R-O-R'로 표시되는 것이며, 여기서 R 또는 R'은 각각 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알켄일기, 탄소수 2 내지 20의 알킨일기, 또는 이들의 조합인 것이다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용된 용어 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C1~C20의 알콕실기, C1~C20의 알킬아민기, C1~C20의 알킬티오펜기, C6~C20의 아릴티오펜기, C2~C20의 알켄일기, C2~C20의 알킨일기, C3~C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기, 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기, C8~C20의 아릴알켄일기, 실란기, 붕소기, 게르마늄기, 및 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환됨을 의미하며, 이들 치환기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
Figure 112014033256266-pat00003
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하며, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 각각 다음과 같이 결합하며 이때 R1은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, a가 4 내지 6의 정수인 경우 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, 한편 벤젠 고리를 형성하는 탄소에 결합된 수소의 표시는 생략한다.
Figure 112014033256266-pat00004
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자에 대한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유기전기소자(100)는 기판(110) 상에 형성된 제 1전극(120), 제 2전극(180) 및 제 1전극(110)과 제 2전극(180) 사이에 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기물층을 구비한다. 이때, 제 1전극(120)은 애노드(양극)이고, 제 2전극(180)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제 1전극이 캐소드이고 제 2전극이 애노드일 수 있다.
유기물층은 제 1전극(120) 상에 순차적으로 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170)을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(150)을 제외한 나머지 층들이 형성되지 않을 수 있다. 정공저지층, 전자저지층, 발광보조층(151), 버퍼층(141) 등을 더 포함할 수도 있고, 전자수송층(160) 등이 정공저지층의 역할을 할 수도 있을 것이다.
또한, 미도시하였지만, 본 발명에 따른 유기전기소자는 제 1전극과 제 2전극 중 적어도 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 일면에 형성된 보호층 또는 광효율 개선층(Capping layer)을 더 포함할 수 있다.
상기 유기물층에 적용되는 본 발명에 따른 화합물은 정공주입층(130), 정공수송층(140), 전자수송층(160), 전자주입층(170), 발광층(150)의 호스트 또는 도펀트 또는 광효율 개선층의 재료로 사용될 수 있을 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 화합물은 정공수송층(140) 및/또는 발광보조층(151) 재료로 사용될 수 있을 것이다.
한편, 동일한 코어일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면 특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합도 아주 중요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.
이미 설명한 것과 같이, 최근 유기 전기 발광소자에 있어 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해서는 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층이 형성하는 것이 바람직하며, 각각의 발광층(R, G, B)에 따른 서로 다른 발광 보조층의 개발이 필요한 시점이다. 한편, 발광보조층의 경우 정공수송층 및 발광층(호스트)과의 상호관계를 파악해야하므로 유사한 코어를 사용하더라도 사용되는 유기물층이 달라지면 그 특징을 유추하기는 매우 어려울 것이다.
따라서, 본 발명에서는 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하여 정공수송층 또는 발광보조층을 형성함으로써 각 유기물층 간의 에너지 레벨(level) 및 T1 값, 물질의 고유특성(mobility, 계면특성 등) 등을 최적화하여 유기전기소자의 수명 및 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예컨대, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극(120)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170)을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극(180)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
또한, 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용액 공정 또는 솔벤트 프로세스(solvent process), 예컨대 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정, 롤투롤 공정, 닥터 블레이딩 공정, 스크린 프린팅 공정, 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 유기물층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으므로, 그 형성방법에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기전기소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
WOLED(White Organic Light Emitting Device)는 고해상도 실현이 용이하고 공정성이 우수한 한편, 기존의 LCD의 칼라필터 기술을 이용하여 제조될 수 있는 이점이 있다. 주로 백라이트 장치로 사용되는 백색 유기발광소자에 대한 다양한 구조들이 제안되고 특허화되고 있다. 대표적으로, R(Red), G(Green), B(Blue) 발광부들을 상호평면적으로 병렬배치(side-by-side) 방식, R, G, B 발광층이 상하로 적층되는 적층(stacking) 방식이 있고, 청색(B) 유기발광층에 의한 전계발광과 이로부터의 광을 이용하여 무기형광체의 자발광(photo-luminescence)을 이용하는 색변환물질(color conversion material, CCM) 방식 등이 있는데, 본 발명은 이러한 WOLED에도 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 또는 백색 조명용 소자 중 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 본 발명의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 이 디스플레이장치를 제어하는 제어부를 포함하는 전자장치를 포함할 수 있다. 이때, 전자장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 화합물에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
<화학식 1>
Figure 112014033256266-pat00005
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 서로 독립적으로 중수소; 삼중수소; 할로겐; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C6~C60의 방향족 고리와 C3~C60의 지방족 고리의 융합고리기; C2~C20의 알켄일기; -La-N(Ara)(Arb); C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된다.
단, R1 내지 R4 중 적어도 하나는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성한다. 이때, 형성되는 고리는 C6~C60의 방향족고리, 플루오렌 또는 C3~C60의 지환족이거나, O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기일 수 있다. 여기서, '이웃한 기끼리 결합하여'라 함은 이웃한 R1끼리, 이웃한 R2끼리, 이웃한 R3끼리 또는 이웃한 R4끼리 서로 결합하는 것을 말하며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 이들이 결합된 벤젠링과 축합되어(fused) 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 트라이페닐렌, 파이렌 등의 형태가 될 수 있다.
이때, 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R4는 각각 상기에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다. 예컨대, m과 n이 모두 2인 경우, 이웃한 R1끼리는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R2는 이웃하더라도 서로 독립적으로 아릴기 또는 헤테로고리기가 될 수 있다.
한편, 상기 화학식에서 m, n, o 및 p는 각각 0 내지 4의 정수일 수 있으며, 이들 중 적어도 하나는 2이상의 정수일 수 있고, 이들 각각이 2이상의 정수일 경우 복수의 R1 내지 R4 각각은 서로 같거나 상이할 수 있다. 예컨대, m이 2인 경우, R1 중 하나는 아릴기이고, 다른 하나는 헤테로고리기일 수 있다.
상기 화학식 1에서, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C6~C60의 방향족 고리와 C3~C60의 지방족 고리의 융합고리기; C2~C20의 알켄일기; -La-N(Ara)(Arb); C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며,
La는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 2가 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 2가 융합고리기; 및 2가의 지방족 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고,
Ara 및 Arb는 서로 독립적으로, C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C6~C60의 방향족 고리와 C3~C60의 지방족 고리의 융합고리기; 및 C2~C20의 알켄일기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
구체적으로, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 페닐, 비페닐, 터페닐, 나프틸, 페난트렌 등과 같은 아릴기이거나, 퓨릴, 티오펜, 피리딜, 피리미딜, 인돌릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란 등과 같은 헤테로고리이거나, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌, 스파이로 플루오렌 등과 같은 플루오렌일기일 수 있다. 이때, Ar1 및 Ar2는 상기 치환기들로 더 치환될 수 있으며, 상기 치환기 이외에도 할로겐, 중수소, 알킬기, 알켄일기, 알콕실기 등에 의해 더 치환될 수 있다.
상기 화학식 1에서, L1 및 L2는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 2가 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 2가 융합고리기; 및 2가의 지방족 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 이들(단일결합 제외) 각각은 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; -N(Arc)(Ard); 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 여기서, Arc 및 Ard는 서로 독립적으로, C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
구체적으로, L1 및 L2는 서로 독립적으로 페닐, 비페닐, 나프탈렌, 디메틸플루오렌, 디페닐플루오렌, 피리딘, 페난트렌, 벤조티오펜, 벤조퓨란, 퀴놀린, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란 등일 수 있고, 이들은 상기 치환기 등으로 더욱 치환될 수 있다.
한편, R1 내지 R4, Ar1 및 Ar2가 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알콕실기, 또는 아릴옥시기인 경우 이들 각각은 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
화학식 1의 각 기호 또는 이들이 치환된 기가 아릴기 또는 아릴렌기인 경우에는 탄소수 6~60, 바람직하게는 탄소수 6~40, 보다 바람직하게는 탄소수 6~30의 아릴기 또는 아릴렌기일 수 있으며, 헤테로고리기인 경우에는 탄소수 2~60, 바람직하게는 탄소수 2~30, 보다 바람직하게는 탄소수 2~20의 헤테로고리일 수 있으며, 알킬기인 경우에는 탄소수 1~50, 바람직하게는 탄소수 1~30, 보다 바람직하게는 탄소수 1~20, 특히 바람직하게는 탄소수 1~10의 알킬기일 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 34 중 하나로 표시될 수 있다.
Figure 112014033256266-pat00006
Figure 112014033256266-pat00007
Figure 112014033256266-pat00008
상기 화학식 2 내지 화학식 34에서, q, r, s 및 t는 서로 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, R1 내지 R4, Ar1, Ar2, L1, L2, m, n, o 및 p는 화학식 1에서 정의된 것과 동일하다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 하나일 수 있다.
Figure 112014033256266-pat00009
Figure 112014033256266-pat00010
Figure 112014033256266-pat00011
Figure 112014033256266-pat00012
Figure 112014033256266-pat00013
Figure 112014033256266-pat00014
Figure 112014033256266-pat00015
Figure 112014033256266-pat00016
다른 실시예로서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 유기전기소자용 화합물을 제공한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 유기전기소자를 제공한다.
이때, 유기전기소자는 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제2전극 사이에 위치하는 유기물층;을 포함할 수 있으며, 유기물층은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으며, 화학식 1은 유기물층의 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 또는 발광층 중 적어도 하나의 층에 함유될 수 있을 것이다. 즉, 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 또는 발광층의 재료로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 정공수송층 또는 발광보조층 재료로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 유기물층에 상기 화학식 2 내지 화학식 34로 표시되는 화합물 중 하나를 포함하는 유기전기소자를 제공하며, 보다 구체적으로, 상기 유기물층에 상기 개별 화학식 P-1 내지 P-168로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명은 상기 제 1전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 또는 상기 제 2전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 중 적어도 하나에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
이하에서, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 합성예 및 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
합성예
예시적으로 본 발명에 따른 화합물(Final Products)은 하기 반응식 1과 같이 Sub 1과 Sub 2를 반응시켜 제조되나 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1>
Figure 112014033256266-pat00017
R1 내지 R4, Ar1, Ar2, L1, L2, m, n, o 및 p는 상기 화학식 1에서 정의된 것과 동일하다.
I. Sub 1의 합성
상기 반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2 내지 반응식 5의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 2> L1과 L2가 모두 단일결합인 경우
Figure 112014033256266-pat00018
<반응식 3> L1이 단일결합이고, L2가 단일결합이 아닌 경우
Figure 112014033256266-pat00019
<반응식 4> L1이 단일결합이 아니고, L2가 단일결합인 경우
Figure 112014033256266-pat00020
<반응식 5> L1과 L2가 모두 단일결합이 아닌 경우
Figure 112014033256266-pat00021
상기 반응식 2 내지 반응식 5의 M 1 및 M 2는 하기 반응식 6의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 6>
Figure 112014033256266-pat00022
이때, 하기에서와 같이, A는 (R1)m 또는 (R3)o이고, B는 (R2)n 또는 (R4)p이고, Z는 L1 또는 L2이며 이들은 모두 단일결합이 아니다.
Figure 112014033256266-pat00023
Sub 1에 속하는 구체적 화합물의 합성예는 다음과 같다.
1. Sub 1-1 합성예
<반응식 7>
Figure 112014033256266-pat00024
(1) M 1-I-1 합성
출발물질인 phenylboronic acid (79.05 g, 648.3 mmol)를 둥근바닥플라스크에 THF로 녹인 후에, 1-bromo-2-nitrobenzene (157.16 g, 778 mmol), Pd(PPh3)4 (37.46 g, 32.4 mmol), K2CO3 (268.81 g, 1945 mmol), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 118.82 g (수율: 92%)를 얻었다.
(2) M 1-1 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-1 (118.82 g, 596.5 mmol)를 둥근바닥플라스크에 o-dichlorobenzene으로 녹인 후에, triphenylphosphine (391.11 g, 1491.1 mmol)을 첨가하고 200°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 o-dichlorobenzene을 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 79.79 g (수율: 80%)를 얻었다.
(3) M 1-I-4 합성
출발물질인 phenylboronic acid (80.81 g, 662.8 mmol)에 2-bromo-1-nitronaphthalene (200.47 g, 795.3 mmol), Pd(PPh3)4 (38.29 g, 33.1 mmol), K2CO3 (274.8 g, 1988.3 mmol), THF, 물을 상기 M 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 138.77 g (수율: 84%)를 얻었다.
(4) M 1-4 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-4 (138.77 g, 556.7 mmol)에 triphenylphosphine (365.06 g, 1391.8 mmol), o-dichlorobenzene을 상기 M 1-1 합성법을 사용하여 생성물 93.14 g (수율: 77%)를 얻었다.
(5) Sub 1-I-1 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-1 (40.59 g, 242.7 mmol)을 둥근바닥플라스크에 nitrobenzene으로 녹인 후, 1,3,5-tribromobenzene (114.63 g, 364.1 mmol), 18-crown-6 (6.42 g, 24.3 mmol), K2CO3 (33.55 g, 242.7 mmol), Cu (15.43 g, 242.7 mmol)를 첨가하고 200°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 nitrobenzene을 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 58.42 g (수율: 60%)를 얻었다.
(6) Sub 1-1 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-4 (7.83 g, 36 mmol)을 둥근바닥플라스크에 nitrobenzene으로 녹인 후, Sub 1-I-1 (21.68 g, 54.1 mmol), 18-crown-6 (0.95 g, 3.6 mmol), K2CO3 (4.98 g, 36 mmol), Cu (2.29 g, 36 mmol)를 첨가하고 200°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 nitrobenzene을 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 10.46 g (수율: 54%)를 얻었다.
2. Sub 1-5 합성예
<반응식 8>
Figure 112014033256266-pat00025
(1) M 1-I-12 합성
출발물질인 phenanthren-9-ylboronic acid (43.72 g, 196.9 mmol)에 1-bromo-2-nitrobenzene (47.73 g, 236.3 mmol), Pd(PPh3)4 (11.38 g, 9.8 mmol), K2CO3 (81.64 g, 590.7 mmol), THF, 물을 상기 M 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 57.17 g (수율: 97%)를 얻었다.
(2) M 1-12 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-12 (57.17 g, 191 mmol)에 triphenylphosphine (125.24 g, 477.5 mmol), o-dichlorobenzene을 상기 M 1-1 합성법을 사용하여 생성물 40.34 g (수율: 79%)를 얻었다.
(3) Sub 1-5 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-12 (8.28 g, 31 mmol)에 Sub 1-I-1 (18.64 g, 46.5 mmol), 18-crown-6 (0.82 g, 3.1 mmol), K2CO3 (4.28 g, 31 mmol), Cu (1.97 g, 31 mmol), nitrobenzene을 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.46 g (수율: 52%)를 얻었다.
3. Sub 1-21 합성예
<반응식 9>
Figure 112014033256266-pat00026
(1) M 1-I-8 합성
출발물질인 naphthalen-1-ylboronic acid (29.73 g, 172.9 mmol)에 3-bromo-4-nitro-1,1'-biphenyl (57.69 g, 207.4 mmol), Pd(PPh3)4 (9.99 g, 8.6 mmol), K2CO3 (71.67 g, 518.6 mmol), THF, 물을 상기 M 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 46.68 g (수율: 83%)를 얻었다.
(2) M 1-8 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-8 (46.68 g, 143.5 mmol)에 triphenylphosphine (94.08 g, 358.7 mmol), o-dichlorobenzene을 상기 M 1-1 합성법을 사용하여 생성물 29.88 g (수율: 71%)를 얻었다.
(3) Sub 1-21 합성
출발물질인 1,3,5-tribromobenzene (12.69 g, 40.3 mmol)을 둥근바닥플라스크에 nitrobenzene으로 녹인 후, M 1-8 (23.65 g, 80.6 mmol), 18-crown-6 (4.26 g, 16.1 mmol), K2CO3 (44.57 g, 322.5 mmol), Cu (10.25 g, 161.2 mmol)를 첨가하고 200°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 nitrobenzene을 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 10.14 g (수율: 34%)를 얻었다.
4. Sub 1-25 합성예
<반응식 10>
Figure 112014033256266-pat00027
(1) M 1-I-7 합성
출발물질인 naphthalen-1-ylboronic acid (92.08 g, 535.4 mmol)에 1-bromo-2-nitrobenzene (129.78 g, 642.5 mmol), Pd(PPh3)4 (30.93 g, 26.8 mmol), K2CO3 (221.98 g, 1606.1 mmol), THF, 물을 상기 M 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 126.78 g (수율: 95%)를 얻었다.
(2) M 1-7 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-7 (126.78 g, 508.6 mmol)에 triphenylphosphine (333.52 g, 1271.6 mmol), o-dichlorobenzene을 상기 M 1-1 합성법을 사용하여 생성물 88.41 g (수율: 80%)를 얻었다.
(3) M 1-I-9 합성
출발물질인 phenylboronic acid (9.74 g, 79.9 mmol)에 2-bromo-3-nitronaphthalene (24.16 g, 95.9 mmol), Pd(PPh3)4 (4.62 g, 4 mmol), K2CO3 (33.12 g, 239.6 mmol), THF, 물을 상기 M 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 17.12 g (수율: 86%)를 얻었다.
(4) M 1-9 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-9 (17.12 g, 68.7 mmol)에 triphenylphosphine (45.04 g, 171.7 mmol), o-dichlorobenzene을 상기 M 1-1 합성법을 사용하여 생성물 11.49 g (수율: 77%)를 얻었다.
(5) Sub 1-I-25 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-7 (53.95 g, 248.3 mmol)에 1,3,5-tribromobenzene (117.25 g, 372.5 mmol), 18-crown-6 (6.56 g, 24.8 mmol), K2CO3 (34.32 g, 248.3 mmol), Cu (15.78 g, 248.3 mmol), nitrobenzene을 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 64.97 g (수율: 58%)를 얻었다.
(6) Sub 1-25 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-9 (6.79 g, 31.3 mmol)에 Sub 1-I-25 (21.15 g, 46.9 mmol), 18-crown-6 (0.83 g, 3.1 mmol), K2CO3 (4.32 g, 31.3 mmol), Cu (1.99 g, 31.3 mmol), nitrobenzene을 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 8.26 g (수율: 45%)를 얻었다.
5. Sub 1-33 합성예
<반응식 11>
Figure 112014033256266-pat00028
(1) M 1-I-16 합성
출발물질인 naphthalen-1-ylboronic acid (68.23 g, 396.7 mmol)에 2-bromo-1-nitronaphthalene (119.99 g, 476.1 mmol), Pd(PPh3)4 (22.92 g, 19.8 mmol), K2CO3 (164.49 g, 1190.1 mmol), THF, 물을 상기 M 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 109.24 g (수율: 92%)를 얻었다.
(2) M 1-16 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-I-16 (109.24 g, 365 mmol)에 triphenylphosphine (239.31 g, 912.4 mmol), o-dichlorobenzene을 상기 M 1-1 합성법을 사용하여 생성물 74.15 g (수율: 76%)를 얻었다.
(3) Sub 1-33 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-16 (9.62 g, 36 mmol)에 Sub 1-I-25 (24.35 g, 54 mmol), 18-crown-6 (0.95 g, 3.6 mmol), K2CO3 (4.97 g, 36 mmol), Cu (2.29 g, 36 mmol), nitrobenzene을 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.64 g (수율: 42%)를 얻었다.
6. Sub 1-50 합성예
<반응식 12>
Figure 112014033256266-pat00029
(1) M 2-I-5 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-1 (9.75 g, 58.3 mmol)을 둥근바닥플라스크에 nitrobenzene으로 녹인 후, 2-bromo-7-iodo-9,9-dimethyl-9H-fluorene (34.9 g, 87.5 mmol), Na2SO4 (8.28 g, 58.3 mmol), K2CO3 (8.06 g, 58.3 mmol), Cu (1.11 g, 17.5 mmol)를 첨가하고 200°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 nitrobenzene을 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 15.34 g (수율: 60%)를 얻었다.
(2) M 2-5 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-I-5 (15.34 g, 35 mmol)을 둥근바닥플라스크에 DMF로 녹인 후에, Bis(pinacolato)diboron (9.78 g, 38.5 mmol), Pd(dppf)Cl2 (0.86 g, 1 mmol), KOAc (10.3 g, 105 mmol)를 첨가하고 90°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 DMF를 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 13.42 g (수율: 79%)를 얻었다.
(3) Sub 1-50 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-25 (9.67 g, 21.4 mmol)를 둥근바닥플라스크에 THF로 녹인 후에, M 2-5 (11.45 g, 23.6 mmol), Pd(PPh3)4 (0.74 g, 0.6 mmol), NaOH (2.57 g, 64.3 mmol), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 9.85 g (수율: 63%)를 얻었다.
7. Sub 1-62 합성예
<반응식 13>
Figure 112014033256266-pat00030
(1) M 2-I-52 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-16 (53.93 g, 201.7 mmol)에 1-bromo-4-iodobenzene (85.61 g, 302.6 mmol), Na2SO4 (28.66 g, 201.7 mmol), K2CO3 (27.88 g, 201.7 mmol), Cu (3.85 g, 60.5 mmol), nitrobenzene을 상기 M 2-I-5 합성법을 사용하여 생성물 57.08 g (수율: 67%)를 얻었다.
(2) M 2-52 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-I-52 (57.08 g, 135.2 mmol)에 Bis(pinacolato)diboron (37.75 g, 148.7 mmol), Pd(dppf)Cl2 (3.31 g, 4.1 mmol), KOAc (39.79 g, 405.5 mmol), DMF를 상기 M 2-5 합성법을 사용하여 생성물 46.31 g (수율: 73%)를 얻었다.
(3) Sub 1-62 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-1 (8.82 g, 22 mmol)에 M 2-52 (11.35 g, 24.2 mmol), Pd(PPh3)4 (0.76 g, 0.7 mmol), NaOH (2.64 g, 66 mmol), THF, 물을 상기 Sub 1-50 합성법을 사용하여 생성물 11.09 g (수율: 76%)를 얻었다.
8. Sub 1-77 합성예
<반응식 14>
Figure 112014033256266-pat00031
(1) M 2-I-19 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-4 (71.11 g, 327.3 mmol)에 1-bromo-3-iodobenzene (138.88 g, 490.9 mmol), Na2SO4 (46.49 g, 327.3 mmol), K2CO3 (45.23 g, 327.3 mmol), Cu (6.24 g, 98.2 mmol), nitrobenzene을 상기 M 2-I-5 합성법을 사용하여 생성물 90.16 g (수율: 74%)를 얻었다.
(2) M 2-19 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-I-19 (90.16 g, 242.2 mmol)에 Bis(pinacolato)diboron (67.65 g, 266.4 mmol), Pd(dppf)Cl2 (5.93 g, 7.3 mmol), KOAc (71.31 g, 726.6 mmol), DMF를 상기 M 2-5 합성법을 사용하여 생성물 84.29 g (수율: 83%)를 얻었다.
(3) Sub 1-I-77 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-19 (50.07 g, 119.4 mmol)를 둥근바닥플라스크에 THF로 녹인 후에, 1,3,5-tribromobenzene (75.18 g, 238.8 mmol), Pd(PPh3)4 (4.14 g, 3.6 mmol), NaOH (14.33 g, 358.2 mmol), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 42.81 g (수율: 68%)를 얻었다.
(4) Sub 1-77 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-7 (5 g, 23 mmol)을 둥근바닥플라스크에 nitrobenzene으로 녹인 후, Sub 1-I-77 (18.2 g, 34.5 mmol), 18-crown-6 (0.61 g, 2.3 mmol), K2CO3 (3.18 g, 23 mmol), Cu (1.46 g, 23 mmol)를 첨가하고 200°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 증류를 통해 nitrobenzene을 제거하고 CH2Cl2와 물로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 9.01 g (수율: 59%)를 얻었다.
9. Sub 1-95 합성예
<반응식 15>
Figure 112014033256266-pat00032
(1) M 2-I-1 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-1 (19.42 g, 116.1 mmol)에 1-bromo-4-iodobenzene (49.28 g, 174.2 mmol), Na2SO4 (16.5 g, 116.1 mmol), K2CO3 (16.05 g, 116.1 mmol), Cu (2.21 g, 34.8 mmol), nitrobenzene을 상기 M 2-I-5 합성법을 사용하여 생성물 29.94 g (수율: 80%)를 얻었다.
(2) M 2-1 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-I-1 (29.94 g, 92.9 mmol)에 Bis(pinacolato)diboron (25.96 g, 102.2 mmol), Pd(dppf)Cl2 (2.28 g, 2.8 mmol), KOAc (27.36 g, 278.8 mmol), DMF를 상기 M 2-5 합성법을 사용하여 생성물 29.35 g (수율: 87%)를 얻었다.
(3) Sub 1-95 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-77 (8.22 g, 15.6 mmol)를 둥근바닥플라스크에 THF로 녹인 후에, M 2-1 (6.33 g, 17.1 mmol), Pd(PPh3)4 (0.54 g, 0.5 mmol), NaOH (1.87 g, 46.8 mmol), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 8.06 g (수율: 75%)를 얻었다.
10. Sub 1-102 합성예
<반응식 16>
Figure 112014033256266-pat00033
(1) M 2-I-38 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-12 (25.57 g, 95.7 mmol)에 1-bromo-4-iodobenzene (40.59 g, 143.5 mmol), Na2SO4 (13.59 g, 95.7 mmol), K2CO3 (13.22 g, 95.7 mmol), Cu (1.82 g, 28.7 mmol), nitrobenzene을 상기 M 2-I-5 합성법을 사용하여 생성물 27.47 g (수율: 68%)를 얻었다.
(2) M 2-38 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-I-38 (27.47 g, 65 mmol)에 Bis(pinacolato)diboron (18.17 g, 71.6 mmol), Pd(dppf)Cl2 (1.59 g, 2 mmol), KOAc (19.15 g, 195.1 mmol), DMF를 상기 M 2-5 합성법을 사용하여 생성물 24.73 g (수율: 81%)를 얻었다.
(3) Sub 1-I-102 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-38 (19.97 g, 42.5 mmol)에 1,3,5-tribromobenzene (26.79 g, 85.1 mmol), Pd(PPh3)4 (1.47 g, 1.3 mmol), NaOH (5.11 g, 127.6 mmol), THF, 물을 상기 Sub 1-I-77 합성법을 사용하여 생성물 17.19 g (수율: 70%)를 얻었다.
(4) Sub 1-102 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-102 (8.93 g, 15.5 mmol)에 M 2-1 (6.28 g, 17 mmol), Pd(PPh3)4 (0.54 g, 0.5 mmol), NaOH (1.86 g, 46.4 mmol), THF, 물을 상기 Sub 1-95 합성법을 사용하여 생성물 8.35 g (수율: 73%)를 얻었다.
11. Sub 1-122 합성예
<반응식 17>
Figure 112014033256266-pat00034
출발물질인 1,3,5-tribromobenzene (8.02 g, 25.5 mmol)을 둥근바닥플라스크에 THF로 녹인 후에, M 2-19 (21.37 g, 51 mmol), Pd(PPh3)4 (0.88 g, 0.8 mmol), NaOH (6.11 g, 152.9 mmol), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 11.12 g (수율: 59%)를 얻었다.
12. Sub 1-124 합성예
<반응식 18>
Figure 112014033256266-pat00035
(1) M 2-I-25 합성
상기 합성에서 얻어진 M 1-7 (21.07 g, 97 mmol)에 1-bromo-4-iodobenzene (41.15 g, 145.5 mmol), Na2SO4 (13.77 g, 97 mmol), K2CO3 (13.4 g, 97 mmol), Cu (1.85 g, 29.1 mmol), nitrobenzene을 상기 M 2-I-5 합성법을 사용하여 생성물 26.35 g (수율: 73%)를 얻었다.
(2) M 2-25 합성
상기 합성에서 얻어진 M 2-I-25 (26.35 g, 70.8 mmol)에 Bis(pinacolato)diboron (19.77 g, 77.9 mmol), Pd(dppf)Cl2 (1.73 g, 2.1 mmol), KOAc (20.84 g, 212.4 mmol), DMF를 상기 M 2-5 합성법을 사용하여 생성물 24.34 g (수율: 82%)를 얻었다.
(3) Sub 1-124 합성
출발물질인 1,3,5-tribromobenzene (6.74 g, 21.4 mmol)에 M 2-25 (17.96 g, 42.8 mmol), Pd(PPh3)4 (0.74 g, 0.6 mmol), NaOH (5.14 g, 128.5 mmol), THF, 물을 상기 Sub 1-I-122 합성법을 사용하여 생성물 10.77 g (수율: 68%)를 얻었다.
13. Sub 1-143 합성예
<반응식 19>
Figure 112014033256266-pat00036
출발물질인 1,3,5-tribromobenzene (7.16 g, 22.7 mmol)에 M 2-52 (21.35 g, 45.5 mmol), Pd(PPh3)4 (0.79 g, 0.7 mmol), NaOH (5.46 g, 136.5 mmol), THF, 물을 상기 Sub 1-I-122 합성법을 사용하여 생성물 11.65 g (수율: 61%)를 얻었다.
한편, M 1에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 1은 M 1에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure 112014033256266-pat00037
[표 1]
Figure 112014033256266-pat00038
한편, M 2에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 2는 M 2에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure 112014033256266-pat00039
Figure 112014033256266-pat00040
[표 2]
Figure 112014033256266-pat00041
Figure 112014033256266-pat00042
한편, Sub 1에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 3은 Sub 1에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure 112014033256266-pat00043
Figure 112014033256266-pat00044
Figure 112014033256266-pat00045
Figure 112014033256266-pat00046
[표 3]
Figure 112014033256266-pat00047
Figure 112014033256266-pat00048
Figure 112014033256266-pat00049
II . Sub 2의 합성
상기 반응식 1의 Sub 2는 하기 반응식 20의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 20>
Figure 112014033256266-pat00050
Sub 2에 속하는 구체적 화합물의 합성예는 다음과 같다.
1. Sub 2-2 합성예
<반응식 21>
Figure 112014033256266-pat00051
출발물질인 1-bromonaphthalene (10.14 g, 49 mmol)을 둥근바닥플라스크에 toluene으로 녹인 후에, aniline (9.12 g, 97.9 mmol), Pd2(dba)3 (1.35 g, 1.5 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.9ml, 3.9 mmol), NaOt-Bu (14.12 g, 146.9 mmol)을 첨가하고 40°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 8.27 g (수율: 77%)를 얻었다.
2. Sub 2-8 합성예
<반응식 22>
Figure 112014033256266-pat00052
출발물질인 4-bromo-1,1'-biphenyl (8.16 g, 35 mmol)에 aniline (6.52 g, 70 mmol), Pd2(dba)3 (0.96 g, 1.1 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.4ml, 2.8 mmol), NaOt-Bu (10.09 g, 105 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 7.13 g (수율: 83%)를 얻었다.
3. Sub 2-14 합성예
<반응식 23>
Figure 112014033256266-pat00053
출발물질인 4-bromo-1,1'-biphenyl (7.09 g, 30.4 mmol)에 [1,1'-biphenyl]-4-amine (10.29 g, 60.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.84 g, 0.9 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.2ml, 2.4 mmol), NaOt-Bu (8.77 g, 91.2 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 7.72 g (수율: 79%)를 얻었다.
4. Sub 2-15 합성예
<반응식 24>
Figure 112014033256266-pat00054
출발물질인 3-bromo-1,1'-biphenyl (7.23 g, 31 mmol)에 [1,1'-biphenyl]-4-amine (10.5 g, 62 mmol), Pd2(dba)3 (0.85 g, 0.9 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.2ml, 2.5 mmol), NaOt-Bu (8.94 g, 93.1 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 7.98 g (수율: 80%)를 얻었다.
5. Sub 2-21 합성예
<반응식 25>
Figure 112014033256266-pat00055
출발물질인 5'-bromo-1,1':3',1''-terphenyl (12.81 g, 41.4 mmol)에 aniline (7.72 g, 82.9 mmol), Pd2(dba)3 (1.14 g, 1.2 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.6ml, 3.3 mmol), NaOt-Bu (11.95 g, 124.3 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 11.32 g (수율: 85%)를 얻었다.
6. Sub 2-32 합성예
<반응식 26>
Figure 112014033256266-pat00056
출발물질인 4-(4-bromophenyl)isoquinoline (10.04 g, 35.3 mmol)에 aniline (6.58 g, 70.7 mmol), Pd2(dba)3 (0.97 g, 1.1 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.4ml, 2.8 mmol), NaOt-Bu (10.19 g, 106 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 7.43 g (수율: 71%)를 얻었다.
7. Sub 2-36 합성예
<반응식 27>
Figure 112014033256266-pat00057
출발물질인 6-bromoquinoline (9.22 g, 44.3 mmol)에 [1,1'-biphenyl]-4-amine (15 g, 88.6 mmol), Pd2(dba)3 (1.22 g, 1.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.7ml, 3.5 mmol), NaOt-Bu (12.78 g, 132.9 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 8.54 g (수율: 65%)를 얻었다.
8. Sub 2-44 합성예
<반응식 28>
Figure 112014033256266-pat00058
출발물질인 2-bromodibenzo[b,d]thiophene (9.57 g, 36.4 mmol)에 naphthalen-1-amine (10.41 g, 72.7 mmol), Pd2(dba)3 (1 g, 1.1 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.4ml, 2.9 mmol), NaOt-Bu (10.49 g, 109.1 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 9.11 g (수율: 77%)를 얻었다.
9. Sub 2-50 합성예
<반응식 29>
Figure 112014033256266-pat00059
출발물질인 3-bromodibenzo[b,d]furan (8.06 g, 32.6 mmol)에 naphthalen-1-amine (9.34 g, 65.2 mmol), Pd2(dba)3 (0.9 g, 1 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.3ml, 2.6 mmol), NaOt-Bu (9.41 g, 97.9 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 8.07 g (수율: 80%)를 얻었다.
10. Sub 2-58 합성예
<반응식 30>
Figure 112014033256266-pat00060
출발물질인 2-bromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene (10.81 g, 39.6 mmol)에 [1,1'-biphenyl]-4-amine (13.39 g, 79.1 mmol), Pd2(dba)3 (1.09 g, 1.2 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.5ml, 3.2 mmol), NaOt-Bu (11.41 g, 118.7 mmol), toluene을 상기 Sub 2-2 합성법을 사용하여 생성물 11.73 g (수율: 82%)를 얻었다.
한편, Sub 2에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 4는 Sub 2에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure 112014033256266-pat00061
Figure 112014033256266-pat00062
[표 4]
Figure 112014033256266-pat00063
Figure 112014033256266-pat00064

III . Product 합성
Sub 1 (1 당량)을 둥근바닥플라스크에 toluene으로 녹인 후에, Sub 2 (1 당량), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.08 당량), NaOt-Bu (3 당량)을 첨가하고 100°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 최종 생성물(final product)를 얻었다.
1. P-1 합성예
<반응식 31>
Figure 112014033256266-pat00065
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-1 (5.15 g, 9.6 mmol)을 둥근바닥플라스크에 toluene으로 녹인 후에, Sub 2-14 (3.08 g, 9.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.26 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.76 g, 28.7 mmol)을 첨가하고 100°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 6.41 g (수율: 86%)를 얻었다.
2. P-10 합성예
<반응식 32>
Figure 112014033256266-pat00066
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-5 (5.63 g, 9.6 mmol)에 Sub 2-58 (3.46 g, 9.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.26 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.76 g, 28.7 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.65 g (수율: 80%)를 얻었다.
3. P-31 합성예
<반응식 33>
Figure 112014033256266-pat00067
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-21 (7.67 g, 10.4 mmol)에 Sub 2-36 (3.07 g, 10.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.28 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.99 g, 31.1 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.64 g (수율: 67%)를 얻었다.
4. P-36 합성예
<반응식 34>
Figure 112014033256266-pat00068
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-25 (5.88 g, 10 mmol)에 Sub 2-21 (3.22 g, 10 mmol), Pd2(dba)3 (0.27 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.89 g, 30 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.46 g (수율: 78%)를 얻었다.
5. P-44 합성예
<반응식 35>
Figure 112014033256266-pat00069
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-33 (6.02 g, 9.4 mmol)에 Sub 2-15 (3.03 g, 9.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.26 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.72 g, 28.3 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.22 g (수율: 75%)를 얻었다.
6. P-61 합성예
<반응식 36>
Figure 112014033256266-pat00070
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-50 (6.98 g, 9.6 mmol)에 Sub 2-2 (2.1 g, 9.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.26 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.76 g, 28.7 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.73 g (수율: 81%)를 얻었다.
7. P-73 합성예
<반응식 37>
Figure 112014033256266-pat00071
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-62 (6.27 g, 9.4 mmol)에 Sub 2-32 (2.8 g, 9.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.26 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.72 g, 28.3 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.06 g (수율: 73%)를 얻었다.
8. P-89 합성예
<반응식 38>
Figure 112014033256266-pat00072
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-77 (5.81 g, 8.8 mmol)에 Sub 2-58 (3.16 g, 8.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.24 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.3ml, 0.7 mmol), NaOt-Bu (2.52 g, 26.3 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.86 g (수율: 83%)를 얻었다.
9. P-110 합성예
<반응식 39>
Figure 112014033256266-pat00073
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-95 (6.27 g, 9.1 mmol)에 Sub 2-50 (2.81 g, 9.1 mmol), Pd2(dba)3 (0.25 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.7 mmol), NaOt-Bu (2.62 g, 27.3 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.43 g (수율: 77%)를 얻었다.
10. P-117 합성예
<반응식 40>
Figure 112014033256266-pat00074
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-102 (6.79 g, 9.2 mmol)에 Sub 2-8 (2.25 g, 9.2 mmol), Pd2(dba)3 (0.25 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.7 mmol), NaOt-Bu (2.65 g, 27.5 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.14 g (수율: 74%)를 얻었다.
11. P-139 합성예
<반응식 41>
Figure 112014033256266-pat00075
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-122 (7.46 g, 10.1 mmol)에 Sub 2-44 (3.28 g, 10.1 mmol), Pd2(dba)3 (0.28 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.91 g, 30.3 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.45 g (수율: 65%)를 얻었다.
12. P-141 합성예
<반응식 42>
Figure 112014033256266-pat00076
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-124 (6.51 g, 8.8 mmol)에 Sub 2-21 (2.83 g, 8.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.24 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.3ml, 0.7 mmol), NaOt-Bu (2.54 g, 26.4 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 6.73 g (수율: 78%)를 얻었다.
13. P-161 합성예
<반응식 43>
Figure 112014033256266-pat00077
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-143 (8.56 g, 10.2 mmol)에 Sub 2-2 (2.24 g, 10.2 mmol), Pd2(dba)3 (0.28 g, 0.3 mmol), 50% P(t-Bu)3 (0.4ml, 0.8 mmol), NaOt-Bu (2.94 g, 30.6 mmol), toluene을 상기 P-1 합성법을 사용하여 생성물 7.18 g (수율: 72%)를 얻었다.
한편, 상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 P-1 내지 P-168의 FD-MS 값은 하기 표 5와 같다.
[표 5]
Figure 112014033256266-pat00078
Figure 112014033256266-pat00079
Figure 112014033256266-pat00080
한편, 상기에서는 화학식 1로 표시되는 본 발명의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Ullmann 반응, Suzuki cross-coupling 반응, PPh3-mediated reductive cyclization 반응 (J. Org. Chem. 2005, 70, 5014.), Miyaura boration 반응 및 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 1에 정의된 다른 치환기(R1 내지 R4, Ar1, Ar2, L1, L2, m, n, o 및 p 등의 치환기)가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
예컨데, 반응식 2에서 출발물질 -> Sub 1-I 및 Sub 1-I -> Sub 1로의 반응, 반응식 3에서 출발물질 -> Sub 1-I 반응, 반응식 4에서 Sub 1-I -> Sub 1 반응, 반응식 6에서 M 1 -> M 2-I 반응 등은 모두 Ullmann 반응에 기초한 것이고, 반응식 3에서 Sub 1-I -> Sub 1 반응, 반응식 4에서 출발물질 -> Sub 1-I 반응, 반응식 5에서 출발물질 -> Sub 1-I 및 Sub 1-I -> Sub 1로의 반응, 반응식 6에서 출발물질 -> M 1-I 반응은 모두 Suzuki cross-coupling 반응에 기초한 것이며, 반응식 6에서 M 1-I -> M 1 반응은 PPh3-mediated reductive cyclization 반응에 기초한 것이다. 이어서 반응식 6에서 M 2-I -> M 2 반응은 Miyaura boration 반응에 기초한 것이고, 반응식 20에서 출발물질 -> Sub 2 반응 및 반응식 31 내지 반응식 43의 반응은 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응에 기초한 것으로, 이들에 구체적으로 명시되지 않은 치환기가 결합되더라도 상기 반응들이 진행할 것이다.
유기전기소자의 제조평가
[ 실시예 I-1] 그린유기전기발광소자 ( 정공수송층 )
본 발명의 화합물을 정공수송층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전기발광소자를 제작하였다. 먼저, 유기 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (이하 "2-TNATA"로 약기함)을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 본 발명의 화합물 P-1을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하, "CBP"로 약기함)을 호스트 물질로, tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, "Ir(ppy)3"으로 약기함)을 도판트 물질로 사용하고 90:10 중량비로 도핑하여 30nm 두께로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 이어서 상기 발광층 상에 (1,1'-비스페닐)-4-올레이토)비스(2-메틸-8-퀴놀린올레이토)알루미늄 (이하 "BAlq"로 약기함)을 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 (이하 "Alq3"로 약기함)을 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[ 실시예 I-2] 내지 [ 실시예 I-154] 그린유기전기발광소자 ( 정공수송층 )
정공 수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 6에 기재된 본 발명의 화합물 P-2 내지 P-164를 사용한 점을 제외하고는 실시예 I-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 I-1]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 비교화합물 1을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 I-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 1>
Figure 112014033256266-pat00081
[비교예 I-2]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 비교화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 I-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 2>
Figure 112014033256266-pat00082
[비교예 I-3]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 비교화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 I-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 3>
Figure 112014033256266-pat00083
[비교예 I-4]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 비교화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 I-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 4>
Figure 112014033256266-pat00084
본 발명의 실시예 I-1 내지 실시예 I-154 및 비교예 I-1 내지 비교예 I-4에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 5000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 6과 같다.
[표 6]
Figure 112014033256266-pat00085
Figure 112014033256266-pat00086
Figure 112014033256266-pat00087
Figure 112014033256266-pat00088
Figure 112014033256266-pat00089
상기 표 6의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기전기 발광소자용 재료를 정공수송층 재료로 사용할 경우 유기전기발광소자의 발광효율과 수명을 현저히 개선시킬 수 있다.
특히, NPB인 비교화합물 1보다 1개 내지 2개의 카바졸 코어를 가지는 비교화합물 2 내지 비교화합물 4가 발광효율 면에서 더 높은 결과를 나타내었고, 2개의 카바졸 코어에 방향족 고리가 추가적으로 축합된 형태인 본 발명의 화합물이 비교화합물 2 내지 비교화합물 4보다 높은 발광효율 및 높은 수명을 나타내었다.
카바졸 코어가 1개 내지 2개 도입된 비교화합물 2 내지 비교화합물 4의 경우, 비교화합물 1보다는 높은 T1 값으로 전자를 블로킹하는 능력이 향상되어 효율이 증대되는 것을 확인 할 수 있으나, 상대적으로 너무 빠른 정공이동도(hole mobility)를 나타내어 발광층 내에 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 본 발명의 화합물 보다는 효율 및 수명이 감소되는 것을 확인 할 수 있다.
반면, 2개의 카바졸 코어에 방향족고리가 추가로 융합된 본 발명의 화합물은 높은 T1값 및 높은 열적 안정성과 함께 카바졸 코어 안에 정공을 가두는(trapping) 능력이 향상되어 비교화합물 2 내지 비교화합물 4보다 전하 균형(Charge balance)을 이루기에 용이한 정공 이동도(Hole mobility)를 가지는 것으로 판단된다.
상기에 설명한 바와 같이 카바졸 코어에 방향족고리를 추가적으로 융합시킴에 따라 밴드 갭, 전기적 특성 및 계면 특성 등이 크게 변화되며, 이는 소자의 성능향상에 주요 인자로 작용한다는 것을 확인할 수 있다.
또한 정공수송층의 경우에는 발광층(호스트)과의 상호관계를 파악해야 하는바, 유사한 코어를 사용하더라도 본 발명에 따른 화합물이 사용된 정공수송층에서 나타내는 특징을 유추하는 것은 통상의 기술자라 하더라도 매우 어려울 것이다.
[ 실시예 II -1] 레드유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
본 발명의 화합물을 발광보조층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전기발광소자를 제작하였다. 먼저 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 2-TNATA를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 NPB를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 P-1을 20 nm의 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성한 후, 상기 발광보조층 상에 CBP를 호스트 물질로, bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하 "(piq)2Ir(acac)"로 약기함)을 도판트 물질로 사용하고 95:5 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 이어서, 상기 발광층 상에 BAlq를 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 Alq3를 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[ 실시예 II -2] 내지 [ 실시예 II -76] 레드유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 7에 기재된 본 발명의 화합물 P-2 내지 P-164를 사용한 점을 제외하고는 실시예 II-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 II-1]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 II-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 II-2]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 3를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 II-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 II-3]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 II-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 II-4]
발광보조층을 형성하지 않은 점을 제외하고는 상기 실시예 II-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 II-1 내지 실시예 II-76 및 비교예 II-1 내지 비교예 II-4에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 2500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 7과 같다.
[표 7]
Figure 112014033256266-pat00090
Figure 112014033256266-pat00091
Figure 112014033256266-pat00092

[ 실시예 III -1] 그린유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
본 발명의 화합물을 발광보조층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전기발광소자를 제작하였다. 먼저 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 2-TNATA를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 NPB를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 P-1을 20 nm의 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성한 후, 상기 발광보조층 상에 CBP를 호스트 물질로, Ir(ppy)3을 도판트 물질로 사용하고 90:10 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 이어서, 상기 발광층 상에 BAlq를 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 Alq3를 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[ 실시예 III -2] 내지 [ 실시예 III -124] 그린유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 8에 기재된 본 발명의 화합물 P-2 내지 P-164를 사용한 점을 제외하고는 실시예 III-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 III-1]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 III-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 III-2]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 3를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 III-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 III-3]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 III-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 III-4]
발광보조층을 형성하지 않은 점을 제외하고는 상기 실시예 III-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 III-1 내지 실시예 III-124 및 비교예 III-1 내지 비교예 III-4에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 5000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 8과 같다.
[표 8]
Figure 112014033256266-pat00093
Figure 112014033256266-pat00094
Figure 112014033256266-pat00095
Figure 112014033256266-pat00096

[ 실시예 IV -1] 블루유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
본 발명의 화합물을 발광보조층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전기발광소자를 제작하였다. 먼저 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 2-TNATA를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 N,N'-Bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (이하 "NPB"로 약기함)을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 P-1을 20 nm의 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성한 후, 상기 발광보조층 상에 9,10-Di(2-naphthyl)anthracene (이하 "ADN"이라 약기함)을 호스트 물질로, BD-052X (Idemitsu kosan 제조)을 도판트 물질로 사용하고 93:7 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 이어서, 상기 발광층 상에 BAlq를 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 Alq3를 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[ 실시예 IV -2] 내지 [ 실시예 IV -40] 블루유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 9에 기재된 본 발명의 화합물 P-2 내지 P-164를 사용한 점을 제외하고는 실시예 IV-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 IV-1]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 IV-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 IV-2]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 3를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 IV-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 IV-3]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 IV-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 IV-4]
발광보조층을 형성하지 않은 점을 제외하고는 상기 실시예 IV-1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 IV-1 내지 실시예 IV-40 및 비교예 IV-1 내지 비교예 IV-4에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 9와 같다.
[표 9]
Figure 112014033256266-pat00097
Figure 112014033256266-pat00098
상기 표 7 내지 표 9의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화합물을 발광보조층의 재료로 사용한 유기전기발광소자는 비교예 II-1 내지 비교예 IV-4의 유기전기발광소자에 비해 발광효율이 향상되고 수명이 현저히 개선되었다.
이와 같은 결과는 발광보조층을 형성하지 않은 소자보다 비교화합물 2 내지 비교화합물 4 및 본 발명의 화합물을 발광보조층으로 사용한 소자가 발광효율 및 수명이 향상된 것을 확인할 수 있으며, 그 중에서도 본 발명의 화합물이 발광효율과 수명 면에서 월등히 높은 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이는 2개의 카바졸 코어에 방향족 고리가 추가적으로 축합된 형태가 정공수송층 뿐만 아니라 발광보조층(청색 형광, 녹색 인광, 적색 인광)에서도 소자의 성능향상에 주요 인자로 작용하여 전하균형(charge balance)을 유지시키고 효과적인 전자 블로킹 역할을 수행하기 때문인 것으로 판단된다.
특히, 발광보조층으로 사용한 본 발명의 화합물은 L1과 L2에 페닐렌기를 도입시 좀 더 뒤틀린(twisted) 구조 형태를 만들면서 발광보조층 내 물질 간의 패킹 밀도(packing density)를 조절하여 정공이동도(hole mobility)를 상대적으로 낮추고 결과적으로 발광층 내에 전하 균형(charge balance)을 이루는 것을 용이하게 만들어 가장 높은 발광효율 및 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기전기소자 110: 기판
120: 제 1전극 130: 정공주입층
140: 정공수송층 141: 버퍼층
150: 발광층 151: 발광보조층
160: 전자수송층 170: 전자주입층
180: 제 2전극

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    <화학식 1>
    Figure 112020074437528-pat00099

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R4는 서로 독립적으로 중수소; 할로겐; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C6~C60의 방향족 고리와 C3~C60의 지방족 고리의 융합고리기; C2~C20의 알켄일기; -La-N(Ara)(Arb); C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며, 다만 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성하고,
    m, n, o 및 p는 각각 0 내지 4의 정수이고, 이들 각각이 2이상의 정수일 경우 복수의 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C6~C60의 방향족 고리와 C3~C60의 지방족 고리의 융합고리기; C2~C20의 알켄일기; -La-N(Ara)(Arb); C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며,
    La 는 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 2가 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 2가 융합고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ara 및 Arb는 서로 독립적으로, C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C6~C60의 방향족 고리와 C3~C60의 지방족 고리의 융합고리기; 및 C2~C20의 알켄일기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며,
    L1 및 L2 는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 2가 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 2가 융합고리기로 이루어진 군에서 선택되며, 이들 각각(단일결합 제외)은 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; -N(Arc)(Ard); 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있고,
    상기 Arc 및 Ard는 서로 독립적으로, C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며,
    상기 R1 내지 R4, Ar1 및 Ar2의 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알콕실기, 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며,
    단, Ar1과 Ar2 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기이거나, L1과 L2 중에서 적어도 하나가 플루오렌일렌기 또는 헤테로고리기이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    하기 화학식 중 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure 112020074437528-pat00100

    Figure 112020074437528-pat00101

    Figure 112020074437528-pat00102

    상기 화학식 2 내지 화학식 34에서, q, r, s 및 t는 서로 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, R1 내지 R4, Ar1, Ar2, L1, L2, m, n, o 및 p는 제1항에서 정의된 것과 동일하다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure 112020074437528-pat00112
    Figure 112020074437528-pat00113
    Figure 112020074437528-pat00114

    Figure 112020074437528-pat00115
    Figure 112020074437528-pat00116
    Figure 112020074437528-pat00117

    Figure 112020074437528-pat00118
    Figure 112020074437528-pat00119
    Figure 112020074437528-pat00120

    Figure 112020074437528-pat00121
    Figure 112020074437528-pat00122

    Figure 112020074437528-pat00123
    Figure 112020074437528-pat00124
    Figure 112020074437528-pat00125

    Figure 112020074437528-pat00126
    Figure 112020074437528-pat00127
    Figure 112020074437528-pat00128

    Figure 112020074437528-pat00129
    Figure 112020074437528-pat00130

    Figure 112020074437528-pat00131
    Figure 112020074437528-pat00132
    Figure 112020074437528-pat00133
    Figure 112020074437528-pat00134

    Figure 112020074437528-pat00135
    Figure 112020074437528-pat00136

    Figure 112020074437528-pat00137
    Figure 112020074437528-pat00138
    Figure 112020074437528-pat00139

    Figure 112020074437528-pat00140
    Figure 112020074437528-pat00141
    Figure 112020074437528-pat00142

    Figure 112020074437528-pat00143
    Figure 112020074437528-pat00144
    .
  4. 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 위치하는 유기물층;을 포함하는 유기전기소자에 있어서,
    상기 유기물층은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 화합물은 상기 유기물층의 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 및 발광층 중 적어도 하나의 층에 함유되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 유기물층은 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정 또는 롤투롤 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  7. 제 4항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및
    상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치.
KR1020140041470A 2014-04-07 2014-04-07 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 KR102154762B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140041470A KR102154762B1 (ko) 2014-04-07 2014-04-07 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140041470A KR102154762B1 (ko) 2014-04-07 2014-04-07 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150116337A KR20150116337A (ko) 2015-10-15
KR102154762B1 true KR102154762B1 (ko) 2020-09-10

Family

ID=54356943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140041470A KR102154762B1 (ko) 2014-04-07 2014-04-07 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102154762B1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6755806B2 (ja) * 2015-01-08 2020-09-16 保土谷化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102469075B1 (ko) 2015-11-12 2022-11-24 에스에프씨 주식회사 고효율 특성을 갖는 유기 발광 소자
KR102496416B1 (ko) * 2016-04-01 2023-02-06 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP6874389B2 (ja) * 2017-01-26 2021-05-19 株式会社リコー エレクトロクロミック化合物、エレクトロクロミック組成物およびエレクトロクロミック素子
CN110382488B (zh) * 2017-03-08 2023-11-03 出光兴产株式会社 化合物、有机电致发光元件用材料、有机电致发光元件和电子设备
JPWO2018178818A1 (ja) * 2017-03-31 2020-02-27 株式会社半導体エネルギー研究所 有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
CN107353298A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 长春海谱润斯科技有限公司 一种含咔唑类结构的芳香胺衍生物及其有机发光器件
KR102400585B1 (ko) * 2017-10-27 2022-05-23 삼성디스플레이 주식회사 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN110272422A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 北京鼎材科技有限公司 一种通式化合物及其应用
CN110272421A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 北京鼎材科技有限公司 一种通式化合物及其应用
EP3778596A4 (en) * 2018-03-28 2021-12-22 Idemitsu Kosan Co.,Ltd. MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENTS, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE
CN110386894A (zh) * 2018-04-20 2019-10-29 北京鼎材科技有限公司 一种空穴传输材料及其应用
CN110577545B (zh) * 2018-06-07 2021-04-16 江苏三月科技股份有限公司 一种三芳胺类化合物及其在有机电致发光器件上的应用
CN108864068B (zh) * 2018-07-27 2021-12-28 武汉天马微电子有限公司 一种化合物以及有机发光显示装置
EP3702349B1 (en) 2019-02-26 2023-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Heterocyclic compound and organic light-emitting device including the same
KR20200113057A (ko) * 2019-03-20 2020-10-06 삼성디스플레이 주식회사 아민계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102420146B1 (ko) * 2019-06-18 2022-07-12 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
CN113563253A (zh) * 2020-04-28 2021-10-29 江苏三月科技股份有限公司 一种以三芳胺为核心的有机化合物及其应用
CN113851588A (zh) * 2020-06-28 2021-12-28 冠能光电材料(深圳)有限责任公司 一种电致发光材料及其在有机发光器件应用
KR20230078941A (ko) 2020-09-30 2023-06-05 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 화합물, 유기 전기발광 소자용 재료, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기
KR20220046037A (ko) * 2020-10-06 2022-04-14 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
CN113801057B (zh) * 2021-08-13 2023-04-18 浙江大学 䓛基氮杂[7]螺烯类化合物、制备方法及应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080047209A (ko) * 2006-11-24 2008-05-28 삼성전자주식회사 유기 발광 화합물 및 이를 구비한 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150116337A (ko) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102154762B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP6340096B2 (ja) 有機電子素子用化合物、これを用いた有機電子素子及びその電子装置
KR101923171B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102287012B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102164046B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102212965B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101512059B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102188300B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102212984B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102179763B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102333974B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102121980B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102171124B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102242791B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102109352B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102231935B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20160121946A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20150121337A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102428221B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102267817B1 (ko) 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자장치
KR102298015B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20160059336A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102212972B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102381320B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102052565B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]