KR102299363B1 - 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

축합환 화합물 및 상기 축합환 화합물을 포함한 유기 발광 소자가 개시된다.

Description

축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자{Condensed cyclic compound and organic light-emitting device including the same}
축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자가 제시된다.
유기 발광 소자(organic light-emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일예에 따르면, 유기 발광 소자는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층 포함할 수 있다. 상기 애노드와 발광층 사이에는 정공 수송 영역이 구비될 수 있고, 상기 발광층과 캐소드 사이에는 전자 수송 영역이 구비될 수 있다. 상기 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
본 발명의 실시예들은 축합환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 하기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물을 개시한다:
<화학식 1>
Figure 112014092149363-pat00001
상기 화학식 1 중,
L1은 페닐렌(phenylene)기, 피리디닐렌(pyridinylene)기, 피리미디닐렌(pyrimidinylene)기 및 트리아지닐렌(triazinylene)기 중에서 선택되고;
X1은 질소 원자(N) 또는 CR1이고; X2는 N 또는 CR2이고; X3는 N 또는 CR3이고; X4는 N 또는 CR4이고; X5은 N 또는 CR5이고; X6는 N 또는 CR6이고; X7는 N 또는 CR7이고; X8는 N 또는 CR8이고; X9는 N 또는 CR9이고; X10는 N 또는 CR10이고; X11는 N 또는 CR11이고; X12는 N 또는 CR12이고; X13는 N 또는 CR13이고; X14는 N 또는 CR14이고; X15는 N 또는 CR15이고; X16는 N 또는 CR16이고;
R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
X1 내지 X16 중 적어도 하나는 CRET이고;
RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기이고;
Figure 112014092149363-pat00002
상기 화학식 2-1 내지 2-8 중,
R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q31)(Q32)(Q33); 중에서 선택되고;
Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함한 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 전술한 축합환 화합물을 적어도 1종 이상을 포함하는, 유기 발광 소자를 개시한다.
상기 축합환 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있을 수 있고, 상기 발광층은 도펀트를 더 포함할 수 있고, 상기 축합환 화합물은 호스트일 수 있다.
상기 축합환 화합물은 우수한 전기적 특성 및 열적 안정성을 갖는 바, 상기 축합환 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도, 장수명 및 고색순도 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 53의 열분석 결과(DSC)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 53의 열분석 결과(TGA)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 55의 열분석 결과(DSC)이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 55의 열분석 결과(TGA)이다.
일 실시예에 있어서, 축합환 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다:
<화학식 1>
Figure 112014092149363-pat00003
상기 화학식 1 중, L1은 페닐렌(phenylene)기, 피리디닐렌(pyridinylene)기, 피리미디닐렌(pyrimidinylene)기 및 트리아지닐렌(triazinylene)기 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, L1은 하기 화학식 3-1 내지 3-14 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00004
상기 화학식 3-1 내지 3-14 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로, 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L1은 상기 화학식 3-2, 3-3, 3-5 내지 3-9 및 3-11 내지 3-14 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L1은 상기 화학식 3-2, 3-5, 3-6, 3-7, 3-11, 3-12 및 3-14 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, X1은 질소 원자(N) 또는 CR1이고; X2는 N 또는 CR2이고; X3는 N 또는 CR3이고; X4는 N 또는 CR4이고; X5은 N 또는 CR5이고; X6는 N 또는 CR6이고; X7는 N 또는 CR7이고; X8는 N 또는 CR8이고; X9는 N 또는 CR9이고; X10는 N 또는 CR10이고; X11는 N 또는 CR11이고; X12는 N 또는 CR12이고; X13는 N 또는 CR13이고; X14는 N 또는 CR14이고; X15는 N 또는 CR15이고; X16는 N 또는 CR16일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, X1은 CR1이고; X2는 CR2이고; X3는 CR3이고; X4는 CR4이고; X5은 CR5이고; X6는 CR6이고; X7는 CR7이고; X8는 CR8이고; X9는 CR9이고; X10는 CR10이고; X11는 CR11이고; X12는 CR12이고; X13는 CR13이고; X14는 CR14이고; X15는 CR15이고; X16는 CR16일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1은 N이고; X2는 CR2이고; X3는 CR3이고; X4는 CR4이고; X5은 CR5이고; X6는 CR6이고; X7는 CR7이고; X8는 CR8이고; X9는 CR9이고; X10는 CR10이고; X11는 CR11이고; X12는 CR12이고; X13는 CR13이고; X14는 CR14이고; X15는 CR15이고; X16는 CR16일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1은 CR1이고; X2는 N이고; X3는 CR3이고; X4는 CR4이고; X5은 CR5이고; X6는 CR6이고; X7는 CR7이고; X8는 CR8이고; X9는 CR9이고; X10는 CR10이고; X11는 CR11이고; X12는 CR12이고; X13는 CR13이고; X14는 CR14이고; X15는 CR15이고; X16는 CR16일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1은 N이고; X2는 CR2이고; X3는 CR3이고; X4는 CR4이고; X5은 CR5이고; X6는 CR6이고; X7는 CR7이고; X8는 N이고; X9는 CR9이고; X10는 CR10이고; X11는 CR11이고; X12는 CR12이고; X13는 CR13이고; X14는 CR14이고; X15는 CR15이고; X16는 CR16일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1은 CR1이고; X2는 N이고; X3는 CR3이고; X4는 CR4이고; X5은 CR5이고; X6는 CR6이고; X7는 N이고; X8는 CR8이고; X9는 CR9이고; X10는 CR10이고; X11는 CR11이고; X12는 CR12이고; X13는 CR13이고; X14는 CR14이고; X15는 CR15이고; X16는 CR16일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q31)(Q32)(Q33); 중에서 선택되고;
Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택될 수 있고,
RET에 관한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기(phenyl), 펜탈레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵탈레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 펜타세닐기(pentacenyl), 루비세닐기(rubicenyl), 코로네닐기(coronenyl), 오발레닐기(ovalenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 티오페닐기(thiophenyl), 퓨라닐기(furanyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이속사졸일기(isooxazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐(phenanthrolinyl), 페나지닐(phenazinyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 벤조퓨라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 이소벤조티아졸일기(isobenzothiazolyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 이소벤조옥사졸일기(isobenzooxazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 테트라졸일기(tetrazolyl), 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조퓨라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기(benzocarbazolyl) 및 디벤조카바졸일기(dibenzocarbazolyl); 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐, 페나지닐, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, X1 내지 X16 중 적어도 하나는 CRET일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, X1 내지 X16 중 어느 하나 또는 두 개는 CRET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X1 내지 X16 중 어느 하나는 CRET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X11 및 X14 중 어느 하나는 CRET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X14는 CRET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X10 및 X15 중 어느 하나는 CRET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X15는 CRET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기일 수 있다:
Figure 112014092149363-pat00005
상기 화학식 2-1 내지 2-8 중, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 후술하는 바를 참조하고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, RET는 상기 화학식 2-1, 2-3, 2-4 및 2-6 중 어느 하나로 표시되는 기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2-1 내지 2-8 중, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 적어도 하나의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q31)(Q32)(Q33); 중에서 선택되고;
Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 2-1 내지 2-8 중, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기(phenyl), 펜탈레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵탈레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 펜타세닐기(pentacenyl), 루비세닐기(rubicenyl), 코로네닐기(coronenyl), 오발레닐기(ovalenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 티오페닐기(thiophenyl), 퓨라닐기(furanyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이속사졸일기(isooxazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐(phenanthrolinyl), 페나지닐(phenazinyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 벤조퓨라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 이소벤조티아졸일기(isobenzothiazolyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 이소벤조옥사졸일기(isobenzooxazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 테트라졸일기(tetrazolyl), 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조퓨라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기(benzocarbazolyl) 및 디벤조카바졸일기(dibenzocarbazolyl); 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐, 페나지닐, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 2-1 내지 2-8 중, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 2-1 내지 2-8 중, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 및
-F 및 시아노기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 2-1 내지 2-8 중, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기 및 하기 화학식 4-1 내지 4-11 중 어느 하나로 표시되는 기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00006
상기 화학식 4-1 내지 4-11 중,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, RET는 하기 화학식 5-1 내지 5-24 중 어느 하나로 표시되는 기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00007
Figure 112014092149363-pat00008
Figure 112014092149363-pat00009
상기 화학식 5-1 내지 5-24 중,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 축합환 화합물은 하기 화학식 1A 내지 1E 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 1A>
Figure 112014092149363-pat00010
<화학식 1B>
Figure 112014092149363-pat00011
<화학식 1C>
Figure 112014092149363-pat00012
<화학식 1D>
Figure 112014092149363-pat00013
<화학식 1E>
Figure 112014092149363-pat00014
상기 화학식 1A 내지 1E 중,
L1은 페닐렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 및 트리아지닐렌기 중에서 선택되고;
R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
R1 내지 R16 중 적어도 하나는 RET이고;RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기이고;
Figure 112014092149363-pat00015
상기 화학식 2-1 내지 2-8 중,
R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 내지 1E 중, R1 내지 R13, R15 및 R16은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
R14는 RET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1A 내지 1E 중, R1 내지 R9, R11 내지 R13, R15 및 R16은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
R10은 수소이고;
R14는 RET일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1A 내지 1E 중, R1 내지 R9, R11 내지 R13, R15 및 R16은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
R10은 수소이고;
R14는 하기 화학식 5-1 내지 5-24 중 어느 하나로 표시되는 기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00016
Figure 112014092149363-pat00017
Figure 112014092149363-pat00018
상기 화학식 5-1 내지 5-24 중,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 실시예에 있어서, 축합환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-9 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 1-1>
Figure 112014092149363-pat00019
<화학식 1-2>
Figure 112014092149363-pat00020
<화학식 1-3>
Figure 112014092149363-pat00021
<화학식 1-4>
Figure 112014092149363-pat00022
<화학식 1-5>
Figure 112014092149363-pat00023
<화학식 1-6>
Figure 112014092149363-pat00024
<화학식 1-7>
Figure 112014092149363-pat00025
<화학식 1-8>
Figure 112014092149363-pat00026
<화학식 1-9>
Figure 112014092149363-pat00027
상기 화학식 1-1 내지 1-9 중,
L1은 페닐렌(phenylene)기, 피리디닐렌(pyridinylene)기, 피리미디닐렌(pyrimidinylene)기 및 트리아지닐렌(triazinylene)기 중에서 선택되고;
R3, R6 및 R14는 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
R3, R6 및 R14 중 적어도 하나는 RET이고;
RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기이고;
Figure 112014092149363-pat00028
상기 화학식 2-1 내지 2-8 중,
R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 1-1 내지 1-9 중, RET는 하기 화학식 5-1 내지 5-24 중 어느 하나로 표시되는 기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00029
Figure 112014092149363-pat00030
Figure 112014092149363-pat00031
상기 화학식 5-1 내지 5-24 중,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 실시예에 있어서, 축합환 화합물은 하기 화합물 1 내지 107 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00032
Figure 112014092149363-pat00033
Figure 112014092149363-pat00034
Figure 112014092149363-pat00035
Figure 112014092149363-pat00036
Figure 112014092149363-pat00037
Figure 112014092149363-pat00038
Figure 112014092149363-pat00039
Figure 112014092149363-pat00040
Figure 112014092149363-pat00041
Figure 112014092149363-pat00042
Figure 112014092149363-pat00043
Figure 112014092149363-pat00044
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 2.5eV 내지 3.3 eV의 삼중항 에너지를 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물의 Tg는 100℃ 내지 200℃일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물의 Td는 300℃ 내지 450℃일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 공액 구조에 "카바졸일기-L1-카바졸일기-트리아졸기"가 포함되도록 공액 길이가 길어지지 않게 조절될 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 높은 삼중항 에너지를 가질 수 있다. 그러므로, 상기 축합환 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 효율은 향상될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 적어도 1개의 트리아졸기를 치환기로 갖는다. 하기 화학식 1'에 예시된 바와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 트라아졸기의 치환기인 R21 및 R22가 공액 구조에 참여하는지 여부에 따라 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물의 공액 길이는 다양하게 조절될 수 있다:
<화학식 1'>
Figure 112014092149363-pat00045
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 하기 화학식 1"에 예시된 바와 같이 2개의 카바졸일기를 포함한다. 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 카바졸일기의 치환기 특성으로 인하여, 높은 열적 안정성 및 높은 전하 이동도를 가질 수 있다.
<화학식 1">
Figure 112014092149363-pat00046
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 550 이상의 분자량, 예를 들어 550 내지 700의 분자량을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 범위를 만족하면, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 증착에 사용할 수 있는 충분한 Td를 가질 수 있다. 또한 상기 범위를 만족하면, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 적절한 Tg를 가지므로, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 향상된 열적 안정성을 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물 중 일부 화합물의 분자량, HOMO 에너지 레벨, LUMO 에너지 레벨 및 T1 에너지 레벨을 B3LYP 에 기반한 density functional theory (DFT)에 의한 분자 구조 최적화를 수반한 Gaussian 09 프로그램을 이용하며 평가한 결과는 하기 표 1과 같다.
HOMO (eV) LUMO (eV) T1 (eV) 분자량
1 -5.627 -2.257 2.699 677
2 -5.336 -1.144 3.086 627
3 -5.324 -1.153 3.079 627
4 -5.318 -1.166 3.086 627
5 -5.291 -1.265 3.005 627
6 -5.47 -1.044 3.125 629
7 -5.242 -1.066 2.908 629
8 -5.437 -1.155 3.137 627
9 -5.321 -1.123 3.113 627
10 -5.398 -1.448 3.104 629
11 -5.411 -1.429 3.076 629
12 -5.348 -1.64 3.049 629
13 -5.364 -1.523 3.049 629
14 -5.403 -1.396 3.116 629
15 -5.282 -1.302 2.902 631
16 -5.535 -1.562 3.131 629
17 -5.421 -1.432 3.106 629
18 -5.576 -2.148 2.918 677
19 -5.688 -2.297 2.927 677
20 -5.465 -1.956 2.871 679
21 -5.7 -2.203 2.978 677
22 -5.538 -2.358 2.744 677
23 -5.578 -2.15 2.839 677
24 -5.579 -2.178 2.839 677
25 -5.718 -2.161 2.777 677
26 -5.573 -1.318 2.974 627
27 -5.579 -1.361 2.872 627
28 -5.381 -1.254 2.798 627
29 -5.591 -1.327 3.102 627
30 -5.588 -1.246 2.89 627
31 -5.293 -0.998 2.748 629
32 -5.448 -1.193 2.902 627
33 -5.591 -1.315 2.977 627
34 -5.63 -1.593 2.989 629
35 -5.627 -1.62 2.869 629
36 -5.43 -1.686 2.77 629
37 -5.664 -1.562 3.103 629
38 -5.665 -1.565 2.855 629
39 -5.448 -1.238 2.75 631
40 -5.476 -1.611 2.851 629
41 -5.646 -1.575 2.991 629
42 -5.689 -2.111 2.91 677
43 -5.618 -2.244 2.71 677
44 -5.555 -1.987 2.693 679
45 -5.711 -2.234 2.713 677
46 -5.552 -2.406 2.609 677
47 -5.661 -2.154 2.731 677
48 -5.672 -2.163 2.832 677
49 -5.748 -2.164 2.777 677
50 -5.556 -1.13 3.054 627
51 -5.49 -1.111 2.975 627
52 -5.241 -1.164 2.925 627
53 -5.647 -1.296 3.141 627
54 -5.392 -1.018 3.022 627
55 -5.138 -0.911 2.78 629
56 -5.267 -1.083 3.01 627
57 -5.587 -1.107 3.105 627
58 -5.615 -1.445 3.072 629
59 -5.61 -1.436 2.973 629
60 -5.375 -1.627 2.848 629
61 -5.735 -1.515 3.155 629
62 -5.555 -1.494 3.019 629
63 -5.281 -1.171 2.768 631
64 -5.413 -1.477 2.945 629
65 -5.674 -1.361 3.107 629
66 -5.7 -2.086 2.934 677
67 -5.573 -2.267 2.629 677
68 -5.489 -1.891 2.732 679
69 -5.624 -2.247 2.754 677
70 -5.563 -2.359 2.558 677
71 -5.672 -2.119 2.771 677
72 -5.7 -2.126 2.837 677
73 -5.752 -2.174 2.781 677
74 -5.568 -1.228 3.071 627
75 -5.522 -1.269 2.959 627
76 -5.209 -1.223 2.839 627
77 -5.632 -1.268 3.118 627
78 -5.429 -1.144 2.998 627
79 -5.341 -0.97 2.921 629
80 -5.309 -1.14 3.024 627
81 -5.593 -1.19 3.102 627
82 -5.638 -1.491 3.094 629
83 -5.619 -1.531 2.964 629
84 -5.322 -1.67 2.791 629
85 -5.723 -1.496 3.134 629
86 -5.586 -1.448 3 629
87 -5.459 -1.181 2.925 631
88 -5.429 -1.562 2.992 629
89 -5.687 -1.436 3.107 629
90 -5.718 -2.082 2.949 677
91 -5.582 -2.313 2.741 677
92 -5.602 -1.842 2.922 679
93 -5.63 -2.247 2.856 677
94 -5.531 -2.403 2.58 677
95 -5.668 -2.159 2.814 677
96 -5.703 -2.143 2.862 677
97 -5.461 -1.503 3.051 628
98 -5.609 -1.484 3.008 628
99 -5.496 -1.255 3.056 628
100 -5.601 -1.265 3.054 628
101 -5.611 -1.675 3.03 629
102 -5.394 -1.607 3.059 629
103 -5.641 -1.851 2.829 629
104 -5.32 -1.793 3.043 629
105 -5.555 -1.267 3.042 628
106 -5.707 -1.538 3.023 629
107 -5.737 -1.599 3.022 630
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물의 합성 방법은, 후술하는 합성예를 참조하여, 당업자가 용이하게 인식할 수 있다.
제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된, 발광층을 포함한 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물을 적어도 1종 이상 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 유기 발광 소자의 유기층, 예를 들어, 상기 유기층 중 발광층의 호스트로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 발광 소자는 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 유기층을 구비함으로써, 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명을 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 유기 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 축합환 화합물은 호스트이고, 상기 발광층은 도펀트를 더 포함할 수 있다(즉, 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물의 함량은 상기 도펀트의 함량보다 많을 수 있다.). 상기 발광층은 녹색광 또는 청색광을 방출하는 녹색 발광층 또는 청색 발광층일 수 있고, 상기 도펀트는 인광 도펀트일 수 있다.
본 명세서 중 "(유기층이) 축합환 화합물을 1종 이상 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 축합환 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 축합환 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은 상기 축합환 화합물로서, 상기 화합물 1만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 축합환 화합물로서, 상기 화합물 1과 화합물 2를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1과 2는 동일한 층에 존재(예를 들어, 상기 화합물 1과 2는 모두 발광층에 존재할 수 있음)할 수 있다.
상기 제1전극은 정공 주입 전극인 애노드이고 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드이거나, 상기 제1전극은 전자 주입 전극인 캐소드이고 상기 제2전극은 정공 주입 전극인 캐소드이다.
예를 들어, 상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함한 정공 수송 영역; 및 ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함한 전자 수송 영역;을 포함할 수 있다.
본 명세서 중 "유기층"은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"은 유기 화합물뿐만 아니라, 금속을 포함한 유기금속 착체 등도 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. 유기 발광 소자(10)는 제1전극(11), 유기층(15) 및 제2전극(19)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.
상기 제1전극(11) 하부 또는 제2전극(19) 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(11)은 예를 들어, 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 애노드일 수 있다. 상기 제1전극용 물질은 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등과 같은 금속을 이용할 수 있다.
상기 제1전극(11)은 단일층 또는 2 이상의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(11)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(11) 상부로는 유기층(15)이 배치되어 있다.
상기 유기층(15)은 정공 수송 영역(hole transport region); 발광층(emission layer); 및 전자 수송 영역(electron transport region);을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 제1전극(11)과 발광층 사이에 배치될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 버퍼층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층만을 포함하거나, 정공 수송층만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 정공 수송 영역은, 제1전극(11)로부터 차례로 적층된, 정공 주입층/정공 수송층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있다.
정공 수송 영역이 정공 주입층을 포함할 경우, 정공 주입층(HIL)은 상기 제1전극(11) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들어, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 코팅 조건은 정공주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층 및 전자 저지층 형성 조건은 정공 주입층 형성 조건을 참조한다.
상기 정공 수송 영역은, 예를 들어, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, α-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산), PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)), 하기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 202로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure 112014092149363-pat00047
Figure 112014092149363-pat00048
<화학식 201>
Figure 112014092149363-pat00049
<화학식 202>
Figure 112014092149363-pat00050
상기 화학식 201 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로,
페닐렌, 펜타레닐렌, 인데닐렌, 나프틸렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 아세나프틸렌, 플루오레닐렌, 페나레닐렌, 페난트레닐렌, 안트라세닐렌, 플루오란테닐렌, 트리페닐레닐렌, 파이레닐렌, 크라이세닐레닐렌, 나프타세닐렌, 피세닐렌, 페릴레닐렌 및 펜타세닐렌; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실, 시아노, 니트로, 아미노기 아미디노, 히드라진, 히드라존, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬, C2-C60알케닐, C2-C60알키닐, C1-C60알콕시, C3-C10시클로알킬, C3-C10시클로알케닐, C3-C10헤테로시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알케닐, C6-C60아릴, C6-C60아릴옥시, C6-C60아릴티오, C2-C60헤테로아릴, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌, 펜타레닐렌, 인데닐렌, 나프틸렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 아세나프틸렌, 플루오레닐렌, 페나레닐렌, 페난트레닐렌, 안트라세닐렌, 플루오란테닐렌, 트리페닐레닐렌, 파이레닐렌, 크라이세닐레닐렌, 나프타세닐렌, 피세닐렌, 페릴레닐렌 및 펜타세닐렌; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 201 중, 상기 xa 및 xb는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수, 또는 0, 1 또는 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 xa는 1이고, xb는 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 및 202 중, 상기 R101 내지 R108, R111 내지 R119 및 R121 내지 R124는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실, 시아노, 니트로, 아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C10알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 등) 및 C1-C10알콕시(예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등);
중수소, 할로겐 원자, 히드록실, 시아노, 니트로, 아미노, 아미디노, 히드라진, 히드라존, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중 하나 이상으로 치환된, C1-C10알킬 및 C1-C10알콕시;
페닐, 나프틸, 안트라세닐, 플루오레닐 및 파이레닐; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실, 시아노, 니트로, 아미노, 아미디노, 히드라진, 히드라존, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C10알킬 및 C1-C10알콕시 중 하나 이상으로 치환된, 페닐, 나프틸, 안트라세닐, 플루오레닐 및 파이레닐; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 중, R109는, 페닐, 나프틸, 안트라세닐, 바이페닐 및 피리디닐; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실, 시아노, 니트로, 아미노, 아미디노, 히드라진, 히드라존, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬, 및 C1-C20알콕시 중 하나 이상으로 치환된, 페닐, 나프틸, 안트라세닐, 바이페닐 및 피리디닐; 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A>
Figure 112014092149363-pat00051
상기 화학식 201A 중, R101, R111, R112 및 R109에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화합물 HT1 내지 HT20을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00052
Figure 112014092149363-pat00053
Figure 112014092149363-pat00054
Figure 112014092149363-pat00055
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층 및 정공 수송층을 모두 포함한다면, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들어, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 HT-D1과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 HT-D1> <F4-TCNQ>
Figure 112014092149363-pat00056
Figure 112014092149363-pat00057
상기 정공 수송 영역은, 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 수 있다.
상기 정공 수송 영역 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 전자 저지층을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 저지층은 공지의 물질, 예를 들면, mCP를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014092149363-pat00058
상기 유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층이 적층된 구조를 가짐으로써, 백색광을 방출할 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.
상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물을 포함할 수 있다. 상기 발광층은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 인광 도펀트 및 형광 도펀트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광층 중 호스트는 상기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트는 인광 방출 메커니즘에 따라 광을 방출하는 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 인광 도펀트는 청색광을 방출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 인광 도펀트는 하기 화학식 401로 표시되는 유기금속 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 401>
Figure 112014092149363-pat00059
상기 화학식 401 중,
M은 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 및 톨륨(Tm) 중에서 선택되고;
X401 내지 X404는 서로 독립적으로, 질소 또는 탄소이고;
X401과 X402는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고, Y403과 Y404는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고;
A401 및 A402 고리는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 인덴, 피롤, 티오펜, 퓨란(furan), 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이속사졸(isooxazole), 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 카바졸, 벤조이미다졸, 벤조퓨란(benzofuran), 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 벤조옥사졸, 이소벤조옥사졸, 트리아졸, 테트라졸, 옥사디아졸, 트리아진, 디벤조퓨란(dibenzofuran) 또는 디벤조티오펜이고, A401 및 A402 고리는 선택적으로(optionally), 단일 결합 또는 유기 연결기(organic linking group)를 통하여 서로 결합되고;
R401 및 R402는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, -SF5, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5) 또는 -B(Q6)(Q7) 이고;
a81 및 a82는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고;
L401은 유기 리간드이고;
xc1은 1, 2 또는 3이고;
xc2는 0, 1, 2 또는 3이고,
Q1 내지 Q7은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
상기 L401은 임의의 1가, 2가 또는 3가의 유기 리간드일 수 있다. 예를 들어, L401은 할로겐 리간드(예를 들면, Cl, F), 디케톤 리간드(예를 들면, 아세틸아세토네이트, 1,3-디페닐-1,3-프로판디오네이트, 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트, 헥사플루오로아세토네이트), 카르복실산 리간드(예를 들면, 피콜리네이트, 디메틸-3-피라졸카르복실레이트, 벤조에이트), 카본 모노옥사이드 리간드, 이소니트릴 리간드, 시아노 리간드 및 포스포러스 리간드(예를 들면, 포스핀(phosphine), 포스파이트(phosphaite)) 중 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 401 중 A401가 2 이상의 치환기를 가질 경우, A401의 2 이상의 치환기를 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 401 중 A402가 2 이상의 치환기를 가질 경우, A402의 2 이상의 치환기를 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 401 중 xc1이 2 이상일 경우, 화학식 401 중 복수의 리간드
Figure 112014092149363-pat00060
는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 화학식 401 중 xc1이 2 이상일 경우, A401 및 A402는 각각 이웃하는 다른 리간드의 A401 및 A402와 각각 직접(directly) 또는 연결기(예를 들면, C1-C5알킬렌, -N(R')-(여기서, R'은 C1-C10알킬기 또는 C6-C20아릴기임) 또는 -C(=O)-)를 사이에 두고 연결될 수 있다.
상기 인광 도펀트는 하기 화합물 PD1 내지 PD74 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014092149363-pat00061
Figure 112014092149363-pat00062
Figure 112014092149363-pat00063
Figure 112014092149363-pat00064
Figure 112014092149363-pat00065
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Figure 112014092149363-pat00068
Figure 112014092149363-pat00069
Figure 112014092149363-pat00070
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Figure 112014092149363-pat00072
Figure 112014092149363-pat00073
또는, 상기 인광 도펀트는 하기 PtOEP 또는 FIr6를 포함할 수 있다:
Figure 112014092149363-pat00074
Figure 112014092149363-pat00075
상기 형광 도펀트는 하기 DPAVBi, BDAVBi, TBPe, DCM, DCJTB, Coumarin 6 및 C545T 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112014092149363-pat00076
Figure 112014092149363-pat00077
상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
다음으로 발광층 상부에 전자 수송 영역이 배치된다.
전자 수송 영역은 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역은 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층 또는 전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층은 단일층 또는 2 이상의 서로 다른 물질을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역의 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층의 형성 조건은 정공 주입층의 형성 조건을 참조한다.
상기 전자 수송 영역이 정공 저지층을 포함할 경우, 상기 정공 저지층은 예를 들어, 하기 BCP, Bphen 및 TmPyPB 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014092149363-pat00078
Figure 112014092149363-pat00079
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상기 BCP, Bphen 및 하기 Alq3, Balq, TAZ 및 NTAZ 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112014092149363-pat00080
또는, 상기 전자 수송층은 하기 화합물 ET1, ET2 및 ET3 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014092149363-pat00081
Figure 112014092149363-pat00082
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들어, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.
Figure 112014092149363-pat00083
또한 전자 수송 영역은, 제2전극(19)으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(EIL)을 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층은, LiF, NaCl, CsF, Li2O 및 BaO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
상기 유기층(15) 상부로는 제2전극(19)이 구비되어 있다. 상기 제2전극(19)은 캐소드일 수 있다. 상기 제2전극(19)용 물질로는 상대적으로 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 제2전극(19) 형성용 물질로 사용할 수 있다. 또는, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용하여 투과형 제2전극(19)을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는 -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 2 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C2-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C2-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromacity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 2 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C2-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-히드로퓨라닐기, 2,3-히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C2-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 2 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C2-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 2 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C2-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C2-C60헤테로아릴기 및 C2-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C6-C60아릴옥시기는 -OA102(여기서, A102는 상기 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 C6-C60아릴티오기(arylthio)는 -SA103(여기서, A103은 상기 C6-C60아릴기기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소(예를 들어, 탄소수는 2 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 "비페닐기"는 "페닐기로 치환된 페닐기"를 의미한다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.
[실시예]
합성예 1: 화합물 53의 합성
(1) 중간체 53-1의 합성
Figure 112014092149363-pat00084
플라스크에 3,5-다이브로모-4H-1,2,4-트리아졸 (10.00g, 1당량), 페닐보로닉 엑시드 (11.82g, 2.2당량), 팔라듐 촉매 (2.54g, 0.05 mol%) 및 테트라하이드로퓨란을 첨가하였다. 상기 플라스크에 탄산칼륨(12.19g)을 넣고 100℃에서 환류 교반하였다. 반응이 끝나면 반응물을 식힌 후, 500 mL의 메탄올을 첨가하여 침전물을 형성하였다. 침전물을 거른 후, 헥산을 이용하여 재결정하여 노란색의 중간체 53-1을 6.83g (수율: 70%) 얻었다.
(2) 중간체 53-2의 합성
Figure 112014092149363-pat00085
플라스크에 9-(3-브로모페닐)-9H-카바졸(1.95g, 1.5당량)과 3-브로모 카바졸(1.00g, 1당량)을 넣어준 후, 구리촉매를 (0.52g, 2당량) 첨가하고, 4당량의 탄산칼륨을 (2.24g), 다이벤조-18-크라운-6 (0.14g) 0.1당량, 및 자일렌을 첨가한 다음, 140℃에서 환류 교반하였다. 반응이 끝나면 반응물을 식힌 후, 상기 반응물을 필터하여 구리를 제거하였다. 남은 여액의 용매를 제거해준 후, 메틸렌 클로라이드와 헥산을 용리액으로 이용한 칼럼실리카크로마토피로 정제하여 72%의 수율로 중간체 53-2(1.43g) 를 얻었다.
(3) 화합물 53의 합성
Figure 112014092149363-pat00086
중간체 53-2 20 g, 중간체 53-1 11 g, 산화구리 0.294 g, 탄산세슘 18.718 g, 리간드 1.479 g, PEG 10 g 및 DMF을 플라스크에 넣고 150℃ 하에서 환류 교반하였다. 반응 종료후, 반응물을 식힌 후, 메탄올을 첨가하여 침전물을 형성하였다. 상기 침전물을 필터로 거르고, 걸러진 침전물은 톨루엔을 이용하여 가열하며 다 녹인 후 필터로 다시 걸렀다. 남은 여액의 용매를 제거해준 후, 메틸렌 클로라이드와 헥산을 이용하여 재결정해 흰색 고체 결정인 화합물 53(13g, 수율: 50%)을 얻었다. 생성된 화합물 53을 LC-MS로 확인하였다.
LC-Mass (계산치 : 627.75 g/mol, 측정치 : M+H =628 g/mol)
합성예 2: 화합물 55의 합성
(1) 중간체 55-1의 합성
Figure 112014092149363-pat00087
3,5-다이브로모-4H-1,2,4-트리아졸 대신 4,5-dibromo-1H-1,2,3-triazole를 사용하였다는 점을 제외하고는, 중간체 53-1의 합성과 동일한 방법을 이용하여 중간체 55-1(13.5g, 수율: 80% )을 얻었다.
(2) 화합물 55의 합성
Figure 112014092149363-pat00088
중간체 53-1 대신 중간체 55-1을 사용하였다는 점을 제외하고는 화합물 53의 합성과 동일한 방법을 이용하여 화합물 55(8.12g, 수율:32% )을 얻었다. 생성된 화합물 55를 LC-MS로 확인하였다.
LC-Mass (계산치 : 627.75 g/mol, 측정치 : M+H =628 g/mol)
평가예 1 : HOMO, LUMO 및 삼중항(T1) 에너지 레벨 평가
표 2의 방법에 따라 화합물 53, 화합물 55 및 화합물 A의 HOMO, LUMO 및 T1 에너지 레벨을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
HOMO 에너지 레벨 평가 방법 Cyclic voltammetry (CV) (전해질: 0.1 M tetrabutylammonium perchlorate / 용매: Acetonitrile을 / 전극: 3전극 시스템(작업전극: Carbon, 기준전극: Ag/AgCl, 보조전극: Pt))를 이용하여 각 화합물의 전위(V)-전류(A) 그래프를 얻을 후, 상기 그래프의 산화 온셋(oxidation onset)으로부터 각 화합물의 HOMO 에너지 레벨을 계산함
LUMO 에너지 레벨 평가 방법 각 화합물을 THF에 1x10-5M의 농도로 희석시켜, 시마즈 유브이-350 스펙트로메터(Shimadzu UV-350 Spectrometer)를 이용하여, 상온에서 UV 흡수 스펙트럼을 측정한 후, 상기 흡수 스펙트럼의 에지(edge)로부터의 광학 밴드갭(optical band gap)(Eg)를 이용하여 LUMO 에너지 레벨을 계산함
T1 에너지 레벨 평가 방법 각 화합물을 THF에 1x10-5M의 농도로 희석시켜 석영 셀에 넣은 후 액체 질소(77K)에 넣고 포토루미네센스 측정기기를 이용하여 포토루미네센스 스펙트럼을 측정하고 이를 일반 상온 포토루미네센스 스펙트럼과 비교하여 저온에서만 관측되는 피크만을 분석하여 T1 에너지 레벨을 계산함
화합물 No. HOMO(eV)
(실측치)		 LUMO(eV)
(실측치)		 T1 에너지 레벨
(eV)
A -5.73 -2.17 3.00
53 -5.67 -2.16 3.00
55 -5.68 -2.28 2.82
<화합물 A>
Figure 112014092149363-pat00089
상기 표 3으로부터 상기 화합물들은 유기 발광 소자용 재료로 사용하기에 적합한 전기적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
평가예 2: 열적 특성 평가
상기 화합물 53, 화합물 55 및 화합물 A에 대하여 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 이용하여 열분석 (N2 분위기, 온도 구간: 상온~ 800℃ (10℃/min)-TGA , 상온에서 400℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA) , 일회용 Al pan(DSC))을 수행하여 그 결과를 표 4에 정리하였다. 상기 화합물 53 및 화합물 55의 열분석 결과에 관한 그래프를 도 2 내지 5에 나타내었다. 표 4 및 도 2 내지 5에 따르면, 상기 화합물들은 우수한 열안정성을 가짐을 확인할 수 있다.
화합물 No. Tg(℃) Td (℃)
A 85 -
53 126 275
55 120 285
<화합물 A>
Figure 112014092149363-pat00090

실시예 1
15 Ω/cm2의 면저항값을 가진 ITO 유리 기판 (ITO층은 애노드임)을 50 mm× 50 mm×0.7 mm의 크기로 잘라서 아세톤과 이소프로필알코올과 순수물 속에서 각 15 분 동안 초음파 세정한 후, 30 분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다.
상기 ITO 애노드 상에, 진공도 650×10-7 Pa 및 증착속도 0.1 내지 0.3 nm/s의 조건으로 NPB를 증착하여, 700Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 mCP를 증착하여 50Å 두께의 전자 저지층을 형성하여, 정공 수송 영역을 형성하였다.
상기 정공 수송 영역 상에 상기 화합물 53(호스트) 및 화합물 FIr6(도펀트, 10wt%)를 공증착하여 300Å 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 TmPyPB를 진공 증착하여 300Å 두께의 정공 저지층을 형성하고, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 진공 증착하여 100Å 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상에 Liq를 증착하여 5Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 1000 Å 두께의 Al 제2전극(캐소드)를 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112014092149363-pat00091
Figure 112014092149363-pat00092
Figure 112014092149363-pat00093
Figure 112014092149363-pat00094

실시예 2
발광층 형성시 호스트로서 화합물 53 대신 화합물 55를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
발광층 형성시 호스트로서 화합물 53 대신 화합물 A를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<화합물 A>
Figure 112014092149363-pat00095

평가예 3: 유기 발광 소자의 특성 평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 각각의 유기 발광 소자에 대하여 구동 전압, 전류 효율, 전력 효율, 수명을 전류-전압계(Keithley 2400) 및 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 5에 정리하였다.
표 5 중 T95(at 500cd/m2) 초기 휘도 100% 기준으로 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간을 평가한 수명 데이터이다.
표 5 중 상기 실시예 1 및 2의 구동 전압, 전류밀도, 양자 효율 및 수명(T95)은, 비교예 1의 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류밀도, 양자 효율 및 수명(T95)을 "100"으로 나타내었을 때, 이에 대한 상대값으로 환산하여 나타내었다.
호스트 구동 전압
(상대값)		 전류밀도
(상대값)		 양자 효율
(상대값)		 수명(T95)
(상대값)		 발광색
실시예 1 화합물 53 88 175 124 161 청색
실시예 2 화합물 55 96 148 101 108 청색
비교예 1 화합물 A 100 100 100 100 청색
10: 유기 발광 소자
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 축합환 화합물:
    <화학식 1>
    Figure 112021013644139-pat00096

    상기 화학식 1 중,
    L1은 페닐렌(phenylene)기이고;
    X1은 CR1이고; X2는 CR2이고; X3는 CR3이고; X4는 CR4이고; X5은 CR5이고; X6는 CR6이고; X7는 CR7이고; X8는 CR8이고; X9는 CR9이고; X10는 CR10이고; X11는 CR11이고; X12는 CR12이고; X13는 CR13이고; X14는 CR14이고; X15는 CR15이고; X16는 CR16이고;
    R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
    X1 내지 X16 중 적어도 하나는 CRET이고;
    RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기이고;
    Figure 112021013644139-pat00097

    상기 화학식 2-1 내지 2-8 중,
    R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고;
    상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기는,
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
    -Si(Q31)(Q32)(Q33); 중에서 선택되고;
    Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    L1은 하기 화학식 3-1 내지 3-3 중에서 선택되는, 축합환 화합물:
    Figure 112021013644139-pat00138

    상기 화학식 3-1 내지 3-3 중,
    * 및 *'은 서로 독립적으로, 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  3. 제1항에 있어서,
    L1은 하기 화학식 3-2인, 축합환 화합물:
    Figure 112021013644139-pat00139

    상기 화학식 3-2 중,
    * 및 *'은 서로 독립적으로, 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기(phenyl), 펜탈레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵탈레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 펜타세닐기(pentacenyl), 루비세닐기(rubicenyl), 코로네닐기(coronenyl), 오발레닐기(ovalenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 티오페닐기(thiophenyl), 퓨라닐기(furanyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이속사졸일기(isooxazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐(phenanthrolinyl), 페나지닐(phenazinyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 벤조퓨라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 이소벤조티아졸일기(isobenzothiazolyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 이소벤조옥사졸일기(isobenzooxazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 테트라졸일기(tetrazolyl), 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조퓨라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기(benzocarbazolyl) 및 디벤조카바졸일기(dibenzocarbazolyl); 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐, 페나지닐, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    X1 내지 X16 중 어느 하나 또는 두 개는 CRET인, 축합환 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    X1 내지 X16 중 어느 하나는 CRET인, 축합환 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    X14는 CRET인, 축합환 화합물.
  10. 제1항에 있어서,
    RET는 상기 화학식 2-1, 2-3, 2-4 및 2-6 중 어느 하나로 표시되는 기인, 축합환 화합물.
  11. 제1항에 있어서,
    R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기(phenyl), 펜탈레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵탈레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 펜타세닐기(pentacenyl), 루비세닐기(rubicenyl), 코로네닐기(coronenyl), 오발레닐기(ovalenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 티오페닐기(thiophenyl), 퓨라닐기(furanyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이속사졸일기(isooxazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐(phenanthrolinyl), 페나지닐(phenazinyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 벤조퓨라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 이소벤조티아졸일기(isobenzothiazolyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 이소벤조옥사졸일기(isobenzooxazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 테트라졸일기(tetrazolyl), 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조퓨라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기(benzocarbazolyl) 및 디벤조카바졸일기(dibenzocarbazolyl); 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐, 페나지닐, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기 및 디벤조카바졸일기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물.
  12. 제1항에 있어서,
    R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기 및 하기 화학식 4-1 내지 4-11 중 어느 하나로 표시되는 기; 중에서 선택되는, 축합환 화합물:
    Figure 112014092149363-pat00100

    상기 화학식 4-1 내지 4-11 중,
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  13. 제1항에 있어서,
    RET는 하기 화학식 5-1 내지 5-24 중 어느 하나로 표시되는 기인, 축합환 화합물:
    Figure 112014092149363-pat00101

    Figure 112014092149363-pat00102

    Figure 112014092149363-pat00103

    상기 화학식 5-1 내지 5-24 중,
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  14. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 1A로 표시되는, 축합환 화합물:
    <화학식 1A>
    Figure 112021013644139-pat00104

    상기 화학식 1A 중,
    L1은 페닐렌(phenylene)기이고;
    R1 내지 R16은 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
    R1 내지 R16 중 적어도 하나는 RET이고;
    RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기이고;
    Figure 112021013644139-pat00109

    상기 화학식 2-1 내지 2-8 중,
    R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  15. 제14항에 있어서,
    R1 내지 R13, R15 및 R16은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
    R14는 RET인, 축합환 화합물.
  16. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 1-1로 표시되는, 축합환 화합물:
    <화학식 1-1>
    Figure 112021013644139-pat00110

    상기 화학식 1-1 중,
    L1은 페닐렌(phenylene)기이고;
    R3 및 R14는 서로 독립적으로, RET, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 트리페닐레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 트리아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 중에서 선택되고;
    R3 및 R14 중 적어도 하나는 RET이고;
    RET는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 기이고;
    Figure 112021013644139-pat00119

    상기 화학식 2-1 내지 2-8 중,
    R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  17. 제1항에 있어서,
    하기 화합물 1 내지 96 중에서 선택되는, 축합환 화합물:
    Figure 112021013644139-pat00120

    Figure 112021013644139-pat00121

    Figure 112021013644139-pat00122

    Figure 112021013644139-pat00123

    Figure 112021013644139-pat00124

    Figure 112021013644139-pat00125

    Figure 112021013644139-pat00126

    Figure 112021013644139-pat00127

    Figure 112021013644139-pat00128

    Figure 112021013644139-pat00129

    Figure 112021013644139-pat00130

    Figure 112021013644139-pat00131
  18. 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층을 포함한 유기층을 포함하고,
    상기 유기층이 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제17항 중 어느 한 항의 축합환 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 발광층이 상기 축합환 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 발광층이 도펀트를 더 포함하고, 상기 축합환 화합물이 호스트인, 유기 발광 소자.
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