KR102423197B1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC COMPOUNDS AND ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층 구조의 유기 전계 발광 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 전계 발광 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층 재료로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광층 재료로는 안트라센 유도체들이 보고되고 있다. 특히, 발광층 재료 중 효율 향상 측면에서 장점을 가지고 있는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색(blue), 녹색(green), 적색(red)의 인광 도판트 재료로 사용되고 있으며, 4,4-디카바졸리비페닐(4,4-dicarbazolybiphenyl, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure 112017087054196-pat00001
그러나 종래의 유기물층 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 성능이 뛰어난 유기물층 재료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있으며, 정공, 전자 주입 및 수송능, 발광능 등이 모두 우수한 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내며 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112017087054196-pat00002
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R1)이고;
Y1은 단일 결합, N(R2), O, S 및 C(R3)(R4)로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기로, 상기 R1이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
[화학식 2]
Figure 112017087054196-pat00003
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 Ar1이 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서의 “알킬”은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “알케닐(alkenyl)”은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “알키닐(alkynyl)”은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “아릴”은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60개일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 치환기도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴, 플루오레닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “헤테로아릴”은 핵원자수 5 내지 60개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹도 포함하는 것으로 해석된다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “아릴옥시”는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “알킬옥시”는 R’O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R’는 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “아릴아민”은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 “시클로알킬”은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “헤테로시클로알킬”은 핵원자수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “알킬실릴”은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, “아릴실릴”은 탄소수 5 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서의 “방향족 환”은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 방향족 환의 예로는 페닐, 나프틸, 페난쓰레닐, 안쓰레닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "비-방향족(non-aromic) 축합 다환"은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 탄소수 8 내지 60을 가짐)을 의미한다. 상기 비-방향족 축합 다환의 예로는 플루오레닐기 등을 포함할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "방향족 헤테로 환"은 핵원자수 5 내지 60개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함한다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 "비-방향족(non-aromatic) 축합 헤테로 다환"은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 그룹(예를 들면, 탄소수 2 내지 60개을 가짐)을 의미한다. 상기 비-방향족 축합 헤테로 다환의 예로는, 카바졸일기 등을 포함할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “축합 고리”는 축합 지방족 환, 축합 방향족 환, 축합 헤테로지방족 환, 축합 헤테로 방향족 환 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화합물은 열적 안정성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 신규 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112017087054196-pat00004
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R1)이고;
Y1은 단일 결합, N(R2), O, S 및 C(R3)(R4)로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기로, 상기 R1이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
[화학식 2]
Figure 112017087054196-pat00005
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 Ar1이 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 N-type 특성을 가지는 디플루오로-플루오렌을 조합한 화합물로, C-F 결합시 전기음성도가 차이가 커서 부분적으로 이온성을 띠어 매우 안정하고 강한 결합을 하므로 전기화학적으로 안정하고, 전자 수송성이 우수할 뿐만 아니라 높은 삼중항 에너지, 유리 전이온도 및 열적 안정성이 우수하다. 이로 인해, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송 능력 및 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 발광층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전공 수송층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 우수한 전자수송 능력은 유기 전계 발광 소자에서 높은 효율과 빠른 이동성(mobility)을 가질 수 있고, 치환기의 방향이나 위치에 따라 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 조절이 용이하다.
따라서, 본 발명의 화학식 1 구조의 화합물들은 유기 전계 발광 소자에 사용할 경우, 우수한 열적 안정성 및 캐리어 수송능(특히, 전자 수송능 및 발광능)을 기대할 수 있을 뿐만 아니라 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있고, 높은 삼중항 에너지에 의해 최신 유기 전계 발광 소자의 재료로서 우수한 효율 상승을 나타낼 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 10 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112017087054196-pat00006
[화학식 4]
Figure 112017087054196-pat00007
[화학식 5]
Figure 112017087054196-pat00008
[화학식 6]
Figure 112017087054196-pat00009
[화학식 7]
Figure 112017087054196-pat00010
[화학식 8]
Figure 112017087054196-pat00011
[화학식 9]
Figure 112017087054196-pat00012
[화학식 10]
Figure 112017087054196-pat00013
상기 화학식 3 내지 10에서,
R2 내지 R12는 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표시되는 치환기이고;
[화학식 2]
Figure 112017087054196-pat00014
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 Ar1이 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R8과 R2, R2와 R9, R8과 R3, R3과 R4 및 R4와 R9 중 하나 이상은 서로 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하고;
상기 R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R8과 R2, R2와 R9, R8과 R3, R3과 R4 및 R4와 R9가 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 3 내지 10으로 표시되는 화합물에서, R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R9와 R10, R10과 R11 및 R11과 R12 중 하나 이상은 각각 독립적으로 하기 화학식 11 내지 13 중 어느 하나로 표시되는 고리와 축합 고리를 형성할 수 있다:
[화학식 11]
Figure 112017087054196-pat00015
[화학식 12]
Figure 112017087054196-pat00016
[화학식 13]
Figure 112017087054196-pat00017
상기 화학식 11 내지 13에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
X9 내지 X14는 각각 독립적으로 N 또는 C(R17)이고, 상기 R17이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Y2는 C(R18)(R19), N(R20), O 또는 S이고;
Y3은 N(R21) 또는 O 이며;
R13 내지 R21은 각각 독립적으로 하기 화학식 14로 표시되는 치환기이며;
[화학식 14]
Figure 112017087054196-pat00018
상기 화학식 14에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar2는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L3 및 L4의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 11로 표시되는 고리는 하기 화학식 15 로 표시될 수 있다:
[화학식 15]
Figure 112017087054196-pat00019
상기 화학식 15에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
A1 내지 A4는 각각 독립적으로 하기 화학식 16으로 표시되는 치환기이며;
[화학식 16]
Figure 112017087054196-pat00020
상기 화학식 16에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar3은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L5 및 L6의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar3의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 13으로 표시되는 고리는 하기 화학식 17 내지 19로 표시될 수 있다:
[화학식 17]
Figure 112017087054196-pat00021
[화학식 18]
Figure 112017087054196-pat00022
[화학식 19]
Figure 112017087054196-pat00023
상기 화학식 17 내지 19에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
A5 내지 A10은 각각 독립적으로 하기 화학식 20으로 표시되는 치환기이며;
[화학식 20]
Figure 112017087054196-pat00024
상기 화학식 16에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L7 및 L8은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar4는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L7 및 L8의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 21 내지 24 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 21]
Figure 112017087054196-pat00025
[화학식 22]
Figure 112017087054196-pat00026
[화학식 23]
Figure 112017087054196-pat00027
[화학식 24]
Figure 112017087054196-pat00028
상기 화학식 21 내지 24에서,
R22 내지 R44는 각각 독립적으로 상기 화학식 25로 표시되는 치환기이고;
[화학식 25]
Figure 112017087054196-pat00029
상기 화학식 25에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L9 및 L10은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar5는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
상기 L9 및 L10의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 퀴나졸리닐기 및 카바졸릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 하기 화학식 A-1 내지 A-6 중 어느 하나로 표시되는 링커일 수 있다:
Figure 112017087054196-pat00030
상기 화학식 A-1 내지 A-6에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
p는 0 내지 4의 정수이며;
A11은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 A11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Z1 내지 Z8은 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar6)이며;
상기 화학식 A-3에서 링커로서 결합이 이루어지는 Z1 내지 Z4 중 어느 하나 및 Z5 내지 Z8 중 어느 하나는 C(Ar6)이고, 이때 상기 Ar6는 부재이며;
상기 화학식 A-4에서 링커로서 결합이 이루어지는 Z1 내지 Z4 중 어느 2개는 C(Ar6)이고, 이때 상기 Ar6는 부재이며;
Y4는 각각 독립적으로 O, S, N(Ar7) 또는 C(Ar8)(Ar9)이며;
Y5는 N 또는 C(Ar10)이며;
Ar6 내지 Ar10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 Ar6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 A11 및 Ar6 내지 Ar10의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 C2~C40의 알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 내지 R4 및 Ar1의 알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 C2~C40의 알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 내지 R4 및 Ar1의 알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 B-1 내지 B-14 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure 112017087054196-pat00031
상기 화학식 B-1 내지 B-14에서,
Z9 내지 Z16은 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar11)이며;
상기 화학식 B-11에서 치환기로서 결합이 이루어지는 Z9 내지 Z12 중 어느 하나는 C(Ar11)이고, 이때 상기 Ar11은 부재이며;
T1 및 T2는 각각 독립적으로 단일결합, C(Ar12)(Ar13), N(Ar14), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되나, T1 및 T2 모두가 단일결합은 아니며;
T3는 N(Ar15) 또는 O이며;
q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
B1 내지 B7은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 B6 및 B7 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Ar11 내지 Ar15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 Ar11 내지 Ar15 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
B1 내지 B7 및 Ar11 내지 Ar15의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 B-1로 표시되는 치환기는 하기 화학식 26으로 표시되는 치환기일 수 있다:
[화학식 26]
Figure 112017087054196-pat00032
상기 화학식 26에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
B8 및 B9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 B8 및 B9의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Z9, Z11 및 Z13은 B-1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 26으로 표시되는 치환기는 하기 화학식 C-1 내지 C-5 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure 112017087054196-pat00033
상기 화학식 C-1 내지 C-5에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
B8 및 B9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며;
상기 B8 및 B9의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 B8 및 B9는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 B8 및 B9의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 B8 및 B9는 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 B8 및 B9의 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 B8 및 B9는 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 B8 및 B9의 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로파닐기, 뷰틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 27로 표시되는 치환기일 수 있다:
[화학식 27]
Figure 112017087054196-pat00034
상기 화학식 27에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
B10 및 B11은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 B10 및 B11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 B10 및 B11은 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 B10 및 B11의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 B10 및 B11은 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 B10 및 B11의 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 B10 및 B11은 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 B10 및 B11의 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로파닐기, 뷰틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 디벤조티오페닐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 화학식1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112022021190168-pat00141

Figure 112022021190168-pat00142

Figure 112022021190168-pat00143
Figure 112022021190168-pat00144
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본 발명의 화학식 1의 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem . SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
2. 유기 전계 발광 소자
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 수명 개선층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 일 예시로 도 1을 참고하면, 예컨대 서로 마주하는 양극(10)과 음극(20), 그리고 상기 양극(10)과 음극(20) 사이에 위치하는 유기층(30)을 포함한다. 여기서, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31), 발광층(32) 및 전자 수송층(34)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 정공 수송층(31)과 발광층(32) 사이에는 정공 수송 보조층(33)을 포함할 수 있으며, 상기 전자 수송층(34)과 발광층(32) 사이에는 전자 수송 보조층(35)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시로 도 2를 참고하면, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31)과 양극(10)사이에 정공 주입층(37)을 더 포함할 수 있으며, 전자 수송층(34)과 음극(20)사이에는 전자 주입층(36)을 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 정공 수송층(31)과 양극(10) 사이에 적층되는 정공 주입층(37)은 양극으로 사용되는 ITO와, 정공 수송층(31)으로 사용되는 유기물질 사이의 계면 특성을 개선할 뿐만 아니라 그 표면이 평탄하지 않은 ITO의 상부에 도포되어 ITO의 표면을 부드럽게 만들어주는 기능을 하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 아민 화합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 전자 주입층(36)은 전자 수송층의 상부에 적층되어 음극으로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 전력효율을 개선시키는 기능을 수행하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, LiF, Liq, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 정공 수송 보조층(33)과 발광층(32) 사이에 발광 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 보조층은 발광층(32)에 정공을 수송하는 역할을 하면서 유기층(30)의 두께를 조정하는 역할을 할 수 있다. 상기 발광 보조층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있고, 정공 수송층(31)과 동일한 물질로 만들어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 전자 수송 보조층 (35)과 발광층(32) 사이에 수명 개선층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(32)으로 유기 발광 소자 내에서 이온화 포텐셜 레벨을 타고 이동하는 정공이 수명개선층의 높은 에너지 장벽에 막혀 전자 수송층으로 확산, 또는 이동하지 못해, 결과적으로 정공을 발광층에 제한시키는 기능을 한다. 이렇게 정공을 발광층에 제한시키는 기능은 환원에 의해 전자를 이동시키는 전자 수송층으로 정공이 확산되는 것을 막아, 산화에 의한 비가역적 분해반응을 통한 수명저하 현상을 억제하여, 유기 발광 소자의 수명 개선에 기여할 수 있다.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 EWG(electronwithdrawing froup) 특성이 우수하고, 기존에 알려진 6원의 헤테로환 구조에 비해 전기화학적으로 안정하며, 전자 이동성이 우수할 뿐만 아니라 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다. 이로 인해, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송 능력 및 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다. 바람직하게는 발광층, 전자 수송층 및 전자 수송층에 추가로 적층되는 전자 수송 보조층 중 어느 하나의 재료, 보다 바람직하게는 전자 수송층, 또는 전 자수송 보조층의 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물을 발광층 재료로 사용하는 경우, 구체적으로는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 인광 호스트, 형광 호스트 또는 도펀트 재료로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 인광 호스트(청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료)로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 유기 전계 발광 소자는 상기한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 전자 수송 보조층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.
또, 양극 물질로는 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질로는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 준비예 1] J-1의 합성
Figure 112017087054196-pat00039
상온에서 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 (2.59 g, 10 mmol), Deoxo-fluor (12 ml, 65 mmol) 를 혼합한 뒤 EtOH (2 drops)를 첨가하고 90 에서 2일간 교반하였다. (Deoxo-fluor가 열에 불안정하므로 격렬한 반응에 주의한다.) 반응 종결 후 상온으로 식힌 후 얼음물과 탄산수소나트륨, 에틸아세테이트를 이용하여 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피(EtOAc/Hexane)를 이용하여 목적 화합물인 J-1 (2.52 g, 수율 90%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.28 (t, 1H), 7.38 (t, 1H), 7.55 (m, 2H), 7.75 (m, 2H), 7.90 (d, 1H)
[ 준비예 2] J-2의 합성
Figure 112017087054196-pat00040
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 2-브로모-7-클로로-9H-플루오렌-9-온 (2.93 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-2 (2.80 g, 수율 89%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.39 (d, 1H), 7.55 (m, 2H), 7.79 (m, 3H)
[ 준비예 3] J-3의 합성
Figure 112017087054196-pat00041
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 2-브로모-3-클로로안트라센-9,10-디온 (3.21 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-3 (3.21 g, 수율 88%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.20 (m, 3H), 7.31 (m, 2H), 7.42 (s, 1H)
[ 준비예 4] J-4의 합성
Figure 112017087054196-pat00042
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5-브로모-2-메틸테트라페네-7,12-디온 (3.51 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-4 (3.43 g, 수율 87%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 2.66 (s, 3H), 7.15 (m, 3H), 7.31 (m, 2H), 7.57 (s, 1H), 8.01 (s, 1H), 8.19 (d, 1H)
[ 준비예 5] J-5의 합성
Figure 112017087054196-pat00043
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 2-브로모-10,10-디메틸안트라센-9(10H)-온 (3.01 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-5 (2.77 g, 수율 86%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.68 (s, 6H), 7.20 (m, 3H), 7.32 (m, 3H), 7.48 (s, 1H)
[ 준비예 6] J-6의 합성
Figure 112017087054196-pat00044
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 4'-브로모-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-10-온 (4.23 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-6 (3.78 g, 수율 85%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.27 (m, 14H), 7.89 (d, 1H)
[ 준비예 7] J-7의 합성
Figure 112017087054196-pat00045
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 아크리딘-9(10H)-온 (1.95 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-7 (1.82 g, 수율 84%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.99 (m, 2H), 7.29 (m, 7H)
[ 준비예 8] J-8의 합성
Figure 112017087054196-pat00046
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 10-(4-브로모페닐)아크리딘-9(10H)-온 (3.50 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-8 (3.08 g, 수율 83%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.00 (m, 4H), 7.30 (m, 8H)
[ 준비예 9] J-9의 합성
Figure 112017087054196-pat00047
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 4-브로모-9H-크산텐-9-온 (2.75 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-9 (2.43 g, 수율 82%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.01 (m, 2H), 7.23 (m, 3H), 7.44 (t, 1H), 7.62 (d, 1H)
[ 준비예 10] J-10의 합성
Figure 112017087054196-pat00048
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 1-브로모-9H-티오크산텐-9-온 (2.91 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-10 (2.53 g, 수율 81%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.10 (m, 3H), 7.32 (d, 1H), 7.46 (t, 1H), 7.70 (m, 2H)
[ 준비예 11] J-11의 합성
Figure 112017087054196-pat00049
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 3-브로모-5H-시클로펜타[2,1-b:3,4-b']디피리딘-5-온 (2.61 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-11 (2.26 g, 수율 80%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.90 (t, 1H), 7.54 (d, 1H), 7.74 (s, 1H), 8.40 (d, 1H), 8.52 (s, 1H)
[ 준비예 12] J-12의 합성
Figure 112017087054196-pat00050
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 2-브로모-11H-인데노[1,2-c]이소퀴놀린-11-온 (3.10 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-12 (2.62 g, 수율 79%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.48 (m, 4H), 7.94 (s, 1H), 8.06 (m, 2H), 9.24 (s, 1H)
[ 준비예 13] J-13의 합성
Figure 112017087054196-pat00051
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5-브로모-7H-디벤조[de,h]퀴놀린-7-온 (3.10 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-13 (2.59 g, 수율 78%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.23 (s, 1H), 7.50 (m, 4H), 7.73 (s, 1H), 8.05 (d, 1H), 8.43 (d, 1H)
[ 준비예 14] J-14의 합성
Figure 112017087054196-pat00052
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 3-브로모-11H-벤조[a]플루오렌-11-온 (3.09 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-14 (2.54 g, 수율 77%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.38 (t, 1H), 7.58 (m, 2H), 7.74 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 8.21 (m, 4H)
[ 준비예 15] J-15의 합성
Figure 112017087054196-pat00053
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 3-브로모-11H-벤조[b]플루오렌-11-온 (3.09 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-15 (2.51 g, 수율 76%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.57 (m, 4H), 7.85 (s, 1H), 8.00 (m, 2H), 8.14 (s, 1H), 8.35 (s, 1H)
[ 준비예 16] J-16의 합성
Figure 112017087054196-pat00054
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5-브로모-9-메틸-7H-벤조[c]플루오렌-7-온 (3.23 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-16 (2.58 g, 수율 75%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 2.31 (s, 3H), 7.40 (m, 3H), 7.62 (s, 1H), 7.73 (s, 1H), 8.19 (m, 2H), 8.89 (d, 1H)
[ 준비예 17] J-17의 합성
Figure 112017087054196-pat00055
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 11-브로모-13H-인데노[1,2-l]페난트렌-13-온 (3.59 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-17 (2.82 g, 수율 74%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.70 (m, 5H), 7.91 (s, 1H), 8.13 (m, 3H), 8.98 (d, 1H), 9.08 (d, 1H)
[ 준비예 18] J-18의 합성
Figure 112017087054196-pat00056
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5,9-디브로모-7H-디벤조[c,g]플루오렌-7-온 (4.38 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-18 (3.35 g, 수율 73%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (m, 4H), 7.73 (s, 2H), 8.17 (d, 2H), 8.89 (d, 2H)
[ 준비예 19] J-19의 합성
Figure 112017087054196-pat00057
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 2-브로모인데노[1,2-b]플루오렌-6,12-디온 (3.61 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-19 (2.91 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.38 (t, 1H), 7.55 (m, 2H), 7.74 (m, 3H), 7.92 (s, 1H), 8.08 (s, 1H), 8.24 (d, 1H)
[ 준비예 20] J-20의 합성
Figure 112017087054196-pat00058
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 인데노[1,2-c]카바졸-12(5H)-온 (2.69 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-20 (2.06 g, 수율 71%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.20 (t, 1H), 7.60 (m, 6H), 8.02 (d, 1H), 8.20 (m, 2H), 11.66 (s, 1H)
[ 준비예 21] J-21의 합성
Figure 112017087054196-pat00059
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5,10-디히드로-15H-인데노[1,2-a]인돌로[3,2-c]카바졸-15-온 (3.58 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-21 (2.66 g, 수율 70%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.20 (m, 2H), 7.50 (m, 6H), 7.74 (d, 1H), 8.20 (m, 3H), 11.70 (s, 2H)
[ 준비예 22] J-22의 합성
Figure 112017087054196-pat00060
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5,9-디브로모-12,12-디메틸인데노[1,2-a]플루오렌-7(12H)-온 (4.54 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-22 (3.28 g, 수율 69%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.69 (s, 6H), 7.38 (t, 1H), 7.57 (m, 2H), 7.77 (m, 4H), 8.24 (d, 1H)
[ 준비예 23] J-23의 합성
Figure 112017087054196-pat00061
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 11-브로모-14,14-디메틸벤조[a]인데노[1,2-c]플루오렌-9(14H)-온 (4.25 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-23 (3.04 g, 수율 68%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.75 (s, 6H), 7.10 (t, 1H), 7.38 (m, 2H), 7.57 (t, 1H), 7.74 (m, 2H), 7.90 (m, 2H), 8.13 (d, 1H), 8.24 (d, 1H), 8.88 (d, 1H)
[ 준비예 24] J-24의 합성
Figure 112017087054196-pat00062
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5-브로모-7H-플루오레노[4,3-b]벤조퓨란-7-온 (3.49 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-24 (2.48 g, 수율 67%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.35 (m, 3H), 7.55 (m, 3H), 7.74 (d, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.24 (d, 1H)
[ 준비예 25] J-25의 합성
Figure 112017087054196-pat00063
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 11-브로모-9H-벤조[1,2]플루오레노[4,3-b]벤조퓨란-9-온 (3.99 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-25 (2.78 g, 수율 66%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.35 (m, 3H), 7.55 (m, 2H), 7.74 (d, 1H), 7.90 (m, 3H), 8.13 (d, 1H), 8.97 (d, 1H)
[ 준비예 26] J-26의 합성
Figure 112017087054196-pat00064
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 5-브로모-7H-벤조[5,6] 플루오레노[4,3-b]벤조퓨란-7-온 (3.99 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-26 (2.73 g, 수율 65%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.40 (m, 6H), 7.73 (s, 1H), 7.97 (m, 2H), 8.17 (d, 1H), 8.89 (d, 1H)
[ 준비예 27] J-27의 합성
Figure 112017087054196-pat00065
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 9-브로모벤조[mno]ace안트릴렌-1,5-디온 (3.35 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-27 (2.42 g, 수율 64%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.81 (d, 1H), 7.43 (m, 2H), 7.62 (d, 1H), 7.70 (m, 2H), 8.00 (d, 1H)
[ 준비예 28] J-28의 합성
Figure 112017087054196-pat00066
반응물로 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 4-브로모나프토[7,8,1,2,3-nopqr]테트라페네-6,12-디온 (3.85 g, 10 mmol) 을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 J-28 (2.70 g, 수율 63%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.81 (m, 2H), 7.06 (d, 1H), 7.43 (m, 2H), 7.70 (s, 1H), 7.90 (m, 3H)
[ 합성예 1] 1의 합성
Figure 112017087054196-pat00067
질소 기류 하에서 J-1 (2.81 g, 10 mmol), N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 (4.86 g, 10 mmol), Pd(OAc)2 (0.11 g, 5 mol%), P(t-Bu)3 (0.20 g, 1 mmol), NaO(t-Bu) (1.92 g, 20 mmol), 톨루엔 (200 ml)를 혼합한 다음 110에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출한 다음 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 1 (4.25 g, 수율 62%)을 얻었다.
[LCMS]: 686
[ 합성예 2] 2의 합성
<단계 1> 3-(7- 클로로 -9,9- 디플루오로 -9H- 플루오렌 -2-일)피리딘의 합성
Figure 112017087054196-pat00068
질소 기류 하에서 J-2 (3.15 g, 10 mmol), 피리딘-3-일보론산 (1.22 g, 10 mmol), Pd(PPh3)4 (0.57 g, 5 mol%), K2CO3 (2.76 g, 20 mmol), 1,4-Dioxane/H2O(200 ml/50 ml)를 혼합한 다음 100에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출한 다음 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 3-(7-클로로-9,9-디플루오로-9H-플루오렌-2-일)피리딘 (1.94 g, 수율 62%)을 얻었다.
[LCMS]: 313
<단계 2> 2의 합성
Figure 112017087054196-pat00069
질소 기류 하에서 3-(7-클로로-9,9-디플루오로-9H-플루오렌-2-일)피리딘 (3.13 g, 10 mmol), (3'-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)보론산 (3.64 g, 10 mmol), Pd(OAc)2 (0.11 g, 5 mol%), Xphos (0.47 g, 2 mmol), Cs2CO3 (6.51 g, 20 mmol), Toluene/EtOH/H2O (80 ml/40 ml/20 ml)를 혼합하고 100 에서 6시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 2 (3.64 g, 수율 61%)을 얻었다.
[LCMS]: 597
[ 합성예 3] 3의 합성
<단계 1> 2-([1,1'-비페닐]-3-일)-3- 클로로 -9,9,10,10- 테트라플루오로 -9,10- 디히드로안트라센의 합성
Figure 112017087054196-pat00070
J-2 대신 J-3 (3.65 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 [1,1'-비페닐]-3-일보론산 (1.98 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 2-([1,1'-비페닐]-3-일)-3-클로로-9,9,10,10-테트라플루오로-9,10-디히드로안트라센 (2.67 g, 수율 61%)를 얻었다.
[LCMS]: 438
<단계 2> 3의 합성
Figure 112017087054196-pat00071
3-(7-클로로-9,9-디플루오로-9H-플루오렌-2-일)피리딘 대신 2-([1,1'-비페닐]-3-일)-3-클로로-9,9,10,10-테트라플루오로-9,10-디히드로안트라센 (4.38 g, 10.0 mmol)를 사용하고 (3'-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)보론산 대신 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 (4.35 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 3 (4.27 g, 수율 60%)을 얻었다.
[LCMS]: 711
[ 합성예 4] 4의 합성
Figure 112017087054196-pat00072
J-1 대신 J-4 (3.95 g, 10.0 mmol)를 사용하고 N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 11-페닐-11,12-디히드로인돌로[2,3-a]카바졸 (3.32 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 4 (3.81 g, 수율 59%)를 얻었다.
[LCMS]: 646
[ 합성예 5] 5의 합성
Figure 112017087054196-pat00073
J-2 대신 J-5 (3.23 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(9,9'-스피로비[플루오렌]-4-일)페닐)보론산 (4.36 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 5 (3.68 g, 수율 58%)를 얻었다.
[LCMS]: 634
[ 합성예 6] 6의 합성
Figure 112017087054196-pat00074
J-2 대신 J-6 (4.45 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (3'-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-3-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)보론산 (3.90 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 6 (4.05 g, 수율 57%)를 얻었다.
[LCMS]: 710
[ 합성예 7] 7의 합성
Figure 112017087054196-pat00075
J-2 대신 J-7 (2.17 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4,6-디클로로-1,3,5-트리아진 (3.02 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 7 (3.71 g, 수율 56%)를 얻었다.
[LCMS]: 663
[ 합성예 8] 8의 합성
Figure 112017087054196-pat00076
J-2 대신 J-8 (2.17 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 페난트렌-2-일보론산 (4.44 g, 20.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 8 (3.55 g, 수율 55%)를 얻었다.
[LCMS]: 645
[ 합성예 9] 9의 합성
Figure 112017087054196-pat00077
J-2 대신 J-9 (2.97 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘 (5.10 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 9 (3.24 g, 수율 54%)를 얻었다.
[LCMS]: 600
[ 합성예 10] 10의 합성
Figure 112017087054196-pat00078
J-2 대신 J-10 (3.13 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (3-(트리페닐렌-2-일)페닐)보론산 (3.48 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 10 (2.84 g, 수율 53%)를 얻었다.
[LCMS]: 536
[ 합성예 11] 11의 합성
Figure 112017087054196-pat00079
J-2 대신 J-11 (2.83 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (3'-(나프토[2,1-b]벤조퓨란-10-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)보론산 (4.14 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 11 (2.97 g, 수율 52%)를 얻었다.
[LCMS]: 572
[ 합성예 12] 12의 합성
Figure 112017087054196-pat00080
J-2 대신 J-12 (3.32 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)페닐)보론산 (3.14 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 12 (2.66 g, 수율 51%)를 얻었다.
[LCMS]: 521
[ 합성예 13] 13의 합성
Figure 112017087054196-pat00081
J-2 대신 J-13 (3.32 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 [1,1':3',1''-테르페닐]-5'-일보론산 (2.74 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 13 (2.40 g, 수율 50%)를 얻었다.
[LCMS]: 481
[ 합성예 14] 14의 합성
Figure 112017087054196-pat00082
J-1 대신 J-14 (3.31 g, 10.0 mmol)를 사용하고 N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카바졸 (4.08 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 14 (3.35 g, 수율 51%)를 얻었다.
[LCMS]: 658
[ 합성예 15] 15의 합성
Figure 112017087054196-pat00083
J-2 대신 J-15 (3.31 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(2-페닐벤조[d]옥사졸-4-일)페닐)보론산 (3.15 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 15 (2.71 g, 수율 52%)를 얻었다.
[LCMS]: 521
[ 합성예 16] 16의 합성
Figure 112017087054196-pat00084
J-2 대신 J-16 (3.45 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (7-페닐-7H-벤조[c]카바졸-10-일)보론산 (3.37 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 16 (2.95 g, 수율 53%)를 얻었다.
[LCMS]: 557
[ 합성예 17] 17의 합성
Figure 112017087054196-pat00085
J-2 대신 J-17 (3.81 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)보론산 (4.29 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 17 (3.70 g, 수율 54%)를 얻었다.
[LCMS]: 685
[ 합성예 18] 18의 합성
Figure 112017087054196-pat00086
J-2 대신 J-18 (4.60 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(4-시아노페닐)나프탈렌-1-일)보론산 (5.46 g, 20.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 18 (4.16 g, 수율 55%)를 얻었다.
[LCMS]: 756
[ 합성예 19] 19의 합성
Figure 112017087054196-pat00087
J-2 대신 J-19 (4.05 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-일)페닐)보론산 (4.38 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 19 (4.02 g, 수율 56%)를 얻었다.
[LCMS]: 718
[ 합성예 20] 20의 합성
Figure 112017087054196-pat00088
J-1 대신 J-20 (2.91 g, 10.0 mmol)를 사용하고 N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 2-클로로-4-페닐벤조[h]퀴나졸린 (2.90 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 20 (3.10 g, 수율 57%)를 얻었다.
[LCMS]: 545
[ 합성예 21] 21의 합성
Figure 112017087054196-pat00089
J-1 대신 J-21 (3.80 g, 10.0 mmol)를 사용하고 N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 4-브로모-1,1'-비페닐 (4.66 g, 20.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 21 (3.97 g, 수율 58%)를 얻었다.
[LCMS]: 684
[ 합성예 22] 22의 합성
Figure 112017087054196-pat00090
J-2 대신 J-22 (4.76 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 2,6-디페닐-4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)피리딘 (7.14 g, 20.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 22 (4.58 g, 수율 59%)를 얻었다.
[LCMS]: 776
[ 합성예 23] 23의 합성
Figure 112017087054196-pat00091
J-2 대신 J-23 (4.47 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (1,10-페난트롤린-3-일)보론산 (2.24 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 23 (3.27 g, 수율 60%)를 얻었다.
[LCMS]: 546
[ 합성예 24] 24의 합성
Figure 112017087054196-pat00092
J-2 대신 J-24 (3.71 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-페닐퀴나졸린-2-일)보론산 (2.50 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 24 (2.92 g, 수율 59%)를 얻었다.
[LCMS]: 496
[ 합성예 25] 25의 합성
Figure 112017087054196-pat00093
J-1 대신 J-25 (4.21 g, 10.0 mmol)를 사용하고 N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (3.61 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 25 (4.07 g, 수율 58%)를 얻었다.
[LCMS]: 701
[ 합성예 26] 26의 합성
Figure 112017087054196-pat00094
J-2 대신 J-26 (4.21 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 (4-(디페닐포스포릴)페닐)보론산 (3.22 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 26 (3.52 g, 수율 57%)를 얻었다.
[LCMS]: 618
[ 합성예 27] 27의 합성
Figure 112017087054196-pat00095
J-2 대신 J-27 (3.79 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 4,4,5,5-테트라메틸-2-(4-(1,2,2-트리페닐비닐)페닐)-1,3,2-디옥사보로란 (4.58 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 27 (3.53 g, 수율 56%)를 얻었다.
[LCMS]: 630
[ 합성예 28] 28의 합성
Figure 112017087054196-pat00096
J-2 대신 J-28 (4.29 g, 10.0 mmol)를 사용하고 피리딘-3-일보론산 대신 디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일보론산 (2.28 g, 10.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 [합성예 2] <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 28 (2.92 g, 수율 55%)를 얻었다.
[LCMS]: 532
[ 실시예 1 내지 28] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저. ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm)/표 1의 화합물 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 비교예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 1 대신 Alq3를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 1 내지 28 및 비교예 1 에서 사용된 NPB, ADN 및 Alq3의 구조는 하기와 같다.
Figure 112017087054196-pat00097
[ 평가예 1]
실시예 1 내지 28 및 비교예 1 에서 각각 제작한 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율, 발광파장을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 전자 수송층 구동전압 발광피크 전류효율
(V) (nm) (cd/A)
실시예 1 1 3.9 454 8
실시예 2 2 3.5 456 7
실시예 3 3 3.8 457 8.3
실시예 4 4 3.7 452 8.6
실시예 5 5 4.3 455 8.5
실시예 6 6 3.7 452 8.3
실시예 7 7 3.8 453 7.7
실시예 8 8 3.9 454 7.8
실시예 9 9 4.0 455 7.9
실시예 10 10 4.1 456 8
실시예 11 11 5.4 458 5.5
실시예 12 12 4.5 459 5.9
실시예 13 13 4.4 458 6
실시예 14 14 4.9 460 8
실시예 15 15 5.0 454 8.9
실시예 16 16 5.1 456 8.3
실시예 17 17 5.2 457 8.6
실시예 18 18 5.3 452 8.5
실시예 19 19 5.2 455 8.3
실시예 20 20 5.1 452 7.7
실시예 21 21 5 459 7.8
실시예 22 22 4.9 458 7.9
실시예 23 23 4.8 455 8
실시예 24 24 4.7 455 5.3
실시예 25 25 4.6 458 5.6
실시예 26 26 4.5 459 5.9
실시예 27 27 4.4 458 6
실시예 28 28 4.3 458 6.3
비교예 1 Alq3 5.4 458 5.5
상기 표 1로부터 실시예 1 내지 28에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율은 각각 비교예 1 에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율에 비하여 우수함을 확인할 수 있다.
[ 실시예 29 내지 56] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm)/ 표 2의 화합물(5 nm)/Alq3 (25 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
전자수송 보조층 물질로서 화합물 1을 사용하지 않고, 전자 수송층 물질인 Alq3를 25 nm 대신 30 nm로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 29와 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 평가예 2]
실시예 29 내지 56 및 비교예 2에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 전자수송 보조층 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 29 1 4.3 452 8
실시예 30 2 3.7 451 7
실시예 31 3 4.5 452 7.6
실시예 32 4 3.8 454 8.2
실시예 33 5 3.7 451 7.3
실시예 34 6 4.2 452 8
실시예 35 7 4.5 453 7.6
실시예 36 8 5 454 7.5
실시예 37 9 4.9 455 7
실시예 38 10 4.8 456 7.3
실시예 39 11 4.7 457 7.2
실시예 40 12 4.6 458 7.1
실시예 41 13 4.5 456 7
실시예 42 14 4.4 456 6.9
실시예 43 15 4.3 455 6.8
실시예 44 16 4.5 454 6.5
실시예 45 17 4.1 453 6.6
실시예 46 18 4 456 6.5
실시예 47 19 4.1 451 6.4
실시예 48 20 4.3 452 6.1
실시예 49 21 4.3 453 6.2
실시예 50 22 4.4 454 6.1
실시예 51 23 4.5 455 6
실시예 52 24 4.6 456 5.9
실시예 53 25 4.7 457 6.9
실시예 54 26 4.8 456 6.8
실시예 55 27 4.9 456 6.7
실시예 56 28 5 456 6.6
비교예 2 - 5.4 458 5.5
상기 표 2로부터 실시예 29 내지 56에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율은 각각 비교예 2 에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율에 비하여 우수함을 확인할 수 있다.
[ 실시예 57 내지 58] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/ 표 3의 화합물 (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
정공 수송층 물질로서 화합물 1 대신 NPB를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 57과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 평가예 3]
실시예 57 내지 58 및 비교예 3에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
샘플 정공수송층 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 57 1 4.2 452 8.1
실시예 58 25 3.7 451 8.1
비교예 3 NPB 5.4 458 5.5
상기 표 3으로부터 실시예 57 내지 58에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율은 각각 비교예 3 에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율에 비하여 우수함을 확인할 수 있다.
[ 실시예 59 내지 86] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ 90% 표 4의 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP, BCP, A-1 및 A-2 의 구조는 하기와 같다.
Figure 112017087054196-pat00098
Figure 112017087054196-pat00099
Figure 112017087054196-pat00100
[ 비교예 4 내지 6] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 1 대신 CBP, A-1 및 A-2를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 59과 동일한 과정으로 유기 EL 소자를 제작하였다.
[ 평가예 4]
실시예 59 내지 86 및 비교예 4 내지 6에서 제작한 각각의 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압 EL 피크 전류효율
(V) (nm) (cd/A)
실시예 59 1 6.81 518 39.7
실시예 60 2 6.48 518 41.9
실시예 61 3 6.66 518 41.3
실시예 62 4 6.7 517 41.3
실시예 63 5 6.7 515 43.1
실시예 64 6 6.51 518 43.5
실시예 65 7 6.77 518 41.4
실시예 66 8 6.92 516 38.2
실시예 67 9 6.81 518 39.7
실시예 68 10 6.68 518 38.9
실시예 69 11 6.87 518 41.3
실시예 70 12 6.7 517 41.3
실시예 71 13 6.7 515 43.1
실시예 72 14 6.51 518 43.5
실시예 73 15 6.77 518 41.4
실시예 74 16 6.66 518 42.5
실시예 75 17 6.81 517 41.3
실시예 76 18 6.66 515 41.3
실시예 77 19 6.78 518 41.2
실시예 78 20 6.68 518 41.3
실시예 79 21 6.66 518 39.7
실시예 80 22 6.8 517 42
실시예 81 23 6.82 518 41.2
실시예 82 24 6.68 518 41.3
실시예 83 25 6.66 518 39.7
실시예 84 26 6.55 517 40
실시예 85 27 6.44 517 40.1
실시예 86 28 6.33 517 40.2
비교예 4 CBP 6.93 516 38.2
비교예 5 A-1 6.95 515 37.0
비교예 6 A-2 6.99 515 35.2
상기 표 4로부터 실시예 59 내지 86에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율은 각각 비교예 4 내지 6 에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율에 비하여 우수함을 확인할 수 있다.
10: 양극 20: 음극
30: 유기층 31: 정공 수송층
32: 발광층 33: 정공 수송 보조층
34: 전자 수송층 35: 전자 수송 보조층
36: 전자 주입층 37: 정공 주입층

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112017087054196-pat00101

    상기 화학식 1에서,
    X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R1)이고;
    Y1은 단일 결합, N(R2), O, S 및 C(R3)(R4)로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기로, 상기 R1이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    [화학식 2]
    Figure 112017087054196-pat00102

    상기 화학식 2에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 Ar1이 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 10 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 3]
    Figure 112017087054196-pat00103

    [화학식 4]
    Figure 112017087054196-pat00104

    [화학식 5]
    Figure 112017087054196-pat00105

    [화학식 6]
    Figure 112017087054196-pat00106

    [화학식 7]
    Figure 112017087054196-pat00107

    [화학식 8]
    Figure 112017087054196-pat00108

    [화학식 9]
    Figure 112017087054196-pat00109

    [화학식 10]
    Figure 112017087054196-pat00110

    상기 화학식 3 내지 10에서,
    R2 내지 R12는 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표시되는 치환기이고;
    [화학식 2]
    Figure 112017087054196-pat00111

    상기 화학식 2에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 Ar1이 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R8과 R2, R2와 R9, R8과 R3, R3과 R4 및 R4와 R9 중 하나 이상은 서로 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하고;
    상기 R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R8과 R9, R9와 R10, R10과 R11, R11과 R12, R8과 R2, R2와 R9, R8과 R3, R3과 R4 및 R4와 R9가 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 화합물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 R5와 R6, R6과 R7, R7과 R8, R9와 R10, R10과 R11 및 R11과 R12 중 하나 이상은 각각 독립적으로 하기 화학식 11 내지 13 중 어느 하나로 표시되는 고리와 축합 고리를 형성하는, 화합물:
    [화학식 11]
    Figure 112017087054196-pat00112

    [화학식 12]
    Figure 112017087054196-pat00113

    [화학식 13]
    Figure 112017087054196-pat00114

    상기 화학식 11 내지 13에서,
    점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    X9 내지 X14는 각각 독립적으로 N 또는 C(R17)이고, 상기 R17이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    Y2는 C(R18)(R19), N(R20), O 또는 S이고;
    Y3은 N(R21) 또는 O 이며;
    R13 내지 R21은 각각 독립적으로 하기 화학식 14로 표시되는 치환기이며;
    [화학식 14]
    Figure 112017087054196-pat00115

    상기 화학식 14에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar2는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
    상기 L3 및 L4의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 화학식 11로 표시되는 고리는 하기 화학식 15 로 표시되는, 화합물:
    [화학식 15]
    Figure 112017087054196-pat00116

    상기 화학식 15에서,
    점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    A1 내지 A4는 각각 독립적으로 하기 화학식 16으로 표시되는 치환기이며;
    [화학식 16]
    Figure 112017087054196-pat00117

    상기 화학식 16에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar3은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
    상기 L5 및 L6의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar3의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 화학식 13으로 표시되는 고리는 하기 화학식 17 내지 19로 표시되는, 화합물:
    [화학식 17]
    Figure 112017087054196-pat00118

    [화학식 18]
    Figure 112017087054196-pat00119

    [화학식 19]
    Figure 112017087054196-pat00120

    상기 화학식 17 내지 19에서,
    점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    A5 내지 A10은 각각 독립적으로 하기 화학식 20으로 표시되는 치환기이며;
    [화학식 20]
    Figure 112017087054196-pat00121

    상기 화학식 16에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L7 및 L8은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar4는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
    상기 L7 및 L8의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 21 내지 24 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 21]
    Figure 112017087054196-pat00122

    [화학식 22]
    Figure 112017087054196-pat00123

    [화학식 23]
    Figure 112017087054196-pat00124

    [화학식 24]
    Figure 112017087054196-pat00125

    상기 화학식 21 내지 24에서,
    R22 내지 R44는 각각 독립적으로 상기 화학식 25로 표시되는 치환기이고;
    [화학식 25]
    Figure 112017087054196-pat00126

    상기 화학식 25에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L9 및 L10은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar5는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 환, 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 다환, 핵원자수 5 내지 50개의 방향족 헤테로 환, 또는 핵원자수 5 내지 50개의 비-방향족 축합 헤테로 다환을 형성하며;
    상기 L9 및 L10의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar5의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 인접하는 2개의 치환기가 서로 결합하여 형성하는 방향족 환, 비-방향족 축합 다환, 방향족 헤테로 환 및 비-방향족 축합 헤테로 다환은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 하기 화학식 A-1 내지 A-6 중 어느 하나로 표시되는 링커인, 화합물:
    Figure 112017087054196-pat00127

    상기 화학식 A-1 내지 A-6에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    p는 0 내지 4의 정수이며;
    A11은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 A11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    Z1 내지 Z8은 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar6)이며;
    상기 화학식 A-3에서 링커로서 결합이 이루어지는 Z1 내지 Z4 중 어느 하나 및 Z5 내지 Z8 중 어느 하나는 C(Ar6)이고, 이때 상기 Ar6는 부재이며;
    상기 화학식 A-4에서 링커로서 결합이 이루어지는 Z1 내지 Z4 중 어느 2개는 C(Ar6)이고, 이때 상기 Ar6는 부재이며;
    Y4는 각각 독립적으로 O, S, N(Ar7) 또는 C(Ar8)(Ar9)이며;
    Y5는 N 또는 C(Ar10)이며;
    Ar6 내지 Ar10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 Ar6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 A11 및 Ar6 내지 Ar10의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 C2~C40의 알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R1 내지 R4 및 Ar1의 알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 화합물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 B-1 내지 B-14 중 어느 하나로 표시되는 치환기인, 화합물:
    Figure 112017087054196-pat00128

    상기 화학식 B-1 내지 B-14에서,
    Z9 내지 Z16은 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar11)이며;
    상기 화학식 B-11에서 치환기로서 결합이 이루어지는 Z9 내지 Z12 중 어느 하나는 C(Ar11)이고, 이때 상기 Ar11은 부재이며;
    T1 및 T2는 각각 독립적으로 단일결합, C(Ar12)(Ar13), N(Ar14), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되나, T1 및 T2 모두가 단일결합은 아니며;
    T3는 N(Ar15) 또는 O이며;
    q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
    B1 내지 B7은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 B6 및 B7 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    Ar11 내지 Ar15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 Ar11 내지 Ar15 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    B1 내지 B7 및 Ar11 내지 Ar15의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬설포닐기, C6~C60의 아릴설포닐기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, C1~C40의 알킬카보닐기, C6~C60의 아릴카보닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화학식 B-1로 표시되는 치환기는 하기 화학식 26으로 표시되는 치환기인, 화합물:
    [화학식 26]
    Figure 112017087054196-pat00129

    상기 화학식 26에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    B8 및 B9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며;
    상기 B8 및 B9의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    Z9, Z11 및 Z13은 제10항에서 정의된 바와 같다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4 및 Ar1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 27로 표시되는 치환기인, 화합물:
    [화학식 27]
    Figure 112017087054196-pat00130

    상기 화학식 27에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    B10 및 B11은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 B10 및 B11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure 112022021190168-pat00137

    Figure 112022021190168-pat00138

    Figure 112022021190168-pat00139

    Figure 112022021190168-pat00140
  14. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층, 전자 주입층, 수명 개선층, 발광층 및 발광 보조층으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
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