KR102487494B1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명의 유기 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 포함한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 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. 상기 유기물층에 포함되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
상기 발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색의 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색의 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한 색순도의 증가와 에너지 전이를 통해 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다.
도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이때 인광 도판트는 이론적으로 형광 도판트에 비해 최대 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 인광 도판트뿐만 아니라 인광 호스트에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재 발광층에 사용되는 형광 도판트/호스트 물질로는 안트라센 유도체들이 알려져 있다. 또한 발광층에 사용되는 인광 도판트 물질로는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등의 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 알려져 있고, 인광 호스트 물질로는 4,4-dicarbazolybiphenyl(CBP)가 알려져 있다.
그러나 기존의 재료들은 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 좋지 않아 유기 전계 발광 소자에서의 수명 측면에서 만족할만한 수준이 되지 못하고 있으며, 발광 특성 측면에서도 여전히 개선이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제2008-0038957호
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 유리전이온도가 높고, 열적 안정성이 우수하며, 정공과 전자의 결합력을 향상시킬 수 있는 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 상기 유기 화합물을 포함하여 구동전압 및 발광효율이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것도 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112015101673266-pat00001
[화학식 2]
Figure 112015101673266-pat00002
상기 화학식 1 또는 2에서,
Ar1은 C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
R4 및 R5는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 서로 결합하여 축합 고리를 형성하며,
상기 Ar1 및 R1 내지 R5의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며,
a 내지 c는 각각 1 내지 4의 정수이다.
또한 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나가 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나의 화합물, 또는 이들 모두를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
한편, 본 발명에서 알킬은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알케닐(alkenyl)은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알키닐(alkynyl)은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 아릴은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 헤테로아릴은 핵원자수 5 내지 60의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이의 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; 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 아릴옥시는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 60의 아릴을 의미한다. 이의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알킬옥시는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 아릴아민은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 시클로알킬은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 헤테로시클로알킬은 핵원자수 3 내지 40의 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. 이의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알킬실릴은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, 아릴실릴은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 축합 고리는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 p-character가 강화된 페난트로 인데노카바졸 코어를 가지는 화합물로써, 이를 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 포함되는 발광층의 호스트 재료로 적용할 경우, 전자와 정공의 전달이 원활해져 유기 전계 발광 소자의 발광효율이 증대되며, 저전압 구동이 가능하여 유기 전계 발광 소자의 수명도 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명을 설명한다.
본 발명의 유기 화합물은 페난트로 인데노카바졸(phenanthroindenocarbazole) 코어에 다양한 치환기가 도입된 화합물로, 상기 화학식 1 또는 2로 표시된다.
구체적으로, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 페난트로 인데노카바졸(phenanthroindenocarbazole) 코어의 질소(N)에 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기(예를 들어, 트리아진기, 피리딘기, 트라이졸로피리딘기 등)와 같은 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)가 도입되어 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 갖기 때문에, 이를 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 적용할 경우 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 페난트로 인데노카바졸(phenanthroindenocarbazole) 코어의 탄소(C)에 알킬기(예를 들어, 디메틸), 또는 아릴기(예를 들어, 디페닐)가 도입되어 steric hindrance가 강화되기 때문에 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 따라서 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 적용할 경우 유기물층(구체적으로, 발광층)에서 생성된 엑시톤이 인접한 다른 유기물층(구체적으로, 전자수송층 또는 정공수송층)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 유리전이 온도(Tg) 및 분해 온도TM가 높아 열적 안정성이 우수하며, 균일한 morphology를 가진다. 따라서 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 적용할 경우 저전압 구동이 가능하며, 이로 인해 유기 전계 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은, Ar1이 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 이때, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물에서 Ar1은 하기 S1 내지 S48로 표시되는 치환체로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
Figure 112015101673266-pat00003
Figure 112015101673266-pat00004
또한, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은, R1 내지 R3가 모두 수소인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은, R4 및 R5가 각각 독립적으로, 수소, C1~C40의 알킬기(구체적으로, 메틸기) 및 C6~C60의 아릴기(구체적으로, 페닐기)로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물 1 내지 116로 구체화될 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015101673266-pat00005
Figure 112015101673266-pat00006
Figure 112015101673266-pat00007
Figure 112015101673266-pat00008
Figure 112015101673266-pat00009
Figure 112015101673266-pat00010
Figure 112015101673266-pat00011
본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물의 코어(Core)를 합성하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 일례로, 다음의 반응식 I 또는 II에 의해 합성할 수 있다.
[Core 합성 반응식 I]
Figure 112015101673266-pat00012
[Core 합성 반응식 II]
Figure 112015101673266-pat00013
2. 유기 전계 발광 소자
본 발명은 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 포함되거나, 또는 2 이상이 혼합된 상태로 포함될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 수명 개선층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 발광층은 호스트를 포함할 수 있는데, 이때 호스트로서 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 단독으로 포함하거나 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물과 함께 다른 화합물을 호스트로 포함하는 것이다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 수명 개선층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 추가로 적층될 수 있다. 또한 상기 전극(음극, 또는 양극)과 유기물층의 계면에 절연층 또는 접착층이 더 적층될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 당업계에 공지된 재료 및 방법으로 제조할 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 한정되지는 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조 시 사용되는 기판은 특별히 한정되지 않으나, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다.
또한, 양극 물질은 특별히 한정되지 않으나, 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 등을 사용할 수 있다.
또, 음극 물질은 특별히 한정되지 않으나, 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 등을 사용할 수 있다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질을 사용할 수 있다.
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] Core 1의 합성
<단계 1> methyl 5- chloro -2-( phenanthren -9- yl )benzoate의 합성
Figure 112015101673266-pat00014
Methyl 2-bromo-5-chlorobenzoate 50 g (0.20 mol)과 phenanthren-9-ylboronic acid 44.5 g (0.20 mol)에 dioxane 1.0 L와 H2O 300 mL를 가하였다. 다음, Pd(PPh3)4 11.6 g (0.01 mol)와 K2CO3 83.1 g (0.60 mol)을 첨가한 후 120 ℃에서 3시간 동안 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 1.5 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 62.6 g (수율 90%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.77 (d, 1H), 8.72 (d, 1H), 8.05 (d, 1H), 7.88 (m, 1H), 7.66 (m, 4H), 7.56 (s, 1H), 7.49 (m, 2H), 7.40 (d, 1H), 3.36 (s, 3H)
[LCMS] : 346
<단계 2> 2-(5- chloro -2-( phenanthren -9- yl )phenyl) propan -2- ol 의 합성
Figure 112015101673266-pat00015
상기 <단계 1>에서 합성된 methyl 5-chloro-2-(phenanthren-9-yl)benzoate 62 g (0.18 mol)에 THF 1.0 L를 가하였다. 다음, 반응액의 온도를 -78 ℃로 낮추고 methylmagnesium bromide 3M in THF solution 149 mL (0.45 mol)를 천천히 첨가한 후 동일 온도에서 1시간 동안 교반하고, 상온에서 24시간 동안 추가로 교반하였다. 그 다음, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 1.5 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 52.7 g (수율 85%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.73 (t, 2H), 7.86 (d, 1H), 7.81 (d, 1H), 7.71 (m, 1H), 7.65 (d, 1H), 7.61 (s, 1H), 7.49 (t, 1H), 7.42 (d, 1H), 7.30 (dd, 1H), 7.08 (d, 1H),1.26 (s, 6H)
[LCMS] : 346
<단계 3> 11- chloro -13,13- dimethyl -13H- indeno [1,2-l]phenanthrene의 합성
Figure 112015101673266-pat00016
상기 <단계 2>에서 합성된 2-(5-chloro-2-(phenanthren-9-yl)phenyl)propan-2-ol 52 g (0.15 mol)에 conc. HCl 5.2 mL와 AcOH 780 mL를 첨가한 후, 100 ℃에서 2시간 동안 가열환류하였다. 다음, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결한 후, E.A 1.5 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후, 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 29.6 g (수율 60%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.84 (d, 3H), 8.34 (m, 2H), 7.74 (m, 4H), 7.57 (s, 1H), 7.45 (d, 1H), 1.79 (s, 6H)
[LCMS] : 328
<단계 4> 2-(13,13- dimethyl -13H- indeno [1,2-l]phenanthren-11- yl )-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane의 합성
Figure 112015101673266-pat00017
상기 <단계 3>에서 합성된 11-chloro-13,13-dimethyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthrene 29.0 g (0.09 mol)과 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 26.9 g (0.11 mol)에 dioxane 600 mL를 가하였다. 다음, Pd(dppf)Cl2 3.6 g (4.4 mmol)와 KOAc 26.0 g (0.26 mol)을 첨가한 후 130 ℃에서 12시간 동안 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 염화암모늄 수용액 300 mL를 투입하여 반응을 종결시키고, E.A 1.0 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 25.9 g (수율 70%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.96 (d, 1H), 8.82 (m, 2H), 8.06 (s, 1H), 7.96 (dd, 1H), 7.70 (m, 4H), 1.81 (s, 6H), 1.41 (s, 12H)
[LCMS] : 420
<단계 5> 13,13- dimethyl -11-(2- nitrophenyl )-13H- indeno [1,2-l]phenanthrene의 합성
Figure 112015101673266-pat00018
Methyl 2-bromo-5-chlorobenzoate와 phenanthren-9-ylboronic acid 대신 상기 <단계 4>에서 합성된 2-(13,13-dimethyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthren-11-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane과 1-bromo-2-nitrobenzene을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 21.0 g (수율 82%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.93 (d, 1H), 8.83 (m, 2H), 8.47 (d, 1H), 8.35 (m, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.70 (m, 4H), 7.66 (d, 1H), 7.60 (d, 1H), 7.55 (s, 1H), 7.49 (t, 1H), 7.44 (dd, 1H), 1.81 (s, 6H)
[LCMS] : 415
<단계 6> Core 1의 합성
Figure 112015101673266-pat00019
상기 <단계 5>에서 합성된 13,13-dimethyl-11-(2-nitrophenyl)-13H-indeno[1,2-l]phenanthrene 21.0 g (0.05 mol)과 P(Ph)3 39.8 g (0.15 mol)에 DCB 300 mL를 가하고, 200 ℃에서 12시간 동안 가열환류하였다. 다음, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후, E.A 1.0 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 7.8 g (수율 40%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 11.7 (s, 1H), 8.90 (d, 1H), 8.78 (m, 3H), 8.35 (m, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.70 (m, 4H), 7.60 (d, 1H), 7.55 (d, 1H), 7.49 (t, 1H), 7.44 (dd, 1H), 1.82 (s, 6H)
[LCMS] : 383
[ 준비예 2] Core 2의 합성
Figure 112015101673266-pat00020
상기 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 5.4 g (수율 28%)을 얻었다.
[LCMS] : 383
[ 준비예 3] Core 3의 합성
<단계 1> methyl 5- chloro -2-( phenanthren -9- yl )benzoate의 합성
Figure 112015101673266-pat00021
상기 [준비예 1]의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 62.6 g (수율 90%)을 얻었다.
[LCMS] : 346
<단계 2> (5- chloro -2-( phenanthren -9- yl )phenyl) diphenylmethanol 의 합성
Figure 112015101673266-pat00022
Meyhlmagnesium bromide 대신 phenylmagnesium bromide를 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 63.6 g (수율 78%)을 얻었다.
[LCMS] : 471
<단계 3> 11- chloro -13,13- diphenyl -13H- indeno [1,2-l]phenanthrene의 합성
Figure 112015101673266-pat00023
2-(5-chloro-2-(phenanthren-9-yl)phenyl)propan-2-ol 대신 (5-chloro-2-(phenanthren-9-yl)phenyl)diphenylmethanol을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 49.7 g (수율 82%)을 얻었다.
[LCMS] : 452
<단계 4> 2-(13,13- diphenyl -13H- indeno [1,2-l]phenanthren-11- yl )-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane의 합성
Figure 112015101673266-pat00024
11-chloro-13,13-dimethyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthrene 대신 11-chloro-13,13-diphenyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthrene을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 <단계 4>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 36.5 g (수율 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 544
<단계 5> 11-(2- nitrophenyl )-13,13- diphenyl -13H- indeno [1,2-l]phenanthrene의 합성
Figure 112015101673266-pat00025
2-(13,13-dimethyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthren-11-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane 대신 2-(13,13-diphenyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthren-11-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 <단계 5>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 32.8 g (수율 92%)을 얻었다.
[LCMS] : 539
<단계 6> Core 3의 합성
Figure 112015101673266-pat00026
13,13-dimethyl-11-(2-nitrophenyl)-13H-indeno[1,2-l]phenanthrene 대신 11-(2-nitrophenyl)-13,13-diphenyl-13H-indeno[1,2-l]phenanthrene을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 <단계 6>과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 13.2 g (수율 44%)을 얻었다.
[LCMS] : 507
[ 준비예 4] Core 4의 합성
Figure 112015101673266-pat00027
상기 [준비예 3]과 동일한 과정을 수행하여 Core 3의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 9.8 g (수율 33%)을 얻었다.
[LCMS] : 507
[ 합성예 1] 화합물 1의 합성
Figure 112015101673266-pat00028
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 5.0 g (13.0 mmol)과 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 5.2 g (19.6 mmol)에 DMF 100 mL를 가하였다. 다음, 60% NaH 1.0g (26.1 mmol)을 첨가하고, 상온에서 12시간 동안 교반하였다. 그 다음, 반응액에 정제수 100 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 300 mL로 추출하고 증류수로 2회 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 5.0 g (수율 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 614
[ 합성예 2] 화합물 5의 합성
Figure 112015101673266-pat00029
2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.8 g (수율 54%)을 얻었다.
[LCMS] : 652
[ 합성예 3] 화합물 7의 합성
Figure 112015101673266-pat00030
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 6.0 g (15.6 mmol)과 2-chloro-4-phenylquinazoline 4.5 g (18.8 mmol)에 dioxane 100 mL를 가하였다. 다음, Pd(OAc)2 0.18 g (0.78 mmol), P(t-Bu)3 0.63 g (1.6 mmol) 및 K2CO3 6.5 g (46.9 mmol)을 첨가하고, 120 ℃에서 12시간 동안 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 500 mL로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 5.3 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 587
[ 합성예 4] 화합물 9의 합성
Figure 112015101673266-pat00031
2-chloro-4-phenylquinazoline 대신 2-(3-chlorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 3]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.7 g (수율 44%)을 얻었다.
[LCMS] : 690
[ 합성예 5] 화합물 13의 합성
Figure 112015101673266-pat00032
2-chloro-4-phenylquinazoline 대신 2-(3-chlorophenyl)-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 3]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.9 g (수율 51%)을 얻었다.
[LCMS] : 728
[ 합성예 6] 화합물 20의 합성
Figure 112015101673266-pat00033
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 4.5 g (11.7 mmol)과 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-(4-bromophenyl)-2-phenylpyrimidine 6.5 g (14.1 mmol)에 dioxane 100 mL를 가하였다. 다음, Pd2(dba)3 0.54 g (0.59 mmol), BINAP 0.73 g (1.2 mmol) 및 Cs2CO3 7.6 g (23.5 mmol)을 첨가한 후 120 ℃에서 12시간 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 염화암모늄 수용액 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 500 mL로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 2.5 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 765
[ 합성예 7] 화합물 27의 합성
Figure 112015101673266-pat00034
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 4.0 g (10.4 mmol)과 2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine에 dioxane 100 mL를 가하였다. 다음, Pd(OAc)2 0.12 g (0.52 mmol), XPhos 0.50 g (1.0 mmol) 및 Cs2CO3 6.8 g (20.9 mmol)을 첨가하고 120 ℃에서 12시간 동안 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 500 mL로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 3.1 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 766
[ 합성예 8] 화합물 31의 합성
Figure 112015101673266-pat00035
2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenylpyrimidine을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 7]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.6 g (수율 40%)을 얻었다.
[LCMS] : 765
[ 합성예 9] 화합물 39의 합성
Figure 112015101673266-pat00036
2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-2-phenylpyrimidine을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 7]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.7 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 842
[ 합성예 10] 화합물 43의 합성
Figure 112015101673266-pat00037
2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 7]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.2 g (수율 64%)을 얻었다.
[LCMS] : 805
[ 합성예 11] 화합물 49의 합성
Figure 112015101673266-pat00038
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 2]에서 얻어진 Core 2를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.5 g (수율 65%)을 얻었다.
[LCMS] : 614
[ 합성예 12] 화합물 55의 합성
Figure 112015101673266-pat00039
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 2]에서 얻어진 Core 2를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 3]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.5 g (수율 56%)을 얻었다.
[LCMS] : 587
[ 합성예 13] 화합물 57의 합성
Figure 112015101673266-pat00040
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 2]에서 얻어진 Core 2를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 4]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.9 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 690
[ 합성예 14] 화합물 59의 합성
Figure 112015101673266-pat00041
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 2]에서 얻어진 Core 2를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 6]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.2 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 765
[ 합성예 15] 화합물 74의 합성
Figure 112015101673266-pat00042
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 2]에서 얻어진 Core 2를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 7]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.3 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 766
[ 합성예 16] 화합물 80의 합성
Figure 112015101673266-pat00043
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1과 2-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 [준비예 2에서 얻어진 Core 2와 4-(4'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-2,6-diphenylpyrimidine를 사용하는 제외하고는 [합성예 7]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.9 g (수율 53%)을 얻었다.
[LCMS] : 765
[ 합성예 17] 화합물 85의 합성
Figure 112015101673266-pat00044
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 2]에서 얻어진 Core 2를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 9]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.3 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 842
[ 합성예 18] 화합물 94의 합성
Figure 112015101673266-pat00045
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 3]에서 얻어진 Core 3을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.0 g (수율 42%)을 얻었다.
[LCMS] : 738
[ 합성예 19] 화합물 98의 합성
Figure 112015101673266-pat00046
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 3]에서 얻어진 Core 3을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 4]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 54%)을 얻었다.
[LCMS] : 814
[ 합성예 20] 화합물 100의 합성
Figure 112015101673266-pat00047
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 3]에서 얻어진 Core 3을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 853
[ 합성예 21] 화합물 109의 합성
Figure 112015101673266-pat00048
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 4]에서 얻어진 Core 4를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 3]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.3 g (수율 46%)을 얻었다.
[LCMS] : 711
[ 합성예 22] 화합물 110의 합성
Figure 112015101673266-pat00049
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 4]에서 얻어진 Core 4를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 4]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.2 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 814
[ 합성예 23] 화합물 112의 합성
Figure 112015101673266-pat00050
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 대신 [준비예 4]에서 얻어진 Core 4를 사용한 것을 제외하고는 [합성예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.0 g (수율 46%)을 얻었다.
[LCMS] : 853
[ 실시예 1 내지 15] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성한 화합물 1, 5, 9, 13, 27, 31, 39, 43, 57, 59, 74, 80, 85, 94, 98를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 5분간 세정하고 진공 증착기로 코팅된 유리 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 유리 기판(전극) 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ 90 %의 화합물 1, 5, 9, 13, 27, 31, 39, 43, 57, 59, 74, 80, 85, 94, 98 + 10 %의 Ir(ppy)3 (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 비교예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 1 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
실시예 1 내지 15 및 비교예 1에서 사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure 112015101673266-pat00051
[ 평가예 1]
실시예 1 내지 15 및 비교예 1에서 제작한 각각의 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 화합물 1 4.3 458 55.0
실시예 2 화합물 5 3.9 459 52.5
실시예 3 화합물 9 4.8 458 58.5
실시예 4 화합물 13 3.8 459 57.3
실시예 5 화합물 27 4.2 459 56.8
실시예 6 화합물 31 4.2 457 51.0
실시예 7 화합물 39 3.9 458 59.1
실시예 8 화합물 43 4.5 459 60.2
실시예 9 화합물 57 4.2 458 55.4
실시예 10 화합물 59 3.9 457 57.5
실시예 11 화합물 74 3.8 459 58.0
실시예 12 화합물 80 4.2 458 59.0
실시예 13 화합물 85 4.5 458 52.7
실시예 14 화합물 94 4.0 459 58.3
실시예 15 화합물 98 3.8 458 57.2
비교예 1 CBP 5.2 459 44.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 녹색 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 포함된 발광층의 재료로 본 발명의 화합물을 적용한 경우(실시예 1 내지 15)가 종래의 CBP를 적용한 경우(비교예 1)보다 전류효율 및 구동전압이 우수한 것을 알 수 있다.
[ 실시예 16 내지 26] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예에서 합성된 화합물 5, 7, 9, 20, 49, 55, 94, 100, 109, 110, 112을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 적색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 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 5분간 세정하고 진공 증착기로 코팅된 유리 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 유리 기판(전극) 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm) / 90 %의 화합물 5, 7, 9, 20, 49, 55, 94, 100, 109, 110, 112 + 10 %의 (piq)2Ir(acac) (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 적색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 사용된 m-MTDATA, TCTA 및 BCP의 구조는 상기와 같고, (piq)2Ir(acac)의 구조는 하기와 같다.
Figure 112015101673266-pat00052
[ 비교예 2]
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 5 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 과정으로 적색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 사용된 CBP의 구조는 상기와 같다.
[ 평가예 2]
실시예 16 내지 26 및 비교예 2에서 각각 제조된 적색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 16 화합물 5 4.5 519 18.5
실시예 17 화합물 7 4.2 519 17.9
실시예 18 화합물 9 4.0 518 18.8
실시예 19 화합물 20 3.8 519 19.2
실시예 20 화합물 49 4.1 518 20.0
실시예 21 화합물 55 4.5 520 18.0
실시예 22 화합물 94 4.0 518 17.2
실시예 23 화합물 100 3.8 519 19.2
실시예 24 화합물 109 3.9 520 18.5
실시예 25 화합물 110 3.9 519 18.2
실시예 26 화합물 112 4.3 518 19.4
비교예 2 CBP 5.4 520 14.5
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 적색 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 포함된 발광층의 재료로 본 발명의 화합물을 적용한 경우(실시예 16 내지 26)가 종래 의 CBP를 적용한 경우(비교예 2)보다 전류효율 및 구동전압이 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112022112119283-pat00053

    [화학식 2]
    Figure 112022112119283-pat00054

    상기 화학식 1 또는 2에서,
    Ar1은 C6~C60의 아릴기로 치환되거나 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기이고,
    R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소이고,
    R4 내지 R5는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
    a 내지 c는 각각 1 내지 4의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 S1 내지 S48로 표시되는 치환체로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
    Figure 112015101673266-pat00055

    Figure 112015101673266-pat00056
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항 및 제3항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 유기 전계 발광 소자.
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