KR102587384B1 - 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 발광층, 정공 수송층 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층 등에 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 베르나노스(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 적층구조의 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, 발광물질, 정공주입 물질, 정공수송 물질, 전자수송 물질, 전자주입 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 112017130445852-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 상기한 문제점을 해결하기 위해, 유기 전계 발광 소자의 효율, 수명 및 안정성 등을 향상시킬 수 있는 신규 화합물 및 상기 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112017130445852-pat00002
[화학식 2]
Figure 112017130445852-pat00003
상기 화학식 1 또는 2에서,
R1 내지 R12는 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 선택되거나, 인접하는 2개의 치환기는 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 형성할 수 있고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 또는 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
X1은 O, S, Se, N(Ar2), C(Ar3)(Ar4) 및 Si(Ar5)(Ar6)이며;
Ar1 내지 Ar6은 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 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 내지 R12 및 Ar1 내지 Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 상기 중 인접하는 2개의 치환기가 결합하여 형성되는 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 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 1 또는 2의 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 발명은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다:
하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물:
[화학식 1]
Figure 112017130445852-pat00004
[화학식 2]
Figure 112017130445852-pat00005
상기 화학식 1 또는 2에서,
R1 내지 R12는 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 선택되거나, 인접하는 2개의 치환기는 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 형성할 수 있고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 또는 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
X1은 O, S, Se, N(Ar2), C(Ar3)(Ar4) 및 Si(Ar5)(Ar6)이며;
Ar1 내지 Ar6은 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 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 내지 R12 및 Ar1 내지 Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 상기 중 인접하는 2개의 치환기가 결합하여 형성되는 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 발명에 따른 신규 화합물은 디인돌로 페노티아진 모이어티(Diindolo phenothiazine moiety), 디인돌로 페녹사진 모이어티(Diindolo phenoxazine moiety) 또는 디인돌로 아크리딘 모이어티(Diindolo acridine moiety)를 포함하는 것으로서, 상기 화학식 1 또는 2 로 표시되는 것을 특징으로 한다. 이러한 화학식 1또는 2로 표시되는 화합물은 종래 유기 전계 발광 소자용 재료 [예: 4,4-dicarbazolybiphenyl (이하, 'CBP'라 함)] 보다 높은 분자량을 가져 유리전이온도가 높다.
특히 디인돌로 페노티아진 모이어티는 페노티아진과 인돌의 축합 구조로 아민의 페닐을 페노티아진과 연결하였기 때문에 보다 평면형으로서 컨쥬게이션 영역을 넓혔기 때문에 열적 안정성이 우수하고, 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능 등이 우수하다. 따라서, 상기 화학식 1또는 2 의 화합물을 유기 전계 발광 소자가 포함할 경우, 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있다.
한편, 유기 전계 발광 소자의 인광 발광층에서, 호스트 물질은 호스트의 삼중항 에너지 갭이 도펀트보다 높아야 한다. 즉, 도펀트로부터 효과적으로 인광 발광을 제공하기 위해서는 호스트의 가장 낮은 여기 상태가 도펀트의 가장 낮은 방출 상태보다 에너지가 더 높아야 한다. 상기 화학식 1 또는 2 로 표시되는 화합물은 넓은 일중항 에너지 준위와 높은 삼중항 에너지 준위를 가지는 축합된 인돌 유도체에 특정의 치환기가 도입됨으로써, 에너지 준위가 도펀트 보다 높게 조절될 수 있어 호스트 물질로 사용될 수 있다.
본 발명에서 디인돌로 페노티아진 모이어티, 디인돌로 페녹사진 모이어티 또는 디인돌로 아크리딘 모이어티는 결합된 치환기의 특성에 따라 정공 수송능이 좋은 모이어티, 전자 수송능이 좋은 모이어티가 모두 가능하기 때문에, 본 발명의 화합물은 일정 수준 이상의 정공 이동도(Hole mobility) 또는 전자 이동도(electron mobility)를 가지며 유기 전계 발광 소자의 정공수송층으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1또는 2 의 화합물에 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)가 결합된 구조를 가짐으로써, 분자 전체가 양극성(bipolar) 특성을 갖기 때문에, 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다. 따라서, 화학식 1 또는 2 의 화합물은 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있어, 유기 전계 발광 소자의 청색, 녹색 혹은 적색의 인광 발광층 재료로 유용하게 적용할 수 있다.
이와 같이, 상기 화학식 1 또는 2 로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 인광 특성을 향상시킴과 동시에, 정공 주입/수송 능력, 발광 효율, 구동 전압, 수명 특성 등을 향상시킬 수 있고, 도입되는 치환체의 종류에 따라 전자 수송 능력 등도 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1 또는 2의 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료), 정공 및 전자 수송층 재료 및 정공 및 전자 주입층 재료, 더 바람직하게는 인광 발광층 재료로 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 또는 2 의 화합물은 상기 기본 골격에 다양한 치환체, 특히 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 도입되어 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리 전이온도가 향상되고, 이로 인해 종래의 발광 재료(예를 들어, CBP)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 또한, 상기 화학식 1 또는 2 로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1 또는 2 의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다. 이와 같이 성능 및 수명 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자는 결과적으로 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 화학식 1 또는 2 의 화합물을 유기 전계 발광 소자의 정공 및 전자 주입/수송층 재료 또는 청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP) 비해 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 유기 전계 발광 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 화학식1 또는 2 는 하기 화합물로 보다 구체적으로 하기 구조로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 6 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112017130445852-pat00006
[화학식 4]
Figure 112017130445852-pat00007
[화학식 5]
Figure 112017130445852-pat00008
[화학식 6]
Figure 112017130445852-pat00009
상기 화학식 3 내지 6에서,
L1, L2, R1 내지 R12 및 Ar1 내지 Ar4 각각은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 10 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
[화학식 7]
Figure 112017130445852-pat00010
[화학식 8]
Figure 112017130445852-pat00011
[화학식 9]
Figure 112017130445852-pat00012
[화학식 10]
Figure 112017130445852-pat00013
상기 화학식 7 내지 10에서,
L1, L2, R1 내지 R12 및 Ar1 내지 Ar4 각각은 화학식 2에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 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 R1 내지 R12의 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, 본 발명에 따른 화합물을 유기 전계 발광 소자의 재료로 적용하는 경우 발광 특성을 고려할 때, 상기 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 보다 바람직하게는 C6~C60의 아릴기 또는 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기이며,
상기 R1 내지 R12의 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 상이할 수 있다.
본 발명의 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R11은 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1과 R2, R2와 R3, R3와 R4, R5와 R6, R6와 R7, R7과 R8, R9과 R10, R10과 R11 및 R11과 R12 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 11로 표시되는 고리와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다:
[화학식 11]
Figure 112017130445852-pat00014
상기 화학식 11에서,
점선은 상기 화학식 1 또는 2와 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar7)이며;
Ar7은 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, 상기 Ar7이 복수 개인 경우 인접하는 2개의 Ar7은 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 형성할 수 있고, 복수 개의 Ar7은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 Ar7의 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 Ar7이 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 R1과 R2, R2와 R3, R3와 R4, R5와 R6, R6와 R7, R7과 R8, R9과 R10, R10과 R11 및 R11과 R12 중 어느 하나는 상기 화학식 11로 표시되는 고리와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R11과 R12는 상기 화학식 11로 표시되는 고리와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 11에서, 상기 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 C(Ar7)이고,
여기서 상기 Ar7은 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 선택되며;
상기 Ar7의 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 11에서 상기 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 C(Ar7)이고,
여기서 상기 Ar7은 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 Ar7의 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 L1 및 L2는 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(Linker)일 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기 및 피리미디닐렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 하기 화학식 A-1 내지 A-4로 이루어진 군에서 선택된 링커일 수 있다:
Figure 112017130445852-pat00015
상기 화학식 A-1 내지 A-4에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 화합물을 유기 전계 발광 소자의 재료로 적용하는 경우 발광 특성을 고려할 때, 상기 Ar1은 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 보다 바람직하게는 C6~C60의 아릴기 또는 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기이며;
상기 Ar1의 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 상이할 수 있다.
본 발명의 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진으로 이루어진 군에서 선택되고;
상기 Ar1의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘은 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 상이할 수 있다.
본 발명의 더욱 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진으로 이루어진 군에서 선택되고;
상기 Ar1의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘은 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 가장 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1은 하기 화학식 12 내지 15로 표시되는 치환기일 수 있다:
[화학식 12]
Figure 112017130445852-pat00016
[화학식 13]
Figure 112017130445852-pat00017
[화학식 14]
Figure 112017130445852-pat00018
[화학식 15]
Figure 112017130445852-pat00019
상기 화학식 12 내지 15에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Z5 내지 Z9는 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar8)이고;
X2는 O 또는 S이며;
m은 0 내지 4의 정수이며;
R13은 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 형성하고, 상기 R13이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Ar8은 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 형성하고, 상기 Ar8이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R13 및 Ar8의 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 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 화합물을 정공 수송층의 재료로 사용하는 경우 상기 Z5 내지 Z9는 각각 독립적으로 C(Ar8)인 것이 발광 특성에 있어서 바람직하다.
또한, 본 발명의 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 화합물을 전자 수송층의 재료로 사용하는 경우, 상기 화학식 12에서, 상기 Z5 내지 Z9 중 적어도 하나는 N이고, 상기 화학식 13 및 14에서 상기 Z5 내지 Z7 중 적어도 하나는 N이며, 상기 화학식 15에서 상기 Z5 또는 Z6 중 적어도 하나는 N인 것이 발광 특성에 있어서 바람직하다.
본 발명의 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 12로 표시되는 치환기는 하기 화학식 16으로 표시되는 치환기일 수 있다:
[화학식 16]
Figure 112017130445852-pat00020
상기 화학식 16에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
R14 및 R15는 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 선택되거며;
상기 R14 및 R15의 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;
Z1, Z3 및 Z5 각각은 상기 화학식 12에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 12로 표시되는 치환기는 하기 화학식 B-1 내지 B-3 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure 112017130445852-pat00021
상기 화학식 B-1 내지 B-3에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
R14 및 R15는 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 R14 및 R15의 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 R14 및 R15는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 R14 및 R15의 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 R14 및 R15는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택되고;
상기 R14 및 R15의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘은 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 R14 및 R15는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택되고;
상기 R14 및 R15의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘은 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 더욱 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R14 및 R15는 각각 독립적으로 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진으로 이루어진 군에서 선택되고;
상기 R14 및 R15의 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진은 각각 독립적으로 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진로 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 화학식 13 내지 15로 표시되는 치환기는 하기 화학식 17 내지 19로 표시되는 치환기일 수 있다:
[화학식 17]
Figure 112017130445852-pat00022
[화학식 18]
Figure 112017130445852-pat00023
[화학식 19]
Figure 112017130445852-pat00024
상기 화학식 17 내지 19에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
m, R13 및 Ar8 각각은 상기 화학식 13 내지 15에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 17 내지 19에서, 상기 R13 및 Ar8은 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 R13 및 Ar8의 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 Ar8은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Ar8의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘은 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 Ar8은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Ar8의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘은 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 더욱 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar8은 각각 독립적으로 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진으로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Ar8의 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진은 각각 독립적으로 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 트리아진로 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 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 Ar3 및 Ar4의 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 보다 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 페난트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 피리딘, 피리다진 및 피리미딘으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112017130445852-pat00025
Figure 112017130445852-pat00026
본 발명의 화학식 1 또는 2의 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 1 또는 2로 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 1 또는 2로 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, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1 또는 2로 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 수송층(34)의 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 수송층(34)과 발광층(32) 사이에 전자 수송 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(32)으로 유기 발광 소자 내에서 이온화 포텐셜 레벨을 타고 이동하는 정공이 전자 수송 보조층의 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 1 또는 2로 표시되는 화합물은 디인돌로 페노티아진 모이어티(Diindolo phenothiazine moiety), 디인돌로 페녹사진 모이어티(Diindolo phenoxazine moiety) 또는 디인돌로 아크리딘 모이어티(Diindolo acridine moiety)를 포함하는 것으로서, 특히 디인돌로 페노티아진 모이어티는 페노티아진과 인돌의 축합 구조로 아민의 페닐을 페노티아진과 연결하였기 때문에 보다 평면형으로서 컨쥬게이션 영역을 넓혔기 때문에 열적 안정성이 우수하고, 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능 등이 우수하다. 따라서, 상기 화학식 1또는 2 의 화합물을 유기 전계 발광 소자가 포함할 경우, 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 넓은 일중항 에너지 준위와 높은 삼중항 에너지 준위를 가지는 축합된 인돌 유도체에 특정의 치환기가 도입됨으로써, 에너지 준위가 도펀트 보다 높게 조절될 수 있어 호스트 물질로 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 디인돌로 페노티아진 모이어티, 디인돌로 페녹사진 모이어티, 또는 디인돌로 아크리딘 모이어티는 결합된 치환기의 특성에 따라 정공 수송능이 좋은 모이어티, 전자 수송능이 좋은 모이어티가 모두 가능하기 때문에, 본 발명의 화합물은 일정 수준 이상의 정공 이동도(Hole mobility) 또는 전자 이동도(electron mobility)를 가지며 유기 전계 발광 소자의 정공 수송층으로 사용될 수 있다.
이와 같이, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 인광 특성을 향상시킴과 동시에, 정공 주입/수송 능력, 발광 효율, 구동 전압, 수명 특성 등을 향상시킬 수 있고, 도입되는 치환기의 종류에 따라 전자 수송 능력 등도 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1 또는 2의 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층(청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료), 정공 수송층, 전자 수송층, 정공 주입층, 전자 주입층 또는 전자 수송 보조층의 재료로 사용될 수 있고, 보다 바람직하게는 발광층, 정공 수송층, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층의 재료로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 인광 발광층 재료로 사용될 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 1 또는 2로 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.
본 발명에 따른 유기화합물은 아래와 같은 방법으로 제조 할 수 있다.
[합성식 1]
Figure 112017130445852-pat00027
[합성식 2]
Figure 112017130445852-pat00028
[합성식 3]
[합성식 4]
[합성식 5]
[합성식 6]
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.
실시예
[ 준비예 1] IPT - 1 의 합성
< 단계1 > 10-(2- 브로모페닐 )-10H- 페노티아진 의 합성
질소 기류 하에서 10H-페노티아진 (100 g, 501.8 mmol), 1-브로모-2-요오도벤젠 (170.4 g, 602.2 mmol), Cu (15.9 g, 250.9 mmol), K2CO3 (138.7 g, 1003.7 mmol) 및 니트로벤젠 (2000 ml)를 혼합하고 210℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 10:1 (v/v))로 정제하여 10-(2-브로모페닐)-10H-페노티아진 (96 g, 수율 54%)을 얻었다.
1H-NMR: 6.97 (m, 2H), 7.07-7.23 (m, 9H), 7.66 (d, 1H)
< 단계2 > 인돌로[3,2,1-kl]페노티아진 의 합성
질소 기류 하에서 10-(2-브로모페닐)-10H-페노티아진(96 g, 271 mmol), Pd(OAc)2 (6.1 g, 27.1 mmol),PCy3HBF4 (20g, 54.2 mmol), K2CO3 (74.9 g, 542.1 mmol), DMA (1500 ml)를 혼합하고 170℃에서 3시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 6:1 (v/v))로 정제하여 인돌로[3,2,1-kl]페노티아진 (67.4 g, 수율 91%)을 얻었다.
1H-NMR: 6.97-7.01 (m, 2H), 7.11-7.2 (m, 3H), 7.32 (t, 1H), 7.51 (t, 1H), 7.63 (d, 1H), 7.84 (d, 1H), 8.00-8.03 (m, 2H)
< 단계3 > 8- 브로모인돌로[3,2,1-kl]페노티아진 의 합성
질소 기류 하에서 인돌로[3,2,1-kl]페노티아진 (67.4 g, 246.6 mmol), NBS (43.9 g, 246.6 mmol), 메틸렌 클로라이드 (1000 ml)를 0℃에서 적가하고 상온에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 6:1 (v/v))로 정제하여 8-브로모인돌로[3,2,1-kl]페노티아진 (65.1 g, 수율 75%)을 얻었다.
1H-NMR: 6.85 (d, 1H), 7.04 (t, 1H), 7.19-7.2 (m, 2H), 7.31 (d, 1H), 7.39 (t, 1H), 7.57 (t, 1H), 7.85 (d, 1H), 8.04 (d, 1H), 8.74 (d, 1H)
< 단계4 > N- (2-클로로페닐)인돌로[3,2,1-kl] 페노티아진-8- 아민 의 합성
질소 기류 하에서 8-브로모인돌로[3,2,1-kl]페노티아진 (65.1 g, 185.0 mmol), 2-클로로아닐린 (28.3 g, 222.0 mmol), Pd2(dba)3 (8.5 g, 9.3 mmol), X-Phos (8.8 g, 18.5 mmol), Cs2CO3 (150.7 g, 462.3 mmol), 자일렌 (1000 ml)를 혼합하고 120℃에서 8시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 5:1 (v/v))로 정제하여 N-(2-클로로페닐)인돌로[3,2,1-kl]페노티아진-8-아민 (49.4 g, 수율 67%)을 얻었다.
1H-NMR: 6.98-7.57 (m, 11H), 7.73 (d, 1H), 7.94 (d, 1H), 8.32 (b, 1H), 8.55 (d, 1H)
< 단계5 > IPT - 1 의 합성
질소 기류 하에서 N-(2-클로로페닐)인돌로[3,2,1-kl]페노티아진-8-아민 (49.4 g, 124.0 mmol), Pd(OAc)2 (2.8 g, 12.3 mmol), PCy3HBF4 (9.1g, 24.8 mmol), K2CO3 (34.3 g, 247.8 mmol), DMA (500 ml)를 혼합하고 170℃에서 3시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 4:1 (v/v))로 정제하여 IPT-1 (31.4 g, 수율 70 %) 을 획득하였다.
IPT-1 의 1H-NMR : 7.02 (s, 1H), 7.16-7.20 (m, 3H), 7.35-7.63 (m, 6H), 7.94 (d, 1H), 8.19 (d, 1H), 8.24 (b, 1H), 8.55 (d, 1H)
[ 준비예 2] IPT - 2 의 합성
<단계 4>에서 2-클로로아닐린 대신 1-클로로나프탈렌-2-아민 (39.4 g, 222.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 준비예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 IPT-2(26.8 g, 수율 65%)를 얻었다.
IPT-2 의 1H-NMR : 7.02 (s, 1H), 7.16-7.19 (m, 2H), 7.35-7.65 (m, 8H), 7.94-7.99 (m, 2H), 8.24 (b, 1H), 8.54-8.55 (m, 2H)
[ 준비예 3] IPT - 3 의 합성
<단계 4>에서 2-클로로아닐린 대신 3-클로로-[1,1'-비페닐]-4-아민 (45.2 g, 222.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 준비예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 IPT-3(29.7 g, 수율 60%)을 얻었다.
IPT-3 의 1H-NMR : 7.02 (s, 1H), 7.16-7.19 (m, 2H), 7.35-7.53 (m, 7H), 7.75-7.77 (m, 3H), 7.89-7.99 (m, 3H), 8.24 (b, 1H), 8.55 (d, 1H)
[ 준비예 4] IPT - 4 의 합성
< 단계1 > 2,3- 디히드로 -1H-페노티아진-4(10H)- 온 의 합성
질소 기류 하에서 2-아미노벤젠티올 (100 g, 798.8 mmol), 시클로헥산-1,3-디온 (107.5 g, 958.5 mmol), 1,8-디아자비시클로(5.4.0)-7-운데센 (158.1 g, 1,040.0 mmol) 및 DMSO (2000 ml)를 혼합하고 110℃에서 24시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 10:1 (v/v))로 정제하여 2,3-디히드로-1H-페노티아진-4(10H)-온 (78.1 g, 수율 45%)을 얻었다.
1H-NMR: 1.54 (tt, 2H), 2.82 (t, 2H), 3.16 (t, 2H), 6.27 (d, 1H), 7.17 (dd, 1H), 7.30 (dd, 1H), 7.79 (d, 1H), 8.81 (b, 1H)
< 단계2 > 10-(2- 브로모페닐 )-2,3- 디히드로 -1H-페노티아진-4(10H)- 온 의 합성
질소 기류 하에서 2,3-디히드로-1H-페노티아진-4(10H)-온 (78.1 g, 359.5 mmol), 1-브로모-2-요오도벤젠 (122.0 g, 431.3 mmol), Cu (11.4 g, 179.7 mmol), K2CO3 (99.4 g, 718.9 mmol) 및 니트로벤젠 (1500 ml)를 혼합하고 210℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 10:1 (v/v))로 정제하여 10-(2-브로모페닐)-2,3-디히드로-1H-페노티아진-4(10H)-온 (87.0 g, 수율 65%)을 얻었다.
1H-NMR: 1.54 (tt, 2H), 2.82 (t, 2H), 3.16 (t, 2H), 7.07-7.08 (m, 2H), 7.20-7.25 (m, 3H), 7.50 (dd, 1H), 7.66 (d, 1H), 7.90 (d, 1H)
< 단계3 > 5-(2- 브로모페닐 )-5,12- 디히드로인돌로[3,2-c]페노티아진 의 합성
질소 기류 하에서 10-(2-브로모페닐)-2,3-디히드로-1H-페노티아진-4(10H)-온 (87.0 g, 233.6 mmol), 페닐히드라진 (30.3 g, 280.3 mmol), AcOH (1000 ml)를 120℃에서 12시간 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 농축한뒤, 다시 벤젠 (1000ml)에 녹인 후, 2,3-디클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논 (106.1 g, 470.0 mmol) 을 적가한 뒤 상온에서 2시간 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피 (Hexane:EA = 6:1 (v/v))로 정제하여 5-(2-브로모페닐)-5,12-디히드로인돌로[3,2-c]페노티아진 (72.5 g, 수율 70%)을 얻었다.
1H-NMR: 6.97-7.23 (m, 10H), 7.50 (dd, 1H), 7.63-7.66 (m, 2H), 8.19 (d, 1H), 8.34 (b, 1H)
< 단계4 > IPT - 4 의 합성
질소 기류 하에서 5-(2-브로모페닐)-5,12-디히드로인돌로[3,2-c]페노티아진 (72.5 g, 163.6 mmol), Pd(OAc)2 (3.7 g, 16.4 mmol), PCy3HBF4 (12.1g, 30.0 mmol), K2CO3 (45.2 g, 327.1 mmol), DMA (800 ml)를 혼합하고 170℃에서 3시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 4:1 (v/v))로 정제하여 IPT-4 (38.5 g, 수율 65 %) 을 획득하였다.
IPT-4 의 1H-NMR : 7.16-7.63 (m, 10H), 7.94 (d, 1H), 8.19 (d, 1H), 8.28 (b, 1H), 8.55 (d, 1H)
[ 준비예 5] IPT - 5 의 합성
<단계 1>에서 10H-페노티아진 대신 10H-페녹싸진 (100.0 g, 545.8 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 준비예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 IPT-5(38.9 g, 수율 75%)을 얻었다.
IPT-5 의 1H-NMR : 7.16-7.50 (m, 8H), 7.63-7.69 (m, 2H), 7.94 (d, 1H), 8.19 (d, 1H), 8.20 (b, 1H), 8.55 (d, 1H)
[ 준비예 6] IPT - 6 의 합성
<단계 1>에서 10H-페노티아진 대신 9,9-디메틸-9,10-디히드로아크리딘 (100.0 g, 477.8 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 준비예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 IPT-6(26.2 g, 수율 54%)을 얻었다.
IPT-6 의 1H-NMR : 1.69 (s, 6H), 7.16-7.35 (m, 6H), 7.50-7.63 (m, 4H), 7.94 (d, 1H), 8.19 (d, 1H), 8.24 (b, 1H), 8.55 (d, 1H)
[ 준비예 7] IPT - 7 의 합성
<단계 4>에서 2-클로로아닐린 대신 1-클로로나프탈렌-2-아민 (48.3 g, 271.9 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 준비예 5와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 IPT-7(34.5 g, 수율 64%)를 얻었다.
IPT-7 의 1H-NMR : 7.14-7.69 (m, 11H), 7.94-7.99 (m, 2H), 8.18 (b, 1H), 8.54-8.55 (m, 2H)
[ 합성예 1] A-1의 합성
질소 기류 하에서 IPT-1 (2.4 g, 6.7 mmol), 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.75 g, 8.0 mmol), NaH (0.16 g, 6.7 mmol), DMF (25 ml)를 혼합하고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 고체염을 filter한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 A-1 (3.2 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass (이론치: 669.8, 측정치: 669 g/mol)
[ 합성예 2] A-2의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 A-2 (3.3 g, 수율 73%)를 얻었다.
Mass (이론치: 683.79, 측정치: 683 g/mol)
[ 합성예 3] A-3의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 A-3 (3.0 g, 수율 65%)을 얻었다.
Mass (이론치: 683.79, 측정치: 683 g/mol)
[ 합성예 4] A-4의 합성
질소 기류 하에서 IPT-1 (2.4 g, 6.7 mmol), 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.4 g, 8.0 mmol), Pd(OAc)2 (0.15 g, 0.67 mmol), P-(t-bu)3 (0.33 ml, 1.34 mmol), NaOt-Bu (1.3 g, 13.4 mmol) 및 자일렌 (25 ml)를 혼합하고 1401℃ 에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 고체염을 filter한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 A-4 (3.4 g, 수율 68%)을 얻었다.
Mass (이론치: 745.9, 측정치: 745 g/mol)
[ 합성예 5] A-5의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 A-5 (2.8 g, 수율 71%)를 얻었다.
Mass (이론치: 593.71, 측정치: 593 g/mol)
[ 합성예 6] A-6의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오클로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 A-6 (2.7 g, 수율 68%)를 얻었다.
Mass (이론치: 596.72, 측정치: 596 g/mol)
[ 합성예 7] A-7의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 A-7 (2.3 g, 수율 61%)를 얻었다.
Mass (이론치: 566.68, 측정치: 566 g/mol)
[ 합성예 8] A-8의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 A-8 (3.2 g, 수율 76%)를 얻었다.
Mass (이론치: 622.76, 측정치: 622 g/mol)
[ 합성예 9] B-1의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-1 (3.3 g, 수율 68%)를 얻었다.
Mass (이론치: 719.86, 측정치: 719 g/mol)
[ 합성예 10] B-2의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-2 (3.4 g, 수율 69%)를 얻었다.
Mass (이론치: 733.85, 측정치: 733 g/mol)
[ 합성예 11] B-3의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-3 (3.0 g, 수율 62%)를 얻었다.
Mass (이론치: 733.85, 측정치: 733 g/mol)
[ 합성예 12] B-4의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-4 (3.6 g, 수율 67%)를 얻었다.
Mass (이론치: 795.96, 측정치: 795 g/mol)
[ 합성예 13] B-5의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-5 (3.0 g, 수율 70%)를 얻었다.
Mass (이론치: 643.77, 측정치: 643 g/mol)
[ 합성예 14] B-6의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오크로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-6 (3.2 g, 수율 73%)를 얻었다.
Mass (이론치: 646.78, 측정치: 646 g/mol)
[ 합성예 15] B-7의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-7 (2.9 g, 수율 71%)를 얻었다.
Mass (이론치: 616.74, 측정치: 616 g/mol)
[ 합성예 16] B-8의 합성
IPT-1 대신 IPT-2를 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 B-8 (2.9 g, 수율 65%)를 얻었다.
Mass (이론치: 672.82, 측정치: 672 g/mol)
[ 합성예 17] C-1의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-1 (3.6 g, 수율 72%)를 얻었다.
Mass (이론치: 745.90, 측정치: 745 g/mol)
[ 합성예 18] C-2의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-2 (3.8 g, 수율 74%)를 얻었다.
Mass (이론치: 759.89, 측정치: 759 g/mol)
[ 합성예 19] C-3의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-3 (3.9 g, 수율 77%)를 얻었다.
Mass (이론치: 759.89, 측정치: 759 g/mol)
[ 합성예 20] C-4의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-4 (3.7 g, 수율 67 %)를 얻었다.
Mass (이론치: 822.00, 측정치: 822 g/mol)
[ 합성예 21] C-5의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-5 (3.3 g, 수율 73%)를 얻었다.
Mass (이론치: 669.81, 측정치: 669 g/mol)
[ 합성예 22] C-6의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오크로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-6 (3.2 g, 수율 71%)를 얻었다.
Mass (이론치: 672.82, 측정치: 672 g/mol)
[ 합성예 23] C-7의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-7 (2.9 g, 수율 68%)를 얻었다.
Mass (이론치: 642.78, 측정치: 642 g/mol)
[ 합성예 24] C-8의 합성
IPT-1 대신 IPT-3을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C-8 (3.1 g, 수율 66%)를 얻었다.
Mass (이론치: 698.86, 측정치: 698 g/mol)
[ 합성예 25] D-1의 합성
질소 기류 하에서 IPT-4(2.9 g, 6.7 mmol), 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.75 g, 8.0 mmol), NaH (0.16 g, 6.7 mmol), DMF (25 ml)를 혼합하고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 고체염을 filter한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 D-1 (2.9 g, 수율 65%)을 얻었다.
Mass (이론치: 669.80, 측정치: 669 g/mol)
[ 합성예 26] D-2의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 9와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 D-2 (3.1 g, 수율 68%)를 얻었다.
Mass (이론치: 683.79, 측정치: 683 g/mol)
[ 합성예 27] D-3의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 9와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 D-3 (3.3 g, 수율 74%)을 얻었다.
Mass (이론치: 683.79, 측정치: 683 g/mol)
[ 합성예 28] D-4의 합성
질소 기류 하에서 IPT-4 (2.9 g, 6.7 mmol), 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.4 g, 8.0 mmol), Pd(OAc)2 (0.15 g, 0.67 mmol), P-(t-bu)3 (0.33 ml, 1.34 mmol), NaOt-Bu (1.3 g, 13.4 mmol) 및 자일렌 (25 ml)를 혼합하고 1401℃ 에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 고체염을 filter한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 D-4 (3.2 g, 수율 64%)을 얻었다.
Mass (이론치: 745.90, 측정치: 745 g/mol)
[ 합성예 29] D-5의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 9와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 D-5 (3.0 g, 수율 75%)를 얻었다.
Mass (이론치: 593.71, 측정치: 593 g/mol)
[ 합성예 30] D-6의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오클로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 12와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 D-6 (2.8 g, 수율 70%)를 얻었다.
Mass (이론치: 596.72, 측정치: 596 g/mol)
[ 합성예 31] D-7의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 12와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 D-7 (2.2 g, 수율 59%)를 얻었다.
Mass (이론치: 566.68, 측정치: 566 g/mol)
[ 합성예 32] D-8의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 12와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 D-8 (3.0 g, 수율 71%)를 얻었다.
Mass (이론치: 622.76, 측정치: 622 g/mol)
[ 합성예 33] E-1의 합성
질소 기류 하에서 IPT-5(2.3 g, 6.7 mmol), 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.75 g, 8.0 mmol), NaH (0.16 g, 6.7 mmol), DMF (25 ml)를 혼합하고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 고체염을 filter한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 E-1 (3.1 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass (이론치: 653.74, 측정치: 653 g/mol)
[ 합성예 34] E-2의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 17과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 E-2 (3.3 g, 수율 74%)를 얻었다.
Mass (이론치: 667.73, 측정치: 667 g/mol)
[ 합성예 35] E-3의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 17과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 E-3 (3.1 g, 수율 70%)을 얻었다.
Mass (이론치: 667.73, 측정치: 667 g/mol)
[ 합성예 36] E-4의 합성
질소 기류 하에서 IPT-5 (2.3 g, 6.7 mmol), 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.4 g, 8.0 mmol), Pd(OAc)2 (0.15 g, 0.67 mmol), P-(t-bu)3 (0.33 ml, 1.34 mmol), NaOt-Bu (1.3 g, 13.4 mmol) 및 자일렌 (25 ml)를 혼합하고 1401℃ 에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 고체염을 filter한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 E-4 (3.4 g, 수율 69%)을 얻었다.
Mass (이론치: 729.84, 측정치: 729 g/mol)
[ 합성예 37] E-5의 합성
2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 17과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 E-5 (2.9 g, 수율 74%)를 얻었다.
Mass (이론치: 577.65, 측정치: 577 g/mol)
[ 합성예 38] E-6의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오클로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 21과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 E-6 (2.9 g, 수율 75%)를 얻었다.
Mass (이론치: 580.66, 측정치: 580 g/mol)
[ 합성예 39] E-7의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 21과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 E-7 (2.6 g, 수율 70%)를 얻었다.
Mass (이론치: 550.62, 측정치: 550 g/mol)
[ 합성예 40] E-8의 합성
2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 21과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 E-8 (3.0 g, 수율 73%)를 얻었다.
Mass (이론치: 606.70, 측정치: 606 g/mol)
[ 합성예 41] F-1의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-1 (3.0 g, 수율 66%)를 얻었다.
Mass (이론치: 679.82, 측정치: 679 g/mol)
[ 합성예 42] F-2의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-2 (2.8 g, 수율 61%)를 얻었다.
Mass (이론치: 693.81, 측정치: 693 g/mol)
[ 합성예 43] F-3의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-3 (3.2 g, 수율 68%)를 얻었다.
Mass (이론치: 693.81, 측정치: 693 g/mol)
[ 합성예 44] F-4의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-4 (3.3 g, 수율 65%)를 얻었다.
Mass (이론치: 755.92, 측정치: 755 g/mol)
[ 합성예 45] F-5의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-5 (2.6 g, 수율 65%)를 얻었다.
Mass (이론치: 603.73, 측정치: 603 g/mol)
[ 합성예 46] F-6의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오크로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-6 (2.8 g, 수율 69%)를 얻었다.
Mass (이론치: 606.74, 측정치: 606 g/mol)
[ 합성예 47] F-7의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-7 (2.4 g, 수율 62%)를 얻었다.
Mass (이론치: 576.70, 측정치: 576 g/mol)
[ 합성예 48] F-8의 합성
IPT-1 대신 IPT-6을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 F-8 (2.8 g, 수율 65%)를 얻었다.
Mass (이론치: 632.78, 측정치: 632 g/mol)
[ 합성예 49] G-1의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-1 (3.3 g, 수율 71%)를 얻었다.
Mass (이론치: 703.80, 측정치: 703 g/mol)
[ 합성예 50] G-2의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-2 (3.4 g, 수율 70%)를 얻었다.
Mass (이론치: 717.79, 측정치: 717 g/mol)
[ 합성예 51] G-3의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진 (2.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-3 (3.5 g, 수율 73%)를 얻었다.
Mass (이론치: 717.79, 측정치: 717 g/mol)
[ 합성예 52] G-4의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-4 (4.0 g, 수율 77%)를 얻었다.
Mass (이론치: 779.9, 측정치: 779 g/mol)
[ 합성예 53] G-5의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용하고, 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.1 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-5 (2.9 g, 수율 68%)를 얻었다.
Mass (이론치: 627.71, 측정치: 627 g/mol)
[ 합성예 54] G-6의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로티오크로메노[4,3,2-de]퀴나졸린 (2.2 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-6 (2.6 g, 수율 61%)를 얻었다.
Mass (이론치: 630.72, 측정치: 630 g/mol)
[ 합성예 55] G-7의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐퀴나졸린 (1.9 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-7 (2.6 g, 수율 64%)를 얻었다.
Mass (이론치: 600.68, 측정치: 600 g/mol)
[ 합성예 56] G-8의 합성
IPT-1 대신 IPT-7을 사용하고, 2-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2.4 g, 8.0 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 G-8 (3.0 g, 수율 69%)를 얻었다.
Mass (이론치: 656.79, 측정치: 656 g/mol)
[ 실시예 1 내지 35] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예에서 합성한 화합물을 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 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% 하기 표 1의 호스트 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
[ 비교예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 A-1 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 평가예 1]
실시예 1 내지 35 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 구동 전압 EL 피크 전류효율
(V) (nm) (cd/A)
실시예 1 A-1 6.77 515 40.2
실시예 2 A-2 6.7 515 41.2
실시예 3 A-3 6.51 518 41.2
실시예 4 A-4 6.77 518 38.9
실시예 5 A-5 6.7 518 41.3
실시예 6 B-1 6.51 517 41.2
실시예 7 B-2 6.77 518 38.9
실시예 8 B-3 6.7 518 41.3
실시예 9 B-4 6.66 518 41.3
실시예 10 B-5 6.81 517 41.2
실시예 11 C-1 6.68 518 38.9
실시예 12 C-2 6.77 518 41.3
실시예 13 C-3 6.7 515 41.3
실시예 14 C-4 6.51 515 41.3
실시예 15 C-5 6.51 518 41.3
실시예 16 D-1 6.77 515 41.3
실시예 17 D-2 6.7 518 41.3
실시예 18 D-3 6.51 517 41.2
실시예 19 D-4 6.77 518 41.2
실시예 20 D-5 6.7 518 38.9
실시예 21 E-1 6.66 518 41.3
실시예 22 E-2 6.81 517 41.3
실시예 23 E-3 6.77 518 41.3
실시예 24 E-4 6.7 518 41.2
실시예 25 E-5 6.51 515 41.3
실시예 26 F-1 6.77 515 41.2
실시예 27 F-2 6.81 518 38.9
실시예 28 F-3 6.68 515 41.3
실시예 29 F-4 6.77 515 41.3
실시예 30 F-5 6.7 515 41.3
실시예 31 G-1 6.51 515 41.2
실시예 32 G-2 6.51 515 41.3
실시예 33 G-3 6.68 518 41.3
실시예 34 G-4 6.5 515 38.9
실시예 35 G-5 6.3 518 39.9
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 녹색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 사용하였을 경우(실시예 1 내지 35) 종래 CBP를 녹색 유기 전계 발광 소자(비교예1)에 사용한 경우보다 효율 및 구동전압이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
[ 실시예 36 내지 56] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
상기 에서 합성한 화합물을 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 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% 하기 표 2 의 호스트 화합물 + 10 % (piq)2Ir(acac) (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 비교예 2] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 A-6 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 36과 동일한 과정으로 적색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 36 내지 56 및 비교예2 에서 사용된 m-MTDATA, (piq)2Ir(acac), CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
[ 평가예 2]
실시예 36 내지 56 및 비교예 2에서 제작한 각각의 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류효율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압 전류효율
(V) (cd/A)
실시예 36 A-6 4.87 12.3
실시예 37 A-7 4.54 11.9
실시예 38 A-8 4.81 12.5
실시예 39 B-6 4.81 13.2
실시예 40 B-7 4.64 11.5
실시예 41 B-8 4.55 12.3
실시예 42 C-6 4.64 11.9
실시예 43 C-7 4.64 12.5
실시예 44 C-8 4.53 11.5
실시예 45 D-6 4.55 12.3
실시예 46 D-7 4.64 11.9
실시예 47 D-8 4.87 12.5
실시예 48 E-6 4.54 13.2
실시예 49 E-7 4.81 11.5
실시예 50 E-8 4.81 12.3
실시예 51 F-6 4.64 11.9
실시예 52 F-7 4.55 12.5
실시예 53 F-8 4.64 11.5
실시예 54 G-6 4.87 12.5
실시예 55 G-7 4.54 13.2
실시예 56 G-8 4.55 14.5
비교예 2 CBP 5.25 8.2
상기 표2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 적색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 사용한 경우(실시예 36 내지 56) 종래 CBP를 적색 유기 전계 발광 소자(비교예2)에 사용한 경우보다 효율 및 구동전압이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
[ 실시예 57 내지 91] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예에서 합성된 화합물 A-1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
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 (80 nm)/NPB (15 nm)/AND + 5 % DS-405 (30nm)/표3의 화합물 (5 nm)/ Alq3 (25 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
이때 사용된 NPB, AND 및 Alq3의 구조는 다음과 같다.
[ 실시예 92 내지 98] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 에서 합성된 화합물 A-4를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
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 (80 nm)/NPB (15 nm)/AND + 5 % DS-405 (30nm)/표4의 화합물(30nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
전자수송보조층을 포함하지 않고, 전자 수송층 물질인 Alq3을 25 nm 대신 30nm로 증착하는 것을 제외하고는, 실시예 57과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 비교예 4] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 57에서 전자수송보조층 물질로 사용된 화합물 A-1를 사용하지 않는 대신 BCP를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 57과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
이때 사용된 BCP의 구조는 다음과 같다.
[ 평가예 3]
실시예 57 내지 91 및 비교예 3, 4에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율, 발광파장 및 수명(T97)을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3 및 4에 나타내었다.
샘플 전자수송보조층 구동 전압 전류효율 EL 피크 수명
(V) (cd/A) (nm) (hr, T97)
실시예 57 A-1 5.3 5.9 461 44
실시예 58 A-2 5.3 6.3 461 43
실시예 59 A-3 5.3 5.9 459 48
실시예 60 A-4 5.1 6.2 451 49
실시예 61 A-5 5.2 6.1 459 41
실시예 62 B-1 5.2 6.1 459 39
실시예 63 B-2 4.3 6 459 44
실시예 64 B-3 4.3 6 459 43
실시예 65 B-4 5.3 6 459 48
실시예 66 B-5 5.1 6 459 49
실시예 67 C-1 5.3 6 451 48
실시예 68 C-2 5.2 5.9 459 49
실시예 69 C-3 5 6.2 451 41
실시예 70 C-4 4.8 6.1 469 39
실시예 71 C-5 5.1 6 461 44
실시예 72 D-1 5 6 461 43
실시예 73 D-2 4.8 6 459 48
실시예 74 D-3 5 6 459 49
실시예 75 D-4 5.3 6 459 41
실시예 76 D-5 5.3 5.9 459 42
실시예 77 E-1 5.2 6.2 451 47
실시예 78 E-2 4.3 6.1 459 43
실시예 79 E-3 4.3 6.1 451 48
실시예 80 E-4 5.3 6 469 43
실시예 81 E-5 5.1 6 461 48
실시예 82 F-1 5.3 6 461 49
실시예 83 F-2 5.2 6 459 41
실시예 84 F-3 5 6.2 451 42
실시예 85 F-4 4.8 6.1 469 47
실시예 86 F-5 5.1 6 461 47
실시예 87 G-1 4.8 5.9 451 43
실시예 88 G-2 5.1 6.2 459 48
실시예 89 G-3 5 6.1 451 43
실시예 90 G-4 4.8 6.1 469 48
실시예 91 G-5 4.2 5.4 455 51
비교예 3 - 4.8 6 461 49
비교예 4 BCP 5.3 5.9 458 28
샘플 전자수송층 구동전압 전류효율 발광피크
(V) (cd/A) (nm)
실시예 92 A-4 4.2 6 461
실시예 93 B-4 4.2 5.8 457
실시예 94 C-4 4.2 5.8 457
실시예 95 D-4 4.2 5.8 457
실시예 96 E-4 4.2 5.8 461
실시예 97 F-4 4.2 5.8 461
실시예 98　 G-4 4.1 5.8 457
비교예 3 _ 4.7 5.6 458
표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 화합물 A-1 내지 G-5 를 전자수송보조층물질로 사용한 실시예 57 내지 91 의 청색 유기 전계 발광 소자의 경우, 전자수송보조층을 사용하지 않는 비교예 3의 청색 유기 전계 발광 소자와 구동 전압이 유사하거나 약간 우수하나, 전류 효율 및 수명이 크게 향상되었다.
또한, 실시예 57 내지 91 의 청색 유기 전계 발광 소자는 전자수송보조층 대신 종래 CBP를 사용한 비교예 4의 청색 유기 전계 발광 소자에 비해 구동 전압 및 전류 효율이 우수할 뿐만 아니라, 수명은 현저하게 향상되었다.
나아가, 화합물 A-4 내지 G-4 를 전자 수송층 물질로 사용한 실시예 92 내지 98의 청색 유기 전계 발광 소자의 경우, 전자 수송층으로 Alq3를 사용한 비교예 3의 청색 유기 전계 발광 소자에 비해 구동 전압 및 전류 효율이 더 향상되었다.
이와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 전자수송보조층 물질이나 전자 수송층 물질로 사용한 경우, 구동전압 및 전류 효율이 향상되고, 나아가 수명 특성이 크게 향상될 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
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 1 또는 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]

    [화학식 2]

    상기 화학식 1 또는 2에서,
    R1 내지 R12는 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 선택되거나, 인접하는 2개의 치환기는 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 형성할 수 있고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 또는 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
    X1은 S 또는 C(Ar3)(Ar4)이며;
    Ar1은 하기 화학식 12 내지 15 중 어느 하나로 표시되는 치환기이며;
    [화학식 12]

    [화학식 13]

    [화학식 14]

    [화학식 15]

    상기 화학식 12 내지 15에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Z5 내지 Z9는 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar8)이고;
    X2는 O 또는 S이며;
    m은 0 내지 4의 정수이며;
    R13은 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 형성하고, 상기 R13이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    Ar3 내지 Ar4는 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 선택되며;
    Ar8은 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 형성하고, 상기 Ar8이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 내지 R12 및 Ar3 내지 Ar4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬설포닐기, 아릴설포닐기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기, 알킬카보닐기, 아릴카보닐기 및 아릴실릴기와, 상기 중 인접하는 2개의 치환기가 결합하여 형성되는 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 상이하며;
    상기 R13 및 Ar8의 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.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 또는 6으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]

    [화학식 6]

    상기 화학식 3 또는 6에서,
    L1, L2, R1 내지 R12, Ar1, Ar3 및 Ar4 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 또는 10으로 표시되는 화합물:
    [화학식 7]

    [화학식 10]

    상기 화학식 7 또는 10에서,
    L1, L2, R1 내지 R12, Ar1, Ar3 및 Ar4 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 R1과 R2, R2와 R3, R3와 R4, R5와 R6, R6와 R7, R7과 R8, R9과 R10, R10과 R11 및 R11과 R12 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 11로 표시되는 고리와 결합하여 축합 고리를 형성하는, 화합물:
    [화학식 11]

    상기 화학식 11에서,
    점선은 상기 화학식 1 또는 2와 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar7)이며;
    Ar7은 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, 상기 Ar7이 복수 개인 경우 인접하는 2개의 Ar7은 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 형성할 수 있고, 복수 개의 Ar7은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 Ar7의 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 Ar7이 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. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합이거나, 하기 화학식 A-1 내지 A-4로 이루어진 군에서 선택된 링커인, 화합물:

    상기 화학식 A-1 내지 A-4에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 12로 표시되는 치환기는 하기 화학식 16으로 표시되는 치환기인, 화합물:
    [화학식 16]

    상기 화학식 16에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    R14 및 R15는 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 선택되거며;
    상기 R14 및 R15의 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;
    Z5, Z7 및 Z9 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 12로 표시되는 치환기는 하기 화학식 B-1 내지 B-3 중 어느 하나로 표시되는 치환기인, 화합물:

    상기 화학식 B-1 내지 B-3에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
    R14 및 R15는 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 R14 및 R15의 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.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 R14 및 R15는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
    상기 R14 및 R15의 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 상이한, 화합물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 15로 표시되는 치환기는 하기 화학식 19로 표시되는 치환기인, 화합물:
    [화학식 19]

    상기 화학식 19에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    m 및 R13 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 R13은 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
    상기 R13의 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 상이한, 화합물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:

  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 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송 보조층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
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