KR20170071399A - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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KR20170071399A
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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, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC COMPOUNDS AND ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 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-dicarbazoly비페닐, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure 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 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
X는 O 또는 N(Ar2)이고;
l, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
o는 0 내지 3의 정수이며;
Ar1 및 Ar2는 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;
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R1 내지 R4 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar1, Ar2 및 R1 내지 R4의 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 상이할 수 있으며;
상기 Ar2 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고;
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar3는 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 L3 및 L4의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar3의 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 상이할 수 있다.
본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서의 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60개일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 치환기도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴, 플루오레닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹도 포함하는 것으로 해석된다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서의 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성, 정공 수송, 정공 주입 성능, 전자 수송 및 전자 주입 성능이 우수하고, 발광층으로 인광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 신규 화합물을 특히, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층의 재료로 사용할 경우, 종래 물질에 비해 우수한 발광성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 크게 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 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 발명에 따른 신규 유기 화합물은 스파이로플루오렌크산텐 또는 스파이로아크리딘플루오렌의 모이어티 등에 질소-함유 헤테로환(예컨대, 피리미딘, 트리아진, 퀴나졸린, 퀴놀린, 트리아졸로피리디닐 등)과 같이 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)가 다양한 링커(페닐, 비페닐, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸릴, 페난스렌 등)로 연결된 기본 골격을 이룬다. 구체적으로, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에서,
X는 O 또는 N(Ar2)이고;
l, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
o는 0 내지 3의 정수이며;
Ar1 및 Ar2는 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;
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R1 내지 R4 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar1, Ar2 및 R1 내지 R4의 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 상이할 수 있으며;
상기 Ar2 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 상기 Ar2 및 R1 내지 R4 중 2개 이상이 하기 화학식 2로 표시되는 치환기인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
[화학식 2]
Figure pat00005
상기 화학식 2에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar3는 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 L3 및 L4의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar3의 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 상이할 수 있다.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, 스파이로플루오렌크산텐 또는 스파이로아크리딘플루오렌의 모이어티는 기본적으로 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도와 캐리어 수송 능력이 우수하며, 특히나 전자 이동성이 매우 우수하여 청색 발광 효율이 상승되는 특성들을 나타낸다. 상기 화학식 1로 대표되는 재료들은 핵심 코어와 EWG(electron-withdrawing group)과 결합하는 것이 구조적인 특징적이며, 전자 이동성이 특히 우수할 뿐 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다.
이로 인해, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송 능력 및 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다. 바람직하게는 발광층; 전자 수송층; 및 상기 전자 수송층에 추가로 적층되는 전자수송 보조층; 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층의 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 높은 삼중항 에너지를 갖고 있기 때문에 TTF(triplet-triplet fusion) 효과로 인한 우수한 효율 상승을 나타낼 수 있어, 가장 바람직하게는 전자 수송 보조층의 재료로 사용될 수 있다. 상세하게, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에서 생성된 엑시톤이 발광층에 인접하는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인하여 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성 또한 향상되어 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다. 개발된 재료들이 대부분 저전압 구동이 가능하여 이로 인한 수명이 개선되는 물리적 특징들을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 화학식 3에서,
L1, L2, R1 내지 R3, Ar1, l, m 및 n 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4 또는 5로 표시될 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 4]
Figure pat00007
[화학식 5]
Figure pat00008
상기 화학식 4 및 5에서,
L1, L2, R1 내지 R3, Ar1, l, m 및 n 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은, 스파이로플루오렌크산텐 또는 스파이로아크리딘플루오렌의 모이어티 중 플루오렌 형태의 코어의 활성화 위치(active-site)에 해당하는 2번 위치에 치환기가 연결됨으로써, 상기 화합물이 적용될 재료의 물리화학적 성질이 안정화되고, 높은 전류 효율과 낮은 구동 전압을 확보될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1은 하기 화학식 6으로 표시되는 치환기인 것이 발광 효율 측면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 6]
Figure pat00009
상기 화학식 6에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R5)이나, 상기 Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이며;
R5는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, L2, 인접하는 다른 R5)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R5가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R5의 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 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 6으로 표시되는 치환기의 구체적인 예로는 하기 화학식 A-1 내지 A-15 로 표시되는 치환기 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다:
Figure pat00010
상기 화학식 A-1 내지 A-15에서,
p는 0 내지 4의 정수이고;
q는 0 내지 3의 정수이며;
r은 0 내지 2의 정수이며
R6은 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, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, R5 또는 다른 R6 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 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 상이할 수 있으며;
* 및 R5 각각은 상기 화학식 6에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1은 하기 화학식 7로 표시되는 치환기인 것이 발광 효율 측면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 7]
Figure pat00011
상기 화학식 7에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Y1 내지 Y3은 각각 독립적으로 N 또는 C(R7)이나, 상기 Y1 내지 Y3 중 적어도 하나는 N이며;
Y4는 N(R8) 또는 C(R9)(R10)이며;
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, L2, 인접하는 다른 R7, R8, R9 또는 R10)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R7이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R7 내지 R10의 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 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 7로 표시되는 치환기의 구체적인 예로는 하기 화학식 B-1 내지 B-11로 표시되는 치환기 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다:
Figure pat00012
상기 화학식 B-1 내지 B-11에서,
s는 0 내지 2의 정수이고;
t는 0 내지 4의 정수이며;
R11은 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, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, R7 내지 R10 중 어느 하나 또는 다른 R11 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 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 상이할 수 있으며;
*, R7 내지 R10 각각은 상기 화학식 7에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 8 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 8]
Figure pat00013
[화학식 9]
Figure pat00014
[화학식 10]
Figure pat00015
[화학식 11]
Figure pat00016
[화학식 12]
Figure pat00017
상기 화학식 8 내지 12에서,
p 및 t는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
q는 0 내지 3의 정수이고;
r은 0 내지 2의 정수이며;
R5는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, L2, 인접하는 다른 R5 또는 R6)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
R6 및 R11은 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, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, L2, 인접하는 다른 R5, R6 또는 R11 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R6 및 R11 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R5, R6 및 R11의 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 상이할 수 있으며;
X, l, m, n, R1, R2, R3, L1 및 L2 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기 및 카바졸릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 상기 L1 및 L2 모두가 단일결합은 아닐 수 있다.
본 발명에서 상기 L1 및 L2 중 적어도 하나가 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 나프탈레닐기인 경우, 재료의 기본적인 물성 특성인 HOMO, LUMO가 변하며, 보다 상세하게는 상기 L1 및 L2 모두가 단일결합인 경우와 비교하여 재료의 LUMO 레벨이 상승하여 밴드갭이 넓어져 높은 전류 효율과 낮은 구동 전압을 확보할 수 있다. 가장 바람직하게는 상기 L1 및 L2 중 적어도 하나는 페닐렌기 또는 비페닐렌기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 하기 화학식 C-1 내지 C-12 중 어느 하나로 표시되는 링커일 수 있고, 바람직하게는 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 하기 화학식 C-1 내지 C-12 중 어느 하나로 표시되는 링커일 수 있다:
Figure pat00018
상기 화학식 C-1 내지 C-12에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 상기 화학식 C-2, C-3, C-7, C-8, C-9, C-10 및 C-11중 어느 하나로 표시되는 링커이되, 상기 L1 및 L2 모두가 단일결합은 아닐 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 상기 화학식 C-2, C-3, C-7, C-8, C-9, C-10 및 C-11로 표시되는 링커 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서 상기 화학식 C-2, C-3, C-7, C-8, C-9, C-10 및 C-11 로 표시되는 링커는 입체 장애효과를 가지므로, 상기한 링커를 포함하는 화합물을 전자 수송 보조층 등의 재료로 사용하는 경우 재료의 T1(triplet energy) 값의 상승에 따른 TTF(triplet-triplet fusion) 효과로 발광층에서 엑시톤이 넘어오는 것을 방지하여 추가적인 효율의 상승효과를 기대할 수 있으며, 가장 바람직하게는 L1 및 L2는 각각 독립적으로 상기 화학식 C-2, C-7, C-8 및 C-9 중 어느 하나로 표시되는 링커일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 내지 R3 중 적어도 하나는 할로겐, 시아노기 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 할로겐, 시아노기, 페닐기 및 비페닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 R3는 할로겐 또는 시아노기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R5 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 R5 내지 R11의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기 및 C6~C60의 아릴기로 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 R5 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 페닐기, 비페닐기, 나프탈레닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 피리디닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 R5 내지 R11의 페닐기, 비페닐기, 나프탈레닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 피리디닐기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기, 페닐기 및 비페닐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 화학식1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
2. 유기 전계 발광 소자
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 수명 개선층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 일 예시로 도 1을 참고하면, 예컨대 서로 마주하는 양극(10)과 음극(20), 그리고 상기 양극(10)과 음극(20) 사이에 위치하는 유기층(30)을 포함한다. 여기서, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31), 발광층(32) 및 전자 수송층(34)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 정공 수송층(31)과 발광층(32) 사이에는 정공 수송 보조층(33)을 포함할 수 있으며, 상기 전자 수송층(34)과 발광층(32) 사이에는 전자 수송 보조층(35)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시로 도 2를 참고하면, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31)과 양극(10)사이에 정공 주입층(37)을 더 포함할 수 있으며, 전자 수송층(34)과 음극(20)사이에는 전자 주입층(36)을 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 정공 수송층(31)과 양극(10) 사이에 적층되는 정공 주입층(37)은 양극으로 사용되는 ITO와, 정공 수송층(31)으로 사용되는 유기물질 사이의 계면 특성을 개선할 뿐만 아니라 그 표면이 평탄하지 않은 ITO의 상부에 도포되어 ITO의 표면을 부드럽게 만들어주는 기능을 하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 아민 화합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 전자 주입층(36)은 전자 수송층의 상부에 적층되어 음극으로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 전력효율을 개선시키는 기능을 수행하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, LiF, Liq, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 정공 수송 보조층(33)과 발광층(32) 사이에 발광 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 보조층은 발광층(32)에 정공을 수송하는 역할을 하면서 유기층(30)의 두께를 조정하는 역할을 할 수 있다. 상기 발광 보조층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있고, 정공 수송층(31)과 동일한 물질로 만들어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 전자 수송 보조층 (35)과 발광층(32) 사이에 수명 개선층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(32)으로 유기 발광 소자 내에서 이온화 포텐셜 레벨을 타고 이동하는 정공이 수명 개선층의 높은 에너지 장벽에 막혀 전자 수송층으로 확산, 또는 이동하지 못해, 결과적으로 정공을 발광층에 제한시키는 기능을 한다. 이렇게 정공을 발광층에 제한시키는 기능은 환원에 의해 전자를 이동시키는 전자 수송층으로 정공이 확산되는 것을 막아, 산화에 의한 비가역적 분해반응을 통한 수명저하 현상을 억제하여, 유기 발광 소자의 수명 개선에 기여할 수 있다.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 스파이로플루오렌크산텐 또는 스파이로아크리딘플루오렌의 모이어티는 기본적으로 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도와 캐리어 수송 능력이 우수하며, 전자 이동성 또한 매우 우수하여 청색 발광 효율이 상승되는 특성들을 나타낸다. 또한, 상기 화학식 1로 대표되는 재료들은 핵심 코어와 EWG(electron-withdrawing group)과 결합하는 것이 구조적인 특징적이며, 전자 이동성이 특히 우수할 뿐 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다. 따라서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 높은 삼중항 에너지를 갖고 있기 때문에 TTF(triplet-triplet fusion) 효과로 인한 우수한 효율 상승을 나타낼 수 있어, 보다 바람직하게는 전자 수송 보조층의 재료로 사용될 수 있다. 보다 상세하게, 본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에서 생성된 엑시톤이 발광층에 인접하는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인하여 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성 또한 향상되어 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다. 개발된 재료들이 대부분 저전압 구동이 가능하여 이로 인한 수명이 개선되는 물리적 특징들을 나타낸다.
또한, 본 발명에서 상기 유기 전계 발광 소자는 상기한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 전자 수송 보조층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.
또, 양극 물질로는 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질로는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 준비예 1] Core 1의 합성
2- 브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]의 합성
Figure pat00030

2-브로모-9H-플루오렌-9-온 50 g (0.19 mol)과 페놀 181.6 g (1.93 mol)에 메탄설폰산 501. mL (0.77 mol)를 가하였다. 혼합액을 120℃에서 12시간 가열 환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL로 반응을 종결하였다. 혼합액을 CH2Cl2 1.0 L로 추출한 후, 분리한 유기층을 포화탄산칼슘 500 mL로 중화하고, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 59.5 g (수율 75%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 7.78 (d, 1H), 7.65 (d, 1H), 7.50 (d, 1H), 7.38 (t, 1H), 7.27 (d, 1H), 7.25 (m, 5H), 7.15 (d, 1H), 6.79 (t, 2H), 6.41 (d, 2H)
[LCMS] : 411
[ 준비예 2] Core 2의 합성
<단계 1> 3- 브로모 -9H- 플루오렌 -9-온의 합성
Figure pat00031

3-브로모페난트렌-9,10-디온 30 g (0.10 mol)과 KOH 46.9 g (0.84 mol)에 정제수 500 mL를 가하였다. 혼합액을 12시간 동안 가열 환류하였다. 이어서 KMnO4 49.5 g (0.31 mol)을 3회에 걸쳐 반응액에 천천히 첨가하였다. 12시간 동안 가열 환류 후 반응액을 상온으로 냉각하였다. 생성된 고체를 여과하고 정제수로 세척 후 훈풍 건조하여 목적 화합물 12.2 g (수율 45%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.13 (d, 1H), 7.88 (d, 1H), 7.65 (m, 2H), 7.58 (dd, 2H), 7.53 (d, 1H), 7.42 (t, 1H)
[LCMS] : 259
<단계 2> 3- 브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]의 합성
Figure pat00032

상기 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 15.6 g (수율 82%)을 얻었다.
[LCMS] : 411
[ 준비예 3]Core 3의 합성
<단계 1> 2- 브로모 -9-(2-( 디페닐아미노 )페닐)-9H- 플루오렌 -9-올의 합성
Figure pat00033

2-브로모-N,N-디페닐아닐린 45 g (0.14 mol)에 THF 500 mL를 가하였다. 다음, 반응액의 온도를 -78 ℃로 낮추고 2-브로모-9-플루오렌온 36.0 g (0.14 mol)을 THF 500 mL에 용해시켜 반응액에 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 46.2 g (수율 66%)을 얻었다.
[LCMS] : 504
<단계 2> 2'- 브로모 -10-페닐-10H- 스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌] 의 합성
Figure pat00034

2-브로모-9-(2-(디페닐아미노)페닐)-9H-플루오렌-9-올 46.0 g (0.09 mol)에 AcOH 460 mL를 가하였다. 반응액을 100℃에서 2시간 동안 가열 환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 생성된 고체를 감압여과하고 훈풍 건조하여 목적 화합물 38.1 g (수율 86%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 7.75 (d, 1H), 7.69 (t, 2H), 7.60 (d, 1H), 7.57 (m, 2H), 7.49 (m, 3H), 7.39 (m, 2H), 7.29 ( dd, 1H), 6.94 (t, 2H), 6.58 (t, 2H), 6.36 (m, 4H)
[LCMS] : 486
[ 준비예 4] Core 4의 합성
<단계 1> 3- 브로모 -9-(2-( 디페닐아미노 )페닐)-9H- 플루오렌 -9-올의 합성
Figure pat00035

상기 [준비예 3]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 Core 3의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 20.5 g (79%)을 얻었다.
[LCMS] : 504
<단계 2> 3'- 브로모 -10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'- 플루오렌 ]의 합성
Figure pat00036

상기 [준비예 3]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 3의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 18.5 g (88%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 7.92 (d, 1H), 7.70 (m, 3H), 7.56 (m, 1H), 7.47 (m, 2H), 7.35 (m, 3H), 7.27 (m, 2H), 6.90 (m, 2H), 6.55 (m, 2H), 6.34 (m, 4H)
[LCMS] : 486
[ 준비예 5] 4,4,5,5- 테트라메틸 -2-(스파이로[ 플루오렌 -9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란의 합성
Figure pat00037

상기 [준비예 1]서 합성된 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 25.0 g (60.8 mmol)과 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보로란) 18.5 g (72.9 mmol)에 디옥산 500 mL를 가하였다. 다음, Pd(dppf)Cl2 2.5 g (3.0 mmol)와 KOAc 17.9 g (182 mmol)을 첨가한 후 130℃에서 4시간 동안 가열 환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 염화암모늄 수용액 500 mL를 투입하여 반응을 종결시키고, E.A 1.0 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압 증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 20.3 g (수율 73%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 7.87 (d, 1H), 7.79 (dd, 2H), 7.57 (s, 1H), 7.34 (dt, 1H), 7.21 (m, 3H), 7.18 (m, 2H), 7.11 (dd, 1H), 6.74 (dt, 2H), 6.35 (dd, 2H), 1.28 (s, 12H)
[LCMS] : 458
[ 준비예 6] 4,4,5,5- 테트라메틸 -2-(스파이로[ 플루오렌 -9,9'-크산텐]-3-일)-1,3,2-디옥사보로란의 합성
Figure pat00038

2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 대신 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 12.6 g (수율 79%)을 얻었다.
[LCMS] : 458
[ 준비예 7] 10-페닐-2'-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure pat00039

2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 대신 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 15.5 g (수율 82%)을 얻었다.
[LCMS] : 533
[ 준비예 8] 10-페닐-2'-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure pat00040

2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 대신 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 13.8 g (수율 80%)을 얻었다.
[LCMS] : 533
[ 준비예 9] 2- 브로모 -7- 페닐스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]의 합성
<단계 1> 2,7- 디브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]의 합성
Figure pat00041

2-브로모-9H-플루오렌-9-온 대신 2,7-디브로모-9H-플루오렌-9-온을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 28.0 g (수율 77%)을 얻었다.
[LCMS] : 490
<단계 2> 2- 브로모 -7- 페닐스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]의 합성
Figure pat00042

상기에서 합성된 2,7-디브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 28 g (57.1 mmol)과 페닐보론산 7.0 g (57.1 mmol)에 디옥산 600 mL, H2O 150 mL를 가하였다. Pd(PPh3)4 3.3 g (2.9 mmol), K2CO3 23.7 g (171 mmol)을 첨가 후 120℃에서 3시간 가열 환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 500 mL로 반응을 종결하였다. 혼합액을 E.A 1.0 L로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압 증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 23.1 g (수율 83%)을 얻었다.
[LCMS] : 487
[ 합성예 1] 화합물 1의 합성
Figure pat00043
준비예 5의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란과 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.7 g (수율 64%)을 얻었다.
[LCMS] : 563
[ 합성예 2] 화합물 4의 합성
Figure pat00044

준비예 5의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.5 g (수율 52%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.93 (d, 1H), 8.75 (d, 2H), 8.70 (d, 2H), 8.55 (s, 1H), 7.90 (d, 1H), 7.76 (d, 2H), 7.68 (d, 2H), 7.56 (m, 3H), 7.50 (t, 2H), 7.38 (t, 2H), 7.24 (m, 3H), 7.17 (d, 1H), 6.80 (t, 2H), 6.50 (d, 2H)
[LCMS] : 639
[ 합성예 3] 화합물 5의 합성
Figure pat00045

준비예 5의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-클로로-2-페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.6 g (수율 62%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.67 (dd, 2H), 8.52 (dd, 1H), 8.30 (dd, 2H), 8.01 (d, 1H), 7.98 (d, 1H), 7.89 (s, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.74 (dd, 2H), 7.66 (dd, 2H), 7.52 (m, 3H), 7.46 (d, 2H), 7.41 (t, 2H), 7.30 (d, 2H), 7.24 (m, 4H), 6.81 (t, 2H), 6.49 (d, 2H)
[LCMS] : 638
[ 합성예 4] 화합물 8의 합성
Figure pat00046

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 과 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.5 g (수율 55%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.89 (s, 1H), 8.72 (m, 4H), 8.67 (dd, 1H), 7.93 (d, 1H), 7.84 (d, 1H), 7.78 (dd, 1H), 7.73 (dd, 1H), 7.59 (m, 8H), 7.40 (t, 1H), 7.24 (m, 6H), 6.82 (t, 2H), 6.50 (dd, 2H)
[LCMS] : 639
[ 합성예 5] 화합물 14의 합성
Figure pat00047

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.8 g (수율 60%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.91 (s, 1H), 8.80 (d, 2H), 8.74 (dd, 2H), 8.70 (d, 1H), 7.94 (d, 1H), 7.85 (d, 1H), 7.77 (m, 3H), 7.72 (m, 3H), 7.57 (m, 7H), 7.42 (m, 2H), 7.24 (m, 4H), 7.15 (dd, 2H), 6.80 (t, 2H), 6.51 (dd, 2H)
[LCMS] : 715
[ 합성예 6] 화합물 15의 합성
Figure pat00048

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 45%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.70 (m, 2H), 8.43 (s, 1H), 8.35 (d, 2H), 8.16 (d, 1H), 8.03 (s, 1H), 7.92 (d, 1H), 7.84 (d, 1H), 7.77 (d, 2H), 7.75 (d, 1H), 7.68 (d, 2H), 7.63 (d, 1H), 7.50 (m, 7H), 7.40 (t, 2H), 7.24 (m, 5H), 6.80 (t, 2H), 6.50 (d, 2H)
[LCMS] : 714
[ 합성예 7] 화합물 18의 합성
Figure pat00049

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐과 4-페닐-2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.2 g (수율 65%)을 얻었다.
[LCMS] : 612
[ 합성예 8] 화합물 20의 합성
Figure pat00050

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2-브로모-6,8-디페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.8 g (수율 46%)을 얻었다.
[LCMS] : 677
[ 합성예 9] 화합물 22의 합성
Figure pat00051

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.2 g (수율 55%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.89 (s, 1H), 8.71 (m, 5H), 8.15 (d, 1H), 8.02 (dd, 2H), 7.90 (d, 1H), 7.85 (s, 1H), 7.71 (m, 4H), 7.65 (m, 4H), 7.54 (d, 2H), 7.47 (s, 1H), 7.42 (t, 1H), 7.26 (m, 5H), 7.08 (d, 1H), 6.74 (t, 2H), 6.36 (d, 2H)
[LCMS] : 715
[ 합성예 10] 화합물 31의 합성
Figure pat00052

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 40%)을 얻었다.
[LCMS] : 791
[ 합성예 11] 화합물 37의 합성
Figure pat00053

준비예 1의 2-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐] 과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.0 g (수율 44%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 12] 화합물 44의 합성
Figure pat00054

준비예 5의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란 6.0 g (13.1 mmol)과 2-(3''-클로로-[1,1':3',1''-터페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 6.5 g (13.1 mmol)에 디옥산 200 mL, H2O 50 mL를 가하였다. Pd(OAc)2 0.15 g (0.7 mmol), XPhos 0.62 g (1.3 mmol), Cs2CO3 8.5 g (26.2 mmol)을 첨가 후 120℃에서 5시간 가열 환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 500 mL로 반응을 종결하였다. 혼합액을 E.A 1 L로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 5.2 g (수율 54%)을 얻었다.
[LCMS] : 791
[ 합성예 13] 화합물 52의 합성
Figure pat00055

준비예 6의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[플루오렌-9,9'-크산텐]-3-일)-1,3,2-디옥사보로란과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.5 g (수율 50%)을 얻었다.
[LCMS] : 639
[ 합성예 14] 화합물 53의 합성
Figure pat00056

준비예 6의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-3-일)-1,3,2-디옥사보로란과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-클로로-2-페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 46%)을 얻었다.
[LCMS] : 638
[ 합성예 15] 화합물 56의 합성
Figure pat00057

준비예 2의 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.2 g (수율 65%)을 얻었다.
[LCMS] : 639
[ 합성예 16] 화합물 59의 합성
Figure pat00058

준비예 2의 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 4,6-디페닐-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.6 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 638
[ 합성예 17] 화합물 70의 합성
Figure pat00059
준비예 2 의 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.3 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 715
[ 합성예 18] 화합물 79의 합성
Figure pat00060

준비예 2의 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.7 g (수율 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 791
[ 합성예 19] 화합물 82의 합성
Figure pat00061

준비예 2의 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 20] 화합물 91의 합성
Figure pat00062

준비예 2의 3-브로모스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 6,8-디페닐-2-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.3 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 753
[ 합성예 21] 화합물 97의 합성
Figure pat00063

준비예 7의 10-페닐-2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.5 g (수율 68%)을 얻었다.
[LCMS] : 638
[ 합성예 22] 화합물 102의 합성
Figure pat00064

준비예 7의 10-페닐-2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-클로로-4-페닐퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.3 g (수율 50%)을 얻었다.
[LCMS] : 611
[ 합성예 23] 화합물 114의 합성
Figure pat00065

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-페닐-2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.3 g (수율 50%)을 얻었다.
[LCMS] : 687
[ 합성예 24] 화합물 118의 합성
Figure pat00066

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.5 g (수율 38%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.90 (s, 1H), 8.73 (m, 5H), 8.11 (d, 1H), 8.06 (m, 2H), 7.92 (dd, 2H), 7.71 (m, 7H), 7.68 (m, 7H), 7.51 (dd, 2H), 7.40 (m, 2H), 7.31 (t, 1H), 6.96 (t, 2H), 6.58 (t, 2H), 6.32 (dd, 2H), 6.22 (dd, 2H)
[LCMS] : 790
[ 합성예 25] 화합물 128의 합성
Figure pat00067

준비예 7의 10-페닐-2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-(3''-클로로-[1,1':3',1''-터페닐]-3-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.4 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 26] 화합물 134의 합성
Figure pat00068

준비예 8의 10-페닐-3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-스피로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-클로로-2-페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.6 g (수율 60%)을 얻었다.
[LCMS] : 713
[ 합성예 27] 화합물 136의 합성
Figure pat00069

준비예 8의 10-페닐-3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-브로모-6,8-디페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.0 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 676
[ 합성예 28] 화합물 141의 합성
Figure pat00070

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.3 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 29] 화합물 145의 합성
Figure pat00071

준비예 9의 2-브로모-7-페닐스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.6 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 791
[ 합성예 30] 화합물 147의 합성
Figure pat00072

준비예 5의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란과 2-(6-클로로나프탈렌-2-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 43%)을 얻었다.
[LCMS] : 689
[ 합성예 31] 화합물 149의 합성
Figure pat00073

준비예 5의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스파이로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-(6-클로로나프탈렌-2-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.0 g (수율 42%)을 얻었다.
[LCMS] : 765
[ 합성예 32] 화합물 104의 합성
Figure pat00074

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.5 g (수율 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 714
[ 합성예 33] 화합물 106의 합성
Figure pat00075

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4,6-디페닐-2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.9 g (수율 54%)을 얻었다.
[LCMS] : 713
[ 합성예 34] 화합물 108의 합성
Figure pat00076

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.8 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 713
[ 합성예 35] 화합물 110의 합성
Figure pat00077

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.7 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 36] 화합물 111의 합성
Figure pat00078

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.4 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 37] 화합물 116의 합성
Figure pat00079

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 6,8-디페닐-2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.4 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 752
[ 합성예 38] 화합물 120의 합성
Figure pat00080
준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.9 g (수율 48%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 39] 화합물 122의 합성
Figure pat00081

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.2 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 40] 화합물 123의 합성
Figure pat00082

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 41] 화합물 124의 합성
Figure pat00083

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.1 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 866
[ 합성예 42] 화합물 126의 합성
Figure pat00084

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 6,8-디페닐-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 47%)을 얻었다.
[LCMS] : 829
[ 합성예 43] 화합물 155의 합성
Figure pat00085

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.8 g (수율 72%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 44] 화합물 157의 합성
Figure pat00086

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디([1,1'-비페닐]-4-일)-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.1 g (수율 69%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 45] 화합물 158의 합성
Figure pat00087

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-3-일)-4-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.1 g (수율 63%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 46] 화합물 166의 합성
Figure pat00088

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-페닐-4-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)퀴나졸린 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.1 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 687
[ 합성예 47] 화합물 170의 합성
Figure pat00089

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4,4'-(6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진-2,4-디yl)디벤조나이트릴을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.2 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 764
[ 합성예 48] 화합물 185의 합성
Figure pat00090

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.7 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 49] 화합물 186의 합성
Figure pat00091

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디([1,1'-비페닐]-4-일)-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.9 g (수율 56%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 50] 화합물 188의 합성
Figure pat00092

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디(나프탈렌-2-일)-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 48%)을 얻었다.
[LCMS] : 814
[ 합성예 51] 화합물 199의 합성
Figure pat00093

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.0 g (수율 42%)을 얻었다.
[LCMS] : 714
[ 합성예 52] 화합물 200의 합성
Figure pat00094

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 46%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 53] 화합물 202의 합성
Figure pat00095

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.5 g (수율 43%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 54] 화합물 213의 합성
Figure pat00096

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디([1,1'-비페닐]-4-일)-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.7 g (수율 69%)을 얻었다.
[LCMS] : 943
[ 합성예 55] 화합물 219의 합성
Figure pat00097

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.8 g (수율 56%)을 얻었다.
[LCMS] : 840
[ 합성예 56] 화합물 224의 합성
Figure pat00098

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디([1,1'-비페닐]-4-일)-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.4 g (수율 72%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 57] 화합물 229의 합성
Figure pat00099

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-페닐-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.9 g (수율 63%)을 얻었다.
[LCMS] : 763
[ 합성예 58] 화합물 239의 합성
Figure pat00100

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 68%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 59] 화합물 240의 합성
Figure pat00101

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.7 g (수율 53%)을 얻었다.
[LCMS] : 866
[ 합성예 60] 화합물 242의 합성
Figure pat00102

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-페닐-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 866
[ 합성예 61] 화합물 245의 합성
Figure pat00103

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.8 g (수율 47%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 62] 화합물 257의 합성
Figure pat00104

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 6,8-디페닐-2-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에]피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.2 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 829
[ 합성예 63] 화합물 260의 합성
Figure pat00105

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 42%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 64] 화합물 266의 합성
Figure pat00106

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.4 g (수율 54%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 65] 화합물 270의 합성
Figure pat00107

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.0 g (수율 57%)을 얻었다.
[LCMS] : 866
[ 합성예 66] 화합물 279의 합성
Figure pat00108

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 42%)을 얻었다.
[LCMS] : 866
[ 합성예 67] 화합물 280의 합성
Figure pat00109

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.1 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 68] 화합물 284의 합성
Figure pat00110

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.9 g (수율 44%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 69] 화합물 286의 합성
Figure pat00111

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4,6-디페닐-2-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.8 g (수율 47%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 70] 화합물 293의 합성
Figure pat00112

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 42%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 71] 화합물 295의 합성
Figure pat00113

준비예 3의 2'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(2'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.6 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 72] 화합물 137의 합성
Figure pat00114

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.3 g (수율 72%)을 얻었다.
[LCMS] : 714
[ 합성예 73] 화합물 139의 합성
Figure pat00115

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 68%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 74] 화합물 142의 합성
Figure pat00116

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.9 g (수율 73%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 75] 화합물 306의 합성
Figure pat00117

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.7 g (수율 65%)을 얻었다.
[LCMS] : 713
[ 합성예 76] 화합물 309의 합성
Figure pat00118

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.0 g (수율 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 77] 화합물 312의 합성
Figure pat00119

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 6,8-디페닐-2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.4 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 752
[ 합성예 78] 화합물 314의 합성
Figure pat00120

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4,6-디페닐-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.2 g (수율 64%)을 얻었다.
[LCMS] : 789
[ 합성예 79] 화합물 315의 합성
Figure pat00121

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.1 g (수율 69%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 80] 화합물 316의 합성
Figure pat00122

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.7 g (수율 53%)을 얻었다.
[LCMS] : 866
[ 합성예 81] 화합물 319의 합성
Figure pat00123

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 4-페닐-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 48%)을 얻었다.
[LCMS] : 763
[ 합성예 82] 화합물 321의 합성
Figure pat00124

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2,4-디페닐-6-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.6 g (수율 57%)을 얻었다.
[LCMS] : 790
[ 합성예 83] 화합물 324의 합성
Figure pat00125

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.6 g (수율 52%)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[ 합성예 84] 화합물 330의 합성
Figure pat00126

준비예 4의 3'-브로모-10-페닐-10H-스파이로[아크리딘-9,9'-플루오렌]과 6,8-디페닐-2-(3'-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-[1,1'-비페닐]-2-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-에이]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.8 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 829
[ 실시예 1 내지 18] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성된 화합물 1, 4, 5, 8, 14, 20, 37, 52, 53, 59, 91, 97, 102, 114, 134, 136, 141, 147 를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저. ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극(양극) 위에, DS-205(정공 수송층) (㈜두산전자, 80 nm)/NPB(정공 수송 보조층) (15 nm)/ADN + 5 % DS-405(발광층) (㈜두산전자, 30nm)/하기 표 1에 나타낸 각각의 화합물(전자 수송층) (30 nm)/LiF(전자 주입층) (1 nm)/Al(음극) (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 비교예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 1 대신 Alq3을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 1 내지 18 및 비교예 1,2 에서 사용된 NPB, AND 및 Alq3의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00127

[ 평가예 1]
실시예 1 내지 18 및 비교예 1,2 에서 각각 제작한 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율, 발광파장을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 전자 수송층 구동전압(V) 발광피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 화합물 1 4.2 456 8.2
실시예 2 화합물 4 3.7 452 8.5
실시예 3 화합물 5 3.5 450 7.2
실시예 4 화합물 8 3.5 452 8.8
실시예 5 화합물 14 3.7 455 9.1
실시예 6 화합물 20 3.8 452 8.5
실시예 7 화합물 37 4.5 455 8.5
실시예 8 화합물 52 4.5 455 7.8
실시예 9 화합물 53 3.9 452 7.9
실시예 10 화합물 59 3.6 455 8.2
실시예 11 화합물 91 3.3 455 8.1
실시예 12 화합물 97 3.4 458 8.5
실시예 13 화합물 102 3.7 455 8.6
실시예 14 화합물 114 4.2 456 8.0
실시예 15 화합물 134 4.1 455 8.9
실시예 16 화합물 136 3.9 458 8.5
실시예 17 화합물 141 3.8 455 7.2
실시예 18 화합물 147 4.0 456 7.5
비교예 1 Alq3 4.7 458 5.6
비교예 2 - 4.8 460 6.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 18)는 종래의 Alq3를 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 1) 및 전자 수송층이 없는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 2)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[ 실시예 19 내지 79] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성된 화합물 5 내지 화합물 330을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극(양극) 위에, DS-205(정공 수송층) (㈜두산전자 80 nm)/NPB(정공 수송 보조층) (15 nm)/ADN + 5 % DS-405(발광층) (㈜두산전자, 30nm)/ 하기 표 2에 나타낸 각각의 화합물(전자 수송 보조층) (5 nm)/Alq3(전자 수송층) (25 nm)/LiF(전자 주입층) (1 nm)/Al(음극) (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
전자 수송 보조층 물질로서 화합물 5를 사용하지 않고, 전자 수송층 물질인 Alq3를 25 nm 대신 30 nm로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 19와 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 평가예 2]
실시예 19 내지 78 및 비교예 3에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 전자 수송 보조층 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 19 화합물 5 4.2 456 8.2
실시예 20 화합물 6 3.9 450 7.5
실시예 21 화합물 18 3.6 452 7.8
실시예 22 화합물 22 3.8 455 7.9
실시예 23 화합물 31 3.6 458 8.4
실시예 24 화합물 37 3.9 458 8.0
실시예 25 화합물 44 4.0 450 7.8
실시예 26 화합물 56 4.2 452 7.9
실시예 27 화합물 70 4.5 455 8.5
실시예 28 화합물 82 3.9 456 8.2
실시예 29 화합물 118 3.3 458 9.1
실시예 30 화합물 128 4.2 455 7.5
실시예 31 화합물 145 4.3 456 7.8
실시예 32 화합물 149 3.9 458 8.5
실시예 33 화합물 104 3.8 459 8.1
실시예 34 화합물 106 3.9 459 8.2
실시예 35 화합물 108 3.9 459 8.0
실시예 36 화합물 110 3.8 455 8.3
실시예 37 화합물 111 4.0 460 8.1
실시예 38 화합물 114 4.1 458 7.8
실시예 39 화합물 116 4.1 454 7.9
실시예 40 화합물 120 4.4 455 7.2
실시예 41 화합물 122 3.4 456 8.5
실시예 42 화합물 123 3.3 458 8.7
실시예 43 화합물 124 3.6 455 9.0
실시예 44 화합물 126 3.3 456 8.8
실시예 45 화합물 155 4.0 457 8.0
실시예 46 화합물 157 3.9 458 8.2
실시예 47 화합물 158 3.9 457 8.2
실시예 48 화합물 166 4.2 457 7.8
실시예 49 화합물 170 4.2 458 7.8
실시예 50 화합물 185 4.6 458 6.9
실시예 51 화합물 186 4.5 458 7.0
실시예 52 화합물 199 4.5 456 7.2
실시예 53 화합물 200 4.4 456 7.1
실시예 54 화합물 213 3.5 459 8.5
실시예 55 화합물 219 3.4 459 8.9
실시예 56 화합물 229 4.5 456 7.4
실시예 57 화합물 240 4.6 458 7.5
실시예 58 화합물 242 3.8 459 8.1
실시예 59 화합물 245 3.9 457 7.9
실시예 60 화합물 257 3.7 458 8.0
실시예 61 화합물 266 4.3 456 7.0
실시예 62 화합물 279 4.4 459 7.2
실시예 63 화합물 280 4.5 458 7.3
실시예 64 화합물 286 4.4 457 7.1
실시예 65 화합물 295 4.2 456 7.5
실시예 66 화합물 137 4.3 457 7.0
실시예 67 화합물 139 4.4 457 7.2
실시예 68 화합물 142 3.9 458 8.0
실시예 69 화합물 306 4.4 458 7.3
실시예 70 화합물 309 4.5 458 7.0
실시예 71 화합물 312 4.5 456 7.5
실시예 72 화합물 314 4.1 456 7.5
실시예 73 화합물 315 4.2 456 7.9
실시예 74 화합물 316 4.0 457 7.6
실시예 75 화합물 319 4.1 458 7.8
실시예 76 화합물 321 4.6 459 6.8
실시예 77 화합물 324 4.6 459 6.9
실시예 78 화합물 330 4.5 459 7.1
실시예 79 화합물 97 4.7 459 6.7
비교예 3 - 4.8 458 6.0
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자 수송 보조층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 19 내지 79)는 전자 수송 보조층이 없는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 3)에 비해 전류 효율, 발광피크 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
특히, 상기 실시예 19 내지 78와 같이 페닐렌 또는 비페닐렌 링커를 포함하는 경우, 링커가 없는 화합물 97을 사용한 경우(실시예 79) 보다 전류 효율이 더욱 높고, 구동 전압은 더욱 낮은 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다. 즉, 전자 수송 보조층으로 사용하는 화합물에 페닐 또는 비페닐의 링커가 존재하는 경우, 재료의 LUMO 레벨 상승으로 밴드갭이 넓어져 전류 효율은 상승하고, 구동 전압은 더욱 낮출 수 있어 보다 바람직하다.
또한, 상기 실시예 29, 41 내지 44, 54, 55 와 같이 스파이로플루오렌크산텐 또는 스파이로아크리딘플루오렌의 모이어티 중 플루오렌 형태의 코어의 2번 위치에 치환기가 연결된 것이 그 외의 위치에 치환기가 연결되는 경우(실시예 68, 73 내지 75) 보다 전류 효율이 더욱 높고, 구동 전압은 더욱 낮은 성능을 갖는 것을 알 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 (21)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00128

    상기 화학식 1에서,
    X는 O 또는 N(Ar2)이고;
    l, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
    o는 0 내지 3의 정수이며;
    Ar1 및 Ar2는 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;
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R1 내지 R4 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar1, Ar2 및 R1 내지 R4의 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 상이할 수 있으며,
    상기 Ar2 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고;
    [화학식 2]
    Figure pat00129

    상기 화학식 2에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar3는 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 L3 및 L4의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar3의 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 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00130

    상기 화학식 3에서,
    L1, L2, R1 내지 R3, Ar1, l, m 및 n 각각은 제1에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 화합물:
    [화학식 4]
    Figure pat00131

    [화학식 5]
    Figure pat00132

    상기 화학식 4 및 5에서,
    L1, L2, R1 내지 R3, Ar1, l, m 및 n 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화합물은 상기 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 6으로 표시되는 치환기인 화합물:
    [화학식 6]
    Figure pat00133

    상기 화학식 6에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R5)이나, 상기 Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이며;
    R5는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R5가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R5의 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 상이할 수 있다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 7로 표시되는 치환기인 화합물:
    [화학식 7]
    Figure pat00134

    상기 화학식 7에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Y1 내지 Y3은 각각 독립적으로 N 또는 C(R7)이나, 상기 Y1 내지 Y3 중 적어도 하나는 N이며;
    Y4는 N(R8) 또는 C(R9)(R10)이며;
    R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R7이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R7 내지 R10의 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 상이할 수 있다.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 6으로 표시되는 치환기는 하기 화학식 A-1 내지 A-15 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 화합물:
    Figure pat00135

    상기 화학식 A-1 내지 A-15에서,
    p는 0 내지 4의 정수이고;
    q는 0 내지 3의 정수이며;
    r은 0 내지 2의 정수이며
    R6은 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, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 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 상이할 수 있으며;
    * 및 R5 각각은 제5항에서 정의된 바와 같다.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 화학식 7로 표시되는 치환기는 하기 화학식 B-1 내지 B-11 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 화합물:
    Figure pat00136

    상기 화학식 B-1 내지 B-11에서,
    s는 0 내지 2의 정수이고;
    t는 0 내지 4의 정수이며;
    R11은 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, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 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 상이할 수 있으며;
    *, R7 내지 R10 각각은 제6항에서 정의된 바와 같다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 8 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 화합물:
    [화학식 8]
    Figure pat00137

    [화학식 9]
    Figure pat00138

    [화학식 10]
    Figure pat00139

    [화학식 11]
    Figure pat00140

    [화학식 12]
    Figure pat00141

    상기 화학식 8 내지 12에서,
    p 및 t는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
    q는 0 내지 3의 정수이고;
    r은 0 내지 2의 정수이며;
    R5는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고;
    R6 및 R11은 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, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R6 및 R11 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R5, R6 및 R11의 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 상이할 수 있으며;
    X, l, m, n, R1, R2, R3, L1 및 L2 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기 및 카바졸릴기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 상기 L1 및 L2 모두가 단일결합은 아닌, 화합물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 하기 화학식 C-1 내지 C-12 중 어느 하나로 표시되는 링커인 화합물:
    Figure pat00142

    상기 화학식 C-1 내지 C-12에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합 또는 상기 화학식 C-2, C-3, C-7, C-8, C-9, C-10 및 C-11 중 어느 하나로 표시되는 링커이나, 상기 L1 및 L2 모두가 단일결합은 아닌, 화합물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R3 중 적어도 하나는 할로겐, 시아노기 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 R5는 수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R5의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 화합물.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R7 내지 R10의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노기 및 C6~C60의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 화합물.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pat00143

    Figure pat00144

    Figure pat00145

    Figure pat00146

    Figure pat00147

    Figure pat00148

    Figure pat00149

    Figure pat00150

    Figure pat00151

    Figure pat00152

    Figure pat00153
  19. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  20. 제19항에 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.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 전자 수송층 및 전자 수송 보조층으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
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