KR20170074811A - 축합환 화합물, 이를 포함한 조성물 및 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

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카츠노리 시바타
미츠노리 이토
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Abstract

축합환 화합물, 이를 포함한 조성물 및 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법가 제시된다.

Description

축합환 화합물, 이를 포함한 조성물 및 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법{Condensed cyclic compound, composition and organic light emitting device including the same and method for preparing the organic light emitting device}
축합환 화합물, 이를 포함한 조성물 및 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법이 제시된다.
최근, 자발광형 발광 소자인, 유기 발광 소자(organic light emitting device)를 이용한 표시 장치, 모바일 기기, 조명 기기 등의 개발이 활발이 이루어지고 있다.
상기 유기 발광 소자는, 발광 재료를 포함한 유기층을 포함하는데, 상기 유기층 내에서의 전자와 정공의 재결합에 의하여 상기 발광 재료가 여기되고, 여기된 발광 재료가 기저 상태로 돌아갈 때 발광이 이루어진다.
상기 유기 발광 소자의 발광 효율, 발광 수명, 구동 전압 등의 성능을 향상시키기 위하여, 상기 유기층을 구성하는 각종 재료에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 저비용으로 대면적 유기 발광 소자를 제조하기 위하여, 유기층 형성시, 진공증착법 대신, 용액도포법을 이용하는 것이 검토되고 있다. 용액도포법을 이용함으로써, 진공증착법에 비하여, 유기층 형성 재료의 이용 효율이 높아 지고, 고가의 진공 장치없이도 대면적 막 또는 필름을 용이하게 형성할 수 있으므로, 상기 용액도포법은 효율적인 유기 발광 소자 제조 방법으로서 기대되고 있다.
상기 유기 발광 소자에 있어서, 정공과 전자를 유기층 내에 주입하기 위하여, 유기층에 대하여 소정의 구동 전압을 인가할 필요가 있는데, 이 때, 유기층 내에 구동열이 발생될 수 있다. 종래의 화합물은, 상기 구동열에 대한 충분할 내열성을 갖추지 않고 있었다. 그 결과, 유기층에 포함된 종래의 화합물은 구동열에 의하여 열화될 수 있고, 그 결과 상기 유기 발광 소자는 발광 수명은 만족할 만한 수준에 이르지 못하였다.
또한, 용액도포법에 의하면, 유기 재료를 용매에 용해시킨 용액을 소정 영역에 도포하여 도포막을 형성한 다음, 상기 도포막을 열 등에 의하여 건조시켜, 유기 재료를 용해시킨 용매를 제거할 필요가 있다. 이와 같은 용매 제거 과정에 있어서, 건조된 도포막의 균일성을 향상시키기 위해서는, 유기 재료의 우수한 내열성이 요구된다. 건조된 도포막의 두께가 균일하지 못할 경우, 제조된 유기 발광 소자에 대하여 인가되는 전압에 무라가 발생하여, 유기 발광 소자의 발광 수명이 만족스럽지 못할 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유기층의 열안정성을 향상시켜 유기 발광 소자의 발광 수명을 향상시킬 수 있는, 축합환 화합물, 이를 포함한 조성물 및 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에 따르면, 하기 화학식 (1)로 표시되는, 축합환 화합물이 제공된다:
<화학식 (1)>
Figure pat00001
상기 화학식 (1) 중,
L1 내지 L3 및 L5는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*', *-N(R5)-*', 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
a1 내지 a3 및 a5는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
(L5)a5는, n가의 연결기 또는 단일 결합이고, n은 1 이상의 자연수이고,
n이 1일 경우, (L5)a5는 존재하지 않고,
n이 2 이상의 자연수일 경우, *-(L1)a1-(A1), *-(L2)a2-(A2) 및 *-(L3)a3-(A3) 중 적어도 하나는, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이고,
A1 내지 A3 및 R5는 서로 독립적으로,
(L5)a5와 결합되어 있거나,
(L5)a5와 결합된 단일 결합이거나,
하기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이거나, 또는
치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환된 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 3번 또는 4번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 5번 또는 6번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹 및 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹 중 *는 화학식 (1)의 카바졸 코어의 탄소 원자와의 결합 사이트이고,
상기 A1 내지 A3 중 적어도 하나는 하기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 단, i) n은 2이고, ii) (L5)a5은 단일 결합이고, iii) *-(L3)a3-(A3)은 (L5)a5과 결합된 단일 결합일 경우, A2는 하기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택된다:
Figure pat00002
상기 화학식 (2) 내지 (5) 중,
X1은 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X2는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X3은 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X4는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X5는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X6는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이되, 화학식 (4) 중 X1 내지 X4는 L13과 결합한 탄소가 아니고,
Y1은 O, S, N(R13) 또는 C(R14)(R15)이고, 상기 R14와 R15는 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고,
CY1은 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 C2-C30헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 (2)의 X1 내지 X6 중 적어도 하나는 N이고,
상기 화학식 (3) 및 (4)의 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이거나, CY1은 π전자 결핍성 질소-함유 C2-C30헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 (5)의 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이고,
L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
R11 내지 R15는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2) 및 -C(=O)(Q1) 중에서 선택되고,
b2는 0 내지 2의 정수 중에서 선택되고,
b3는 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
b4는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 화학식 (1) 내지 (5) 중 치환된 C2-C60알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q11)(Q12)(Q13), -N(Q11)(Q12) 및 -C(=O)(Q11) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22) 및 -C(=O)(Q21) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31);
중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기 및 디페닐디벤조티오페닐기 중에서 선택된다.
상기 측면에 의하여, 열안정성이 우수한 유기층 및 발광 수명이 향상된 유기 발광 소자의 구현이 가능하다.
다른 측면에 따르면, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물 및 액성 매체를 포함한 조성물이 제공된다.
상기 측면에 의하여, 열안정성이 우수한 유기층 및 발광 수명이 향상된 유기 발광 소자의 구현이 가능하며, 용액도포법에 적합한 조성물을 제공할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층을 포함하고, 상기 유기층이 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 층을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 측면에 따르면, 열안정성이 우수한 유기층 및 발광 수명이 향상된 유기 발광 소자의 구현이 가능하다.
또 다른 측면에 따르면, 제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 층을 포함한, 유기 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 축합환 화합물 및 액성 매체를 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 상기 축합환 화합물을 포함한 층을 형성하는 단계를 포함한, 유기 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
상기 측면에 따르면, 열안정성이 우수한 유기층 및 발광 수명이 향상된 대면적의 유기 발광 소자를 용이하게 제작할 수 있다.
상술한 바와 같은 축합환 화합물을 이용함으로써, 유기층의 열안정성을 향상시킬 수 있어, 유기 발광 소자의 발광 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 다양한 측면에 대해서 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 소유하는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.
<1. 축합환 화합물>
본 발명의 일 측면과 관련된 축합환 화합물에 대하여 설명한다. 상기 축합환 화합물은 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물이다:
<화학식 (1)>
Figure pat00003
상기 화학식 (1) 중,
L1 내지 L3 및 L5는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*', *-N(R5)-*', 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
a1 내지 a3 및 a5는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
(L5)a5는, n가의 연결기 또는 단일 결합이고, n은 1 이상의 자연수이고,
n이 1일 경우, (L5)a5는 존재하지 않고,
n이 2 이상의 자연수일 경우, *-(L1)a1-(A1), *-(L2)a2-(A2) 및 *-(L3)a3-(A3) 중 적어도 하나는, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이고,
A1 내지 A3 및 R5는 서로 독립적으로,
(L5)a5와 결합되어 있거나,
(L5)a5와 결합된 단일 결합이거나,
하기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이거나, 또는
치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환된 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 3번 또는 4번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 5번 또는 6번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹 및 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹 중 *는 화학식 (1)의 카바졸 코어의 탄소 원자와의 결합 사이트이고,
상기 A1 내지 A3 중 적어도 하나는 하기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 단, i) n은 2이고, ii) (L5)a5은 단일 결합이고, iii) *-(L3)a3-(A3)은 (L5)a5과 결합된 단일 결합일 경우, A2는 하기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택된다:
Figure pat00004
상기 화학식 (2) 내지 (5) 중,
X1은 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X2는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X3은 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X4는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X5는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X6는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이되, 화학식 (4) 중 X1 내지 X4는 L13과 결합한 탄소가 아니고,
Y1은 O, S, N(R13) 또는 C(R14)(R15)이고, 상기 R14와 R15는 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고,
CY1은 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 C2-C30헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 (2)의 X1 내지 X6 중 적어도 하나는 N이고,
상기 화학식 (3) 및 (4)의 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이거나, CY1은 π전자 결핍성 질소-함유 C2-C30헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 (5)의 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이고,
L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
R11 내지 R15는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2) 및 -C(=O)(Q1) 중에서 선택되고,
b2는 0 내지 2의 정수 중에서 선택되고,
b3는 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
b4는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물은 하기 조건 (i) 및 (ii) 중 하나 이상을 만족할 수 있다:
(i) 화학식 (1)의 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 3번 또는 4번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 5번 또는 6번 탄소와 결합되어 있음
(ii) 화학식 (1)의 *-(L1)a1-(A1)로 표시되는 그룹은, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, π전자 결핍성 질소-함유 시클릭 그룹을 비포함함
상기 화학식 (1) 내지 (5)의 L1 내지 L3, L5 및 L11 내지 L13은 서로 독립적으로,
단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*' 및 *-N(R5)-*'; 및
중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기(phenylene), 인데닐렌기(indenylene), 나프틸렌기(naphthylene), 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 플루오레닐렌기(fluorenylene), 스파이로-비플루오레닐렌기 (spiro-bifluorenylene), 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 안트라세닐렌기(anthracenylene), 플루오란트레닐렌기(fluoranthrenylene), 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 파이레닐렌기(pyrenylene), 크라이세닐렌기(chrysenylene), 피롤일렌기(pyrrolylene), 이미다졸일렌기(imidazolylene), 피라졸일렌기(pyrazolylene), 트리아졸일렌기(triazolylene), 피리디닐렌기(pyridinylene), 피라지닐렌기(pyrazinylene), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 트리아지닐렌기(triazinylene), 푸라닐렌기(furanylene), 티에닐렌기(thienylene), 옥사졸일렌기(oxazolylene), 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 티아졸일렌기(thiazolylene), 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 옥사디아졸일렌기(oxadizolylene), 이소옥사디아졸일렌기(isoxadiazolylene), 티아디아졸일렌기(thiadiazolylene), 이소티아디아졸일렌기(isothiadiazolylene), 피라닐렌기(pyranylene), 인다졸일렌기(indazolylene), 푸리닐렌기(purinylene), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 이소퀴놀리닐렌기(isoquinolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 아크리디닐렌기(acridinylene), 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 페나지닐렌기(phenazinylene), 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 이소인돌일렌기(isoindolylene), 인돌일렌기(indolylene), 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 카바졸일렌기(carbazolylene), 디벤조푸라닐렌기(dibenzofuranylene), 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 벤조카바졸일렌기(benzocarbazolylene), 나프토벤조푸라닐렌기(naphtobenzofuranylene), 나프토벤조티오페닐렌기(naphtobenzothiophenylene), 이미다조피리미디닐렌기(imidazopyrimidinylene) 및 이미다조피리디닐렌기(imidazopyridinylene);
중에서 선택되되, L11 내지 L13은 *-C(=O)-*', *-C(=S)-*' 및 *-N(R5)-*'가 아닐 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 (1) 중 L1 내지 L3은 서로 독립적으로,
단일 결합; 및
중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피롤일렌기, 푸라닐렌기, 티에닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 벤조푸라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 나프토벤조푸라닐렌기 및 나프토벤조티오페닐렌기;
중에서 선택되고,
상기 화학식 (1) 중 L5는,
단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*' 및 *-N(R5)-*'; 및
중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기(phenylene), 인데닐렌기(indenylene), 나프틸렌기(naphthylene), 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 플루오레닐렌기(fluorenylene), 스파이로-비플루오레닐렌기 (spiro-bifluorenylene), 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 안트라세닐렌기(anthracenylene), 플루오란트레닐렌기(fluoranthrenylene), 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 파이레닐렌기(pyrenylene), 크라이세닐렌기(chrysenylene), 피롤일렌기(pyrrolylene), 이미다졸일렌기(imidazolylene), 피라졸일렌기(pyrazolylene), 트리아졸일렌기(triazolylene), 피리디닐렌기(pyridinylene), 피라지닐렌기(pyrazinylene), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 트리아지닐렌기(triazinylene), 푸라닐렌기(furanylene), 티에닐렌기(thienylene), 옥사졸일렌기(oxazolylene), 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 티아졸일렌기(thiazolylene), 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 옥사디아졸일렌기(oxadizolylene), 이소옥사디아졸일렌기(isoxadiazolylene), 티아디아졸일렌기(thiadiazolylene), 이소티아디아졸일렌기(isothiadiazolylene), 피라닐렌기(pyranylene), 인다졸일렌기(indazolylene), 푸리닐렌기(purinylene), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 이소퀴놀리닐렌기(isoquinolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 아크리디닐렌기(acridinylene), 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 페나지닐렌기(phenazinylene), 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 이소인돌일렌기(isoindolylene), 인돌일렌기(indolylene), 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 카바졸일렌기(carbazolylene), 디벤조푸라닐렌기(dibenzofuranylene), 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 벤조카바졸일렌기(benzocarbazolylene), 나프토벤조푸라닐렌기(naphtobenzofuranylene), 나프토벤조티오페닐렌기(naphtobenzothiophenylene), 이미다조피리미디닐렌기(imidazopyrimidinylene) 및 이미다조피리디닐렌기(imidazopyridinylene);
중에서 선택되고,
상기 화학식 (2) 내지 (5)의 L11 내지 L13는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 트리아졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 푸라닐렌기, 티에닐렌기, 옥사졸일렌기, 이소옥사졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 이소옥사디아졸일렌기, 티아디아졸일렌기, 이소티아디아졸일렌기, 피라닐렌기, 인다졸일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조옥사졸일렌기, 벤조티아졸일렌기, 벤조이미다졸일렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 벤조푸라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 나프토벤조푸라닐렌기, 나프토벤조티오페닐렌기, 이미다조피리미디닐렌기 및 이미다조피리디닐렌기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현에에 따르면,
상기 화학식 (1)의 L1 내지 L3은 서로 독립적으로, 단일 결합, 하기 화학식 6-1 내지 6-3으로 표시되는 그룹 및 6-20 내지 6-27로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 (1)의 L5는 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-N(R5)-*' 및 하기 화학식 6-1 내지 6-27로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 (2) 내지 (5)의 L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 단일 결합 및 하기 화학식 6-1 내지 6-27로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
상기 화학식 6-1 내지 6-27 중,
Y2는 O, S, C(Z3)(Z4) 또는 N(Z5)이고,
Z1 내지 Z5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리페닐실릴기이고,
d2는 1 또는 2이고,
d3는 1, 2 또는 3이고,
d4는 1, 2, 3 또는 4이고,
* 및 *'는 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 구현에에 따르면,
상기 화학식 (1)의 L1 내지 L3은 서로 독립적으로, 단일 결합 및 하기 화학식 6(1)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 (1)의 L5는 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-N(R5)-*' 및 하기 화학식 6(1) 내지 6(10)으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 (2) 내지 (5)의 L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 단일 결합 및 하기 화학식 6(1) 내지 6(9)로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00016
상기 화학식 6(1) 내지 6(10) 중 Z1, Z3 및 Z5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 트리메틸실릴기 또는 트리페닐실릴기이고, * 및 *'는 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 (1) 내지 (5)의 a1 내지 a3, a5 및 a11 내지 a13은 각각 L1 내지 L3, L5 및 L11 내지 L13의 개수를 나타낸 것으로서, 예를 들면, 1 내지 5의 정수 또는 1 내지 3의 정수 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. a1이 2 이상일 경우 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 이는 a2 내지 a3, a5 및 a11 내지 a13와 L2 내지 L3, L5 및 L11 내지 L13 각각에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 n은 1 내지 10의 자연수 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 1, 2, 3 또는 4이거나, 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 (1) 중, 1) n은 1이거나, 또는 2) n은 2이고, (L5)a5는 *-Ar1-T1-Ar2-*'로 표시되는 그룹이고, Ar1, T1 및 Ar2에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 L5에 대한 설명을 참조하되, Ar1 및 Ar2는 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*' 및 *-N(R5)-*'가 아닐 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현예에 따르면,
상기 화학식 (1) 중 A1 내지 A3 및 R5는 서로 독립적으로,
(L5)a5와 결합되어 있거나,
(L5)a5와 결합된 단일 결합이거나,
상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이거나, 또는
중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 푸라닐기, 티에닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 카바졸일기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조푸라닐기 및 나프토벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
상기 화학식 (2) 내지 (5)의 R11 내지 R15는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 및
중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기(phenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-비플루오레닐기 (spiro-bifluorenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란트레닐기(fluoranthrenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 트리아지닐기(triazinyl), 푸라닐기(furanyl), 티에닐기(thienyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사디아졸일기(oxadizolyl), 이소옥사디아졸일기(isoxadiazolyl), 티아디아졸일기(thiadiazolyl), 이소티아디아졸일기(isothiadiazolyl), 피라닐기(pyranyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 페나지닐기(phenazinyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothophenyl), 카바졸일기(carbazolyl), 디벤조푸라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기(benzocarbazolyl), 나프토벤조푸라닐기(naphtobenzofuranyl), 나프토벤조티오페닐기(naphtobenzothiophenyl), 이미다조피리미디닐기(imidazopyrimidinyl) 및 이미다조피리디닐기(imidazopyridinyl);
중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 A1 내지 A3 중 적어도 하나는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 단, i) n은 2이고, ii) (L5)a5은 단일 결합이고, iii) *-(L3)a3-(A3)은 (L5)a5과 결합된 단일 결합일 경우, A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 (1) 중 A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이고, A1 및 A3 중 0, 1 또는 2개는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹일 수 있다.
다른 예로서, 상기 화학식 (1) 중 A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이고, A1 및 A3는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹이 아닐 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 (1) 중 A1 및 A2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이고, A3는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹이 아닐 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 (1) 중 A2 및 A3는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이고, A1은 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹이 아닐 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 (1) 중 A1 내지 A3는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹일 수 있다.
한편, 상기 화학식 (3) 및 (4) 중 CY1은 6원환 그룹일 수 있다. 예를 들어, 상기 CY1은 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹 또는 피리다진 그룹일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현에에 따르면, 상기 화학식 (2)로 표시되는 그룹은, 하기 화학식 (2)-1 내지 (2)-7로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00021
상기 화학식 (2)-1 내지 (2)-7 중 L11, L13, a11, a13, R11 및 (L11)a11-(R11)에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바와 동일하고, b4는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고, b3는 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고, b2는 0 내지 2의 정수 중에서 선택되고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 구현에에 따르면, 상기 화학식 (2)로 표시되는 그룹은, 하기 화학식 (2)-A 내지 (2)-F로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00022
상기 화학식 (2)-A 내지 (2)-F 중 L11, L13, a11, a13, R11 및 (L11)a11-(R11)에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, L16, a16, R16 및 (L16)a16-(R16)에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 L11, a11, R11 및 (L11)a11-(R11)에 대한 설명을 참조하고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 (3) 중
Figure pat00023
로 표시되는 코어는 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 (4) 중
Figure pat00024
로 표시되는 코어는 하기 화학식 4-1 내지 4-10으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 (5) 중
Figure pat00025
로 표시되는 코어는 하기 화학식 5-1 내지 5-6으로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
상기 화학식 3-1 내지 3-20, 4-1 내지 4-10 및 5-1 내지 5-6 중 Y1에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 (3)으로 표시되는 그룹은 하기 화학식 (3)-1 내지 (3)-11로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 (4)로 표시되는 그룹은 하기 화학식 (4)-1 및 (4)-2로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
상기 화학식 (3)-1 내지 (3)-11, (4)-1 및 (4)-2 중, L11 내지 L13, a11 내지 a13, R11, R12 및 Y1에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, b2는 0 내지 2의 정수이고, b3는 0 내지 3의 정수이고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 (1) 중, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시된 그룹이 아닌 A1 내지 A3는, π전자 결핍성 질소-함유 시클릭 그룹을 비포함할 수 있다.
따라서, 하기와 같은 4개의 구현예가 가능하다:
제1구현예
상기 화학식 (1) 중 A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
i) 상기 화학식 (1) 중 *-(L1)a1-(A1) 및 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은, 서로 독립적으로, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는
ii) 상기 화학식 (1)의 *-(L1)a1-(A1) 및 *-(L3)a3-(A3) 중,
L1 및 L3는 서로 독립적으로, 단일 결합이거나, 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기 중에서 선택되고,
a1 및 a3은 서로 독립적으로, 1, 2 또는 3이고,
A1 및 A3는 서로 독립적으로, 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조푸라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택됨
제2구현예
상기 화학식 (1) 중 A1 및 A2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
i) 상기 화학식 (1) 중 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는
ii) 상기 화학식 (1)의 *-(L3)a3-(A3) 중,
L3는 단일 결합이거나, 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기 중에서 선택되고,
a3은 1, 2 또는 3이고,
A3는 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조푸라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택됨
제3구현예
상기 화학식 (1) 중 A2 및 A3은 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
i) 상기 화학식 (1) 중 *-(L1)a1-(A1)로 표시되는 그룹은, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는
ii) 상기 화학식 (1)의 *-(L1)a1-(A1) 중,
L1은 단일 결합이거나, 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기 중에서 선택되고,
a1은 1, 2 또는 3이고,
A1은 중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조푸라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택됨
제4구현예
상기 화학식 (1) 중 A1 내지 A3은 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택됨.
또 다른 예로서, 상기 화학식 (1) 중,
1) A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, *-(L1)a1-(A1) 및 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은, 서로 독립적으로, i) (L5)a5와 결합되어 있거나, ii) (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는 iii) 하기 화학식 7-1 내지 7-29로 표시되는 그룹 중에서 선택되거나,
2) A1 및 A2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은, i) (L5)a5와 결합되어 있거나, ii) (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는 iii) 하기 화학식 7-1 내지 7-29로 표시되는 그룹 중에서 선택되거나,
3) A2 및 A3는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, *-(L1)a1-(A1)로 표시되는 그룹은, i) (L5)a5와 결합되어 있거나, ii) (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는 iii) 하기 화학식 7-1 내지 7-29로 표시되는 그룹 중에서 선택되거나, 또는
4) A1 내지 A3는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 *-(L11)a11-(R11) 및 *-(L12)a12-(R12)으로 표시되는 그룹은, 서로 독립적으로, 하기 화학식 7-1 내지 7-57로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
상기 화학식 7-1 내지 7-57 중 Y3는 O, S, C(Z13)(Z14) 또는 N(Z15)이고, Z13 내지 Z15는 서로 독립적으로, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기 및 비페닐기 중에서 선택되고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 (1) 중 상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹 및 *-(L3)a3-(A3)으로 표시되는 그룹은, 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 질소 원자를 통과하는 반전 중심축을 기준으로, *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹과 상기 카바졸 코어와의 결합 위치와 *-(L3)a3-(A3)으로 표시되는 그룹과 상기 카바졸 코어와의 결합 위치가 서로 비대칭이 되도록, 상기 카바졸 코어와 결합되어 있을 수 있다.
상기 화학식 (2) 내지 (5), (2)-1 내지 (2)-7, (3)-1 내지 (3)-11, (4)-1 및 (4)-2 중 b2 내지 b4가 각각 2 이상일 경우, 2 이상의 *-(L11)a11-(R11)은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 2 이상의 *-(L12)a12-(R12)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 복수의 R11 중 인접한 2 이상 및/또는 복수의 R12 중 인접한 2 이상은, 선택적으로, 서로 결합하여 탄소수 2 내지 10의 카보시클릭 그룹 또는 헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 「수소원자」는, 「중수소원자」에 관한 특별의 병기가 없을 경우이여도, 「중수소원자」를 포함하는 개념이며, 또한, 각각 존재하는 수소원자는, 임의 개의 중수소원자일 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 유리 전이 온도가 비교적 높아, 우수한 열안정성을 갖는다. 따라서, 축합환 화합물을 포함한 유기 발광 소자는, 구동열에 대하여 비교적 안정하다. 또한, 상기 유기 발광 소자의 구동열에 의하여 상기 축합환 화합물에 대한 열화 및 변형이 억제됨으로써, 상기 축합환 화합물을 포함한 유기 발광 소자의 발광 수명이 향상될 수 있다.
또한, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 아진-함유 그룹을 포함하므로, 우수한 전자 수송 및 주입 특성을 갖는다. 따라서, 유기 발광 소자에 채용하기 적합하다.
나아가, 상술한 바와 같이 용액도포법은, 보다 효율적인 유기 발광 소자의 제조 방법으로서 기대되고 있는데, 용액도포법에 적용될 수 있는 유기 재료는, 용매에 대한 높은 용해성 및 도포후 우수한 막안정성을 가질 것이 요구된다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 아진-함유 그룹을 포함하고, 용매에 대한 용해성도 우수하다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 비교적 높은 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 바, 도포막 형성 후 용매 제거시 제공되는 열에 의한 변질 및/또는 변형이 실질적으로 방지될 수 있다. 따라서, 상기 축합환 화합물은, 용이하게 용액도포법에 적용가능하다. 나아가, 상기 축합환 화합물을 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 형성된 유기층은, 균일한 두께를 가져, 상기 유기층 표면은 실질적으로 평탄하다. 따라서, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 조성물을 이용한 용액도포법을 이용하여 제조된 유기 발광 소자는, 구동 전압의 인가(印加) 얼룩 및 발광 얼룩이 없고, 발광 수명이 길다.
이하, 상기 일반식 (1)로 표시되는 축합환 화합물의 구체예는 하기 화합물 1-1 내지 1-126과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
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Figure pat00063
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 유리 전이 온도가 120℃ 이상, 예를 들면, 125℃ 이상, 또 다른 예로서, 145℃ 이상일 수 있다. 상기 유리 전이 온도는, 예를 들면, JIS K 7121 또는 이에 대응된 ISO 3146에 규정되는 방법에 의해 측정가능하다. 하기 실시예에서는 시차주사 열량측정법에 의하여 측정하였다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 1atm 및 25℃ 하에서 톨루엔(toluene) 또는 크실렌에 대한 용해도가, 1.0질량%이상, 예를 들면, 2.0질량%이상, 또 다른 예로서, 3.0질량%이상일 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 향상된 발광 수명을 가질 수 있다. 또한, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 조성물을 이용한 용액도포법으로 상기 축합환 화합물을 포함한 막을 형성할 경우, 상기 막은 균일한 두께를 가질 수 있다.
상기 축합환 화합물은, 공지의 유기합성 방법을 이용하여 합성될 수 있으며, 보다 구체적인 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자가 이해할 수 있다.
<2. 유기 발광 소자 재료>
본 발명의 다른 측면에 따른 유기 발광 소자용 재료는, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한다. 상기 축합환 화합물은, 유기 발광 소자용 재료로서 적용가능하다. 또한, 상기 축합환 화합물은, 전자 수송 및 주입 능력을 갖추고 있는 바, 예를 들어, 전자 수송층, 전자 주입층 및 발광층 재료로서 사용될 수 있다.
상기 유기 발광 소자용 재료가 발광층용 재료일 경우, 상기 발광층용 재료에 포함된 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은 호스트용 재료일 수 있다. 이 때, 상기 발광층용 재료는 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물들 중 1종의 화합물만을 포함하거나, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물들 중 서로 상이한 2종 이상의 화합물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층용 재료는, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물로서, i) 상기 화합물 1-7만을 포함하거나, 또는 ii) 상기 화합물 1-5와 1-7의 혼합물을 포함할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다. 한편, 상기 유기 발광 소자용 재료는 정공 수송성 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 정공 수송성 화합물로는, 공지의 정공 주입 재료, 정공 수송 재료, 호스트 재료 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 카바졸-함유 화합물, 또 다른 예로서, 바이카바졸-함유 화합물을 사용할 수 있다. 상기 바이카바졸-함유 화합물 중 2개의 카바졸 그룹 간의 결합 위치는, 3, 4-, 3, 3-, 3, 2-, 3, 1-, 2, 2- 등과 같이 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 상기 정공 수송성 화합물은 하기 화학식 (6)으로 표시되는 화합물일 수 있다:
<화학식 (6)>
Figure pat00064
또는, 상기 정공 수송성 화합물은, 하기 화학식 (6)-1로 표시되는 화합물일 수 있다:
<화학식 (6)-1>
Figure pat00065
상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중,
L61 내지 L65는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*', *-N(R65)-*', 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 π전자 결핍성 질소-비함유 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
a61 내지 a65는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
(L65)a65은 m가의 연결기 또는 단일 결합이고, m은 1 이상의 자연수이고,
m이 1일 경우, (L65)a65은 존재하지 않고,
m이 2 이상의 자연수일 경우, *-(L61)a61-(B1), *-(L62)a62-(B2), *-(L63)a63-(B3) 및 *-(L64)a4-(B4)로 표시되는 그룹 중 적어도 하나는, (L65)a65와 결합되어 있거나, (L65)a65와 결합된 단일 결합이고,
B1 내지 B4 및 R65는 서로 독립적으로,
(L65)a65와 결합되어 있거나,
(L65)a65와 결합된 단일 결합이거나, 또는
수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2) 및 -C(=O)(Q1) 중에서 선택되되, B1 및 B2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60알콕시기가 아니고,
상기 치환된 C2-C60알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 π전자 결핍성 질소-비함유 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소 및 C1-C60알킬기;
C3-C10시클로알킬기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, C1-C60알킬기, C3-C10시클로알킬기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22) 및 -C(=O)(Q21) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31);
중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기 및 디페닐디벤조티오페닐기 중에서 선택된다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 B1 내지 B3 모두는, 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60알콕시기가 아닐 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 (6) 중 B1 내지 B4 모두는, 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60알콕시기가 아닐 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 L61 내지 L65는 서로 독립적으로,
단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*' 및 *-N(R65)-*'; 및,
중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피롤일렌기, 푸라닐렌기, 티에닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 벤조푸라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 나프토벤조푸라닐렌기 및 나프토벤조티오페닐렌기;
중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중,
L61 내지 L64는 서로 독립적으로, 단일 결합, 상기 화학식 6-1 내지 6-3으로 표시되는 그룹 및 상기 6-20 내지 6-27로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
L65는 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-N(R5)-*', 상기 화학식 6-1 내지 6-3으로 표시되는 그룹 및 상기 6-20 내지 6-27로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 a61 내지 a65는 각각 L61 내지 L65의 개수를 나타낸 것으로서, 예를 들면, 1 내지 5의 정수 또는 1 내지 3의 정수 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. a61이 2 이상일 경우 2 이상의 L61은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 이는 a62 내지 a65와 L62 내지 L65 각각에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 m은 1 내지 10의 자연수 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 m은 1, 2, 3 또는 4이거나, 또는 m은 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 1) m은 1이거나, 또는 2) m은 2이고, (L65)a65는 *-Ar61-T61-Ar62-*'로 표시되는 그룹이고, Ar61, T61 및 Ar62에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 화학식 (6) 중 L65에 대한 설명을 참조하되, Ar61 및 Ar62는 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*' 및 *-N(R65)-*'가 아닐 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 B1 내지 B3 및 R65는 서로 독립적으로,
(L65)a65와 결합되어 있거나,
(L65)a65와 결합된 단일 결합이거나, 또는
중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 푸라닐기, 티에닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 카바졸일기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조푸라닐기 및 나프토벤조티오페닐기 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 (6) 중 B4는 수소, 중수소 또는 C1-C20알킬기이거나, 또는 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 B4에 대한 설명은 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 B1에 대한 설명을 참조할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 (6) 및 (6)-1 중 *-(L61)a61-(B1), *-(L62)a62-(B2) 및 *-(L63)a63-(B3)는 서로 독립적으로,
(L65)a65와 결합되어 있거나,
(L65)a65와 결합된 단일 결합이거나, 또는
상기 화학식 7-1 내지 7-29으로 표시되는 그룹 및 하기 화학식 8-1 내지 8-7로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00070
상기 화학식 8-1 내지 8-7 중 Ph는 페닐기이고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 (6) 중 *-(L64)a64-(B4)로 표시되는 그룹은, 수소, 중수소 또는 C1-C20알킬기일 수 있다. 또는, 상기 *-(L64)a64-(B4)로 표시되는 그룹에 대한 설명은 상기 *-(L61)a61-(B1)에 대한 설명을 참조할 수 있다.
상기 화학식 (6) (예를 들면, 화학식 (6)-1)으로 표시되는 정공 수송성 화합물은, π전자 결핍성 질소-함유 시클릭 그룹(예를 들면, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 트리아진 그룹, 퀴놀린 그룹 등)을 비포함한다.
상기 화학식 (6) (예를 들면, 화학식 (6)-1)으로 표시되는 정공 수송성 화합물의 구체예로 하기 화합물 6-1 내지 6-52를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
상기 화학식 (6)(예를 들면, (6)-1)로 표시되는 비카바졸-함유 화합물은 상대적으로 유리 전이 온도가 높아, 우수한 열안정성을 가질 수 있다. 또한, 용매에 대한 용해도도 상대적으로 높다.
상기 유기 발광 소자용 재료 중 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물과 상기 화학식 (6)으로 표시되는 정공 수송성 화합물 간의 함량비는, 예를 들면, 100 : 0 내지 1 : 99의 범위, 예를 들면, 95 : 5 내지 5 : 95의 범위 내에서 선택될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 유기 발광 소자용 재료 중 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물과 상기 화학식 (6)으로 표시되는 정공 수송성 화합물 간의 함량비는, 80 : 20 내지 20 : 80의 범위, 예를 들면, 70 : 30 내지 30 : 70의 범위 내에서 선택될 수 있다. 상술한 바와 같은 함량비를 만족할 경우, 유기 발광 소자 중 정공과 전자 간의 효과적인 균형을 이룰 수 있다.
상기 유기 발광 소자용 재료가 발광층용 재료일 경우, 상기 유기 발광 소자용 재료는, 후술하는 발광 재료(예를 들면, 인광 도펀트 또는 형광 도펀트 등)를 더 포함할 수 있다.
<3. 유기 발광 소자 제조용 조성물>
상기 유기 발광 소자 제조용 조성물은, 예를 들면, 유기 발광 소자의 각 층을 용액도포법에 의하여 형성하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 유기 발광 소자 제조용 조성물은, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물 및 액성 매체를 포함할 수 있다.
상기 액성 매체는, 상술한 바와 같은 유기 발광 소자용 재료를 용해시킬 수 있는 액성 매체(예를 들면, 용매 등)일 수 있다. 즉, 상기 유기 발광 소자 제조용 조성물은 용액 조성물일 수 있다.
상기 액성 매체로는, 예를 들면, 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 에틸 벤젠(ethylbenzene), 디에틸벤젠(diethylbenzene), 메시틸렌(mesitylene), 프로필벤젠(propylbenzene), 시클로헥실벤젠(cyclohexylbenzene), 디메톡시벤젠(dimethoxybenzene), 아니솔(anisole), 에톡시 톨루엔(ethoxy toluene), 페녹시톨루엔(phenoxytoluene), 이소프로필비페닐(isopropylbiphenyl), 디메틸아니솔(dimethylanisole), 페닐아세테이트(phenyl acetate), 페닐프로피온산(phenyl propionic acid), 메틸벤조에이트(methyl benzoate), 에틸 벤조에이트(ethyl benzoate) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 발광 소자 제조용 조성물 중 유기 발광 소자용 재료의 농도는, 용도에 따라 조절가능하다.
<4. 유기 발광 소자>
도 1을 참조하여, 상기 유기 발광 소자의 일 구현예를 상세히 설명한다. 도 1은 상기 유기 발광 소자의 일 구현예를 제시하는 모식도이다.
도 1에 도시된 유기 발광 소자(100)은, 기판(110), 상기 기판(110) 상에 배치된 제1전극(120), 상기 제1전극(120) 상에 배치된 정공 주입층(130), 상기 정공 주입층(130) 상에 배치된 정공 수송층(140), 상기 정공 수송층(140) 상에 배치된 발광층(150), 상기 발광층(150) 상에 배치된 전자 수송층(160), 상기 전자 수송층(160) 상에 배치된 전자 주입층(170) 및 상기 전자 주입층(170) 상에 배치된 제2전극(180)을 갖는다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물은, 예를 들면, 상기 제1전극(120)과 제2전극(180) 사이에 배치된 임의의 유기층 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 축합환 화합물은 호스트 재료로서, 상기 발광층(150) 내에 포함될 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 유기층은, 진공증착법 또는 용액도포법에 의하여 형성될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 축합환 화합물을 포함한 유기층은 용액도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 축합환 화합물을 포함한 유기층은, 스핀 코트(spin coat)법, 캐스팅(casting)법, 마이크로그라비아 코트(micro gravure coat)법, 그라비아 코트(gravure coat)법, 바 코트(bar coat)법, 롤 코트(roll coat)법, 와이어 바코드(wire bar coat)법, 딥 코트(dip coat)법, 스프레이 코트(spry coat)법, 스크린(screen)인쇄법, 후레키소(flexographic)인쇄법, 오프셋(offset)인쇄법, 잉크젯(ink jet)인쇄법 등과 같은 용액도포법을 이용해서 형성될 수 있다. 한편, 용액도포법에 사용되는 용매는, 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 용해시킬 수 있는 임의의 용매 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함하는 유기층 이외의 층의 성 막 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 진공증착법 또는 용액도포법에 의하여 성막될 수 있다.
상기 기판(110)은, 일반적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있다. 예를 들면, 기판(110)으로, 유리(glass)기판, 실리콘(silicon)기판 등의 반도체 기판, 또는 투명한 플라스틱(plastic)기판 등을 사용할 수 있다.
기판(110) 상에는 제1전극(120)이 형성되어 있다. 제1전극(120)은 애노드일 수 있으며, 예를 들어, 금속, 합금, 또는 전기 전도성 화합물 중 일 함수가 큰 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1전극(120)은, 투명성 및 전기 전도성에 우수한 산화 인듐 주석(In2O3-SnO2:ITO), 산화 인듐 아연(In2O3-ZnO), 산화 주석(SnO2), 산화 아연(ZnO)등을 이용한 투과형 전극으로 형성될 수 있다. 또는, 제1전극(120)은, 상기 투과형 전극에 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 등을 추가 적층함으로써 반사형 전극으로 형성될 수도 있다.
제1전극(120) 상에는, 정공 주입층(130)이 형성되어 있다. 정공 주입층(130)은, 제1전극(120)로부터의 정공 수송층(140)으로의 정공 주입을 용이하게 하는 층으로, 상기 정공 주입층(130)의 두께는, 약 10nm 내지 약 1000nm, 예를 들어, 약 10nm 내지 약 100nm일 수 있다.
정공 주입층(130)은, 공지의 정공 주입 재료를 이용하여 형성할 수 있는데, 상기 정공 주입 재료로는, 예를 들면, 트리페닐아민-함유 폴리(에테르 케톤)(poly(ether ketone)-containg triphenylamine :TPAPEK), 4-이소프로필-4"-메틸디페닐아이오도니움 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(4-isopropyl-4"-methyldiphenyliodonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate:PPBI), N,N"-디페닐-N,N"-비스-[4-(페닐-m-톨일-아미노)-페닐]-비페닐-4,4"-디아민(N,N"-diphenyl-N,N"-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4"-diamine:DNTPD), 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine), 4,4",4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민(4,4",4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine:m-MTDATA), N,N"-디(1-나프틸)-N,N"-디페닐벤지딘(N,N"-di(1-naphthyl)-N,N"-diphenylbenzidine:NPB), 4,4",4"-트리스(디페닐아미노)트리페닐아민(4,4",4"-tris(diphenylamino)triphenylamine:TDATA), 4,4",4"-트리스(N,N-2-나프틸페닐아미노)트리페닐아민(4,4",4"-tris(N, N-2-naphthylphenylamino)triphenylamine:2-TNATA), 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(polyaniline/dodecylbenzenesulphonic acid), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate):PEDOT/PSS), 폴리아닐린/10-캄포설폰산(polyaniline/10-camphorsulfonic acid) 등을 이용할 수 있다.
상기 정공 주입층(130) 상에는 정공 수송층(140)이 형성되어 있다. 상기 정공 수송층(140)은 정공을 발광층(150)으로 수송하는 역할을 하는 층으로써, 상기 정공 수송층(140)의 두께는 약 10nm 내지 약 150nm일 수 있다.
정공 수송층(140)은, 공지의 정공 수송 재료를 이용하여 형성할 수 있는데, 상기 정공 수송 재료로서, 예를 들면, 1,1-비스[(디-4-톨일아미노)페닐]시클로헥산(1, 1-bis [(di-4-tolylamino)phenyl]cyclohexane:TAPC), N-페닐카바졸(N-phenylcarbazole) 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole), N,N"-비스(3-메틸페닐)-N,N"-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4"-디아민(N,N"-bis(3-methylphenyl)-N,N"-diphenyl- [1,1-biphenyl]-4,4"-diamine:TPD), 4,4",4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4",4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine:TCTA), N,N"-디(1-나프틸)-N,N"-디페닐벤지딘(N,N"-di(1-naphthyl)-N,N"-diphenylbenzidine:NPB), TFB(Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4′-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine)]) 등을 이용할 수 있다.
상기 정공 수송층(140) 상에는, 발광층(150)이 형성되어 있다. 상기 발광층(150)은, 형광 및/또는 인광을 방출하는 층이며, 진공증착법, 스핀 코팅법, 잉크젯법 등을 이용해서 형성될 수 있다. 상기 발광층(150)의 두께는, 예를 들면, 약 10nm 내지 약 60nm일 수 있다. 상기 발광층(150)의 발광 재료로는, 공지의 발광 재료를 이용할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 발광층(150)에 포함되는 발광 재료는, 삼중항 여기자로부터의 발광(즉, 인광)이 가능한 발광 재료(예를 들면, 인광 도펀트)일 수 있다. 상기 발광 재료가 인광 발광 재료일 경우, 유기 발광 소자(100)의 발광 수명은 더욱 향상될 수 있다.
상기 발광층(150)은, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 유기 발광 소자용 재료로 이용한(예를 들면, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물 및 액상 매체를 포함한 조성물을 이용한) 용액도포법에 의하여 성막될 수 있다. 상술한 바와 같은 용액도포법을 이용할 경우, 유기 발광 소자(100)의 발광 수명을 향상시킴과 동시에, 상기 축합환 화합물을 포함한 대면적의 발광층(150)을 효율적으로 성막할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층(150)은 호스트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함할 수 있다. 상기 발광층(150)은 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물 및 액상 매체를 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 형성될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 발광층(150)은 호스트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물 및 상기 화학식 (6)(예를 들면, 화학식 (6)-1)로 표시되는 정공 수송성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 발광층(150)은 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물, 상기 화학식 (6)(예를 들면, 화학식 (6)-1)로 표시되는 정공 수송성 화합물 및 액상 매체를 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 형성될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 발광층(150)은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함하고, 상기 도펀트는 형광 도펀트 또는 인광 도펀트(예를 들면, 인광 도펀트)를 포함할 수 있다. 상기 발광층(150)은 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물, 상기 도펀트 및 액상 매체를 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 형성될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 발광층(150)은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트는 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물 및 상기 화학식 (6)(예를 들면, 화학식 (6)-1)로 표시되는 정공 수송성 화합물을 포함하고, 상기 도펀트는 형광 도펀트 또는 인광 도펀트(예를 들면, 인광 도펀트)를 포함할 수 있다. 상기 발광층(150)은 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물, 상기 화학식 (6)(예를 들면, 화학식 (6)-1)로 표시되는 정공 수송성 화합물, 상기 도펀트 및 액상 매체를 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 형성될 수 있다.
상기 구현예들에 있어서, 상기 호스트는 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물들 중 1종의 화합물만을 포함하거나, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물들 중 서로 상이한 2종 이상의 화합물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는, 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물로서, i) 상기 화합물 1-7만을 포함하거나, 또는 ii) 상기 화합물 1-5와 1-7의 혼합물을 포함할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
상기 유기 발광 소자 제조용 조성물을 소정 영역(예를 들면, 발광층(150)을 형성할 경우, 정공 수송층(140) 상부)에 제공한 다음, 상기 조성물 중 액상 매체의 일부 이상을 제거하여 성막할 수 있다. 상기 액상 매체를 일부 이상 제거하는 단계는, 열처리 단계를 포함할 수 있으며, 열처리 온도 및 시간은 상기 유기 발광 소자 제조용 조성물에 포함된 재료에 따라 상이할 수 있다.
단, 상기 유기 발광 소자(100)의 다른 유기층이 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함할 경우, 발광층(150)은, 공지의 재료로 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광층(150)은, 공지의 호스트 재료로서, 트리스(8-퀴놀리네이토)알루미늄(알루미늄(tris(8-quinolinato)aluminium:Alq3), 4,4"-비스(카바졸-9-일)비페닐(4,4"-bis(carbazol-9-yl)biphenyl:CBP), 폴리(n-비닐 카바졸)(poly(n-vinyl carbazole):PVK), 9,10-디(나프탈렌)안트라센(9,10-di(naphthalene)anthracene:ADN), 4,4",4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4",4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine:TCTA), 1,3,5-트리스(N-페닐-벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(N-phenyl-benzimidazol-2-yl)benzene:TPBI), 3-터트-부틸-9,10-디(나프트-2-일)안트라센(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene:TBADN), 디스티릴아릴렌(distyrylarylene:DSA), 4,4"-비스(9-카바졸) 2,2"-디메틸-비페닐(4,4"-bis(9-carbazole) 2,2-dimethyl-bipheny:dmCBP) 등을 이용할 수 있다.
상기 발광층(150)은, 도펀트 재료로서, 예를 들면, 페릴렌(perylene) 및 이의 유도체, 루브렌(rubrene) 및 이의 유도체, 쿠마린(coumarin) 및 이의 유도체, 4-디시아노메틸렌-2-(p-디메틸아미노스티릴)-6-메틸-4H-피란(4-dicyanomethylene-2-(p-dimethylaminostyryl)-6-methyl-4H-pyran:DCM) 및 이의 유도체, 비스[2-(4,6-디플루오로페닐)피리디네이트]피콜리네이트 이리듐(III)(bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinate]picolinate iridium(III):FIrpic), 비스(1-페닐이소퀴놀린)(아세틸아세토네이트)이리듐(III)(bis(1-phenylisoquinoline) (acetylacetonate)iridium(III):Ir(piq)2(acac)), 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)(tris(2-phenylpyridine)iridium(III):Ir(ppy)3), 트리스(2-(3-p-크시릴)페닐)피리딘 이리듐(III)(tris (2-(3-p-xylyl)phenyl)pyridine iridium)(III) 등과 같은 이리듐(Ir)착체, 오스뮴(osmium)(Os)착체, 백금 착체 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 발광층(150)은 발광 재료로서, 상기 양자점을 포함할 수 있다. 상기 양자점은 II-VI족 계열의 반도체, III-V족 계열의 반도체 또는 IV-IV족 계열의 반도체로 이루어진 단일 코어 구조이거나, 상기 단일 코어 구조에 II-VI족 계열의 반도체가 캡핑된 코어/쉘 구조일 수 있다. 상기 양자점 나노입자의 직경은 1 nm 내지 20 nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 단일 코어(core) 또는 중심/껍질(core/cap) 구조 중 코어(core)에 해당하는 양자점은, 상기 모든 종류의 반도체를 사용할 수 있으며, 예를 들어 Ⅱ-Ⅵ족 계열의 반도체는 주기율표상의 ⅡB족 원소 중 적어도 하나와, ⅥB족 원소 중 적어도 하나가 결합된 것으로서, 이러한 Ⅱ-Ⅵ족 계열의 반도체의 예로서는 CdS, CdSe, CdTe, ZnSe, ZnS, PbS, PbSe, HgS, HgSe, HgTe, CdHgTe 및 CdSexTe1-x (x는 0<x<1인 실수)등을 들 수 있다. 또한 Ⅲ-Ⅴ족 계열의 반도체로서는 GaAs, InAs, InP 등을 들 수 있다.
또한, 코어/쉘(core/shell) 구조에 있어서, 쉘(shell)이란 상기 코어(core) 반도체 양자점과 결합하여 코어 반도체의 표면에 코팅층을 형성하는 반도체 양자점을 말하며, 상기 코어/쉘(core/shell) 구조에 의하여 단일 코어 구조보다 우수한 발광효율을 갖는 양자점을 얻을 수 있다. 상기 쉘(shell)은 코어 반도체보다 더 큰 밴드 갭(band gap)을 가질 수 있으며, 코어 반도체를 외부로부터 보호하는 보호층(passivation layer) 역할을 할 수 있다. 이러한 쉘로는 높은 밴드 갭을 지닌 Ⅱ-Ⅵ족 계열의 반도체를 사용할 수 있으며, 예를 들어 ZnS, CdS 또는 ZnSe 등을 사용할 수 있다. 이를 이용한 코어/쉘(core/shell) 구조의 조합에 있어서, 코어를 CdSe 또는 CdS로 구성할 경우, 쉘은 ZnS를 사용할 수 있고, 코어가 CdSe인 경우, 쉘로서 CdS 또는 ZnSe를 사용하는 등, 여러가지 조합을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 도펀트의 함량은 발광층(150)의 총 중량(100중량부)에 대하여 0.01 내지 20중량부의 범위 내에서 선택될 수 있다. 상기 도펀트의 함량이 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 농도 소광없이, 효과적인 발광이 이루어질 수 있다.
상기 발광층(150) 상에는, 전자 수송층(160)이 형성되어 있다. 상기 전자 수송층(160)은, 전자를 수송하는 기능을 갖춘 층이며, 진공증착법, 스핀 코팅법, 잉크젯법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 전자 수송층(160)의 두께는, 예를 들면, 약 15nm 내지 약 80nm일 수 있다.
상기 전자 수송층(160)은, 공지의 전자 수송 재료를 이용하여 형성할 수 있는데, 상기 전자 수송 재료로는, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리네이토)알루미늄(tris(8-quinolinato)aluminium:Alq3), 함질소 방향족 고리-함유 화합물 등을 이용할 수 있다. 상기 함질소 방샹족 고리-함유 화합물의 구체예로는, 예를 들면, 1,3,5-트리[(3-피리딜)-페닐-3-일]벤젠(1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene)과 같은 피리딘(pyridine) 고리-함유 화합물, 2,4,6-트리스(3"-(피리딘-3-일)비페닐-3-일)-1,3,5-트리아진(2,4,6-tris(3"-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine)과 같은 트리아진 고리-함유 화합물, 2-(4-(N-페닐벤조이미다조-1-일-페닐)-9,10-디나프틸안트라센(2-(4-(N-phenylbenzoimidazol-1-yl-phenyl)-9,10-dinaphthylanthracene)과 같은 이미다졸 고리-함유 화합물 등을 들 수 있다.
한편, 상기 전자 수송층(160)은, 상술한 바와 같은 유기 화합물 외에, (8-퀴놀리네이토)리튬((8-quinolinato)lithium:Liq) 등과 같은 금속-함유 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 수송층(160) 상에는, 전자 주입층(170)이 형성되어 있다. 전자 주입층(170)은, 제2전극(180)로부터의 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 갖춘 층이며, 진공증착법 등을 이용해서 형성될 수 있다. 상기 전자 주입층(170)의 두께는, 약 0.3nm 내지 약 9nm일 수 있다.
상기 전자 주입층(170)을 형성하는 재료로는, 공지의 전자 주입 재료를 사용할 수 있는데, 상기 전자 주입 재료로는, 예를 들면, (8-퀴놀리네이토)리튬((8-quinolinato)lithium:Liq), 불화 리튬(LiF) 등의 리튬(lithium)화합물, 염화나트륨(NaCl), 불화 세슘(CsF), 산화 리튬(Li2O), 산화 바륨(BaO) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층(170) 상에는, 제2전극(180)이 형성되어 있다. 상기 제2전극(180)은, 캐소드일 수 있으며, 금속, 합금, 또는 전기 전도성 화합물 중 일함수가 상대적으로 낮은 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2전극(180)은, 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등의 금속, 또는 알루미늄-리튬(Al-Li), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등의 합금을 이용한 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2전극(180)은, 상기 금속 재료로 형성된 20nm 이하의 두께를 갖는 박막, 산화 인듐 주석(In2O3-SnO2) 및 산화 인듐 아연(In2O3-ZnO) 등의 투명 전기 전도성 막을 이용한 투과형 전극으로 형성될 수도 있다.
이상, 상기 유기 발광 소자(100)의 일 구현예를 도 1을 참조하여 설명하였다. 상기 유기 발광 소자(100)은 상기 화학식 (1)로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 유기층을 채용하므로, 향상된 발광 수명을 가질 수 있다.
한편, 상기 유기 발광 소자(100)의 적층 구조는, 상기 예시에 의하여 한정되는 것은 아니다. 상기 유기 발광 소자(100)는, 공지의 다른 적층 구조로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 유기 발광 소자(100)의 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 전자 수송층(160) 및 전자 주입층(170) 중 적어도 하나의 층이 생략되거나, 또는 공진 보조층, 버퍼층, 정공 저지층, 전자 저지층 등과 같은 다른 층이 유기 발광 소자(100)에 추가될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다. 또한, 유기 발광 소자(100)의 각 층은 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
예를 들면, 유기 발광 소자(100)는, 엑시톤 또는 정공이 전자 수송층(160)으로 확산되는 것을 방지하기 위하여, 발광층(150)과 전자 수송층(160) 사이에 정공 저지층을 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 정공 저지층은, 옥사졸(oxadiazole) 유도체, 트리아졸(triazole) 유도체, 페난트롤린(phenanthroline) 유도체 등으로 형성할 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 포화 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는 -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromaticity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C2-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60헤테로아릴기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 헤테로사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기 및 C1-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C6-C60아릴옥시기는 -OA102(여기서, A102는 상기 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 C6-C60아릴티오기(arylthio)는 -SA103(여기서, A103은 상기 C6-C60아릴기기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromaticity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소(예를 들어, 탄소수는 1 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromaticity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중, 치환된 C2-C60알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q11)(Q12)(Q13), -N(Q11)(Q12) 및 -C(=O)(Q11) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22) 및 -C(=O)(Q21) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31);
중에서 선택되고,
상기 Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기 및 디페닐디벤조티오페닐기 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서 중 "비페닐기"는 2개의 벤젠이 단일 결합을 통하여 서로 결합되어 있는 1가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 "터페닐기"는 3개의 벤젠이 단일 결합을 통하여 서로 결합되어 있는 1가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 * 및 *'은 다른 설명이 없는 한, 해당 화학식 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.
[실시예]
<1. 합성>
합성예 1 : 화합물 1-7의 합성
Figure pat00080
중간체 a(5-Phenyl-2-nitroaniline)의 합성
5-클로로-2-니트로아닐린(5-Chloro-2-nitroaniline) (190.10g, 1.10mol), 페닐보론산(Phenylboronic acid) (161.05g, 1.32mol, 1.2eq), 2M 포타슘 카보네이트(Potassium carbonate) aq.(2.2L) 및 톨루엔(toluene) (2.2L)을 질소 분위기 하에서 교반하였다. 이로부터 수득한 결과물을 20분간 질소 버블링(bubbling)한 후, 테트라키스-트리페닐포스핀 팔라듐(Tetrakis-triphenylphosphine Palladium)(0) (63.56g, 55mmol, 0.05eq)을 첨가하고, 6시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종료 후, 이로부터 수득한 결과물을 냉각시키고, 500mL의 물을 추가한 다음, 톨루엔(Toluene) 500mL로 3회 추출하고 물 500mL과 Brain 500mL로 2회씩 세정한 후, 황산 나트륨을 이용하여 탈수시켰다. 이로부터 수득한 결과물을 여과 및 농축하여 수득한 410.2g의 조(crude) 생성물을 톨루엔(toluene)에 용해시킨 후, 약 2배량의 아민 수식 실리카겔(800g)에 흡착(용리액은 ethyl acetate/toluene=1/5(v/v)임)시키고, 약 7배량의 아민 수식 실리카겔(2870g)에서 컬럼 정제하여, 중간체 a-1(황색 고체)을 수득하였다 (합성량: 210g, 수율: 89%, 순도(GC): 98%).
중간체 a-2(3-Iodo-4-nitro-1,1'-biphenyl)의 합성
중간에 a-1(5-Phenyl-2-nitroaniline) (221.31g, 1.03mol), KNO2(아초산 칼륨) (185.3g, 2.18mol, 2.1eq), Cupper iodide(I) (187.0g, 0.982mol, 1eq) 및 Dimethylsulfoxide(DMSO) (2.5L)을 질소 분위기 하에서 교반하였다. 이로부터 수득한 결과물을 60℃까지 가열한 후, 55% 옥화수소산 (1976g, 8.5mol, 8.23eq)을 30분간 적하한 다음, 60℃에서 30분 동안 교반하고, 정치 냉각 및 얼음 냉각으로 냉각시켰다. 이어서, 탄산 칼륨(1078g)수용액(3L)을 반응물에 추가하여 반응을 정지시킨 다음, 디에틸에테르(2.5L)을 추가하여 분리시킨 후, 디에틸에테르 2.0L로 4회 추출, 물 3.0L과 티오황산 나트륨 수용액 3.0L, brain 2.0L로 2회씩 세정했다. 이어서, 황산 나트륨으로 탈수시키고 여과 및 농축하여 수득한 312.1g의 조(crude) 생성물을 디클로로메탄에 용해시킨 후, 약 2배량의 실리카겔(624g)에 흡착(용리액 = Dichloromethane/hexane=1/10(v/v))시키고 약 5배량의 실리카겔(1433g)에서 컬럼 정제하여, 목적 화합물인 중간체 a-2(황색 결정)를 수득하였다 (합성량: 292g, 수율: 85%, 순도(GC): 98%).
중간체 a-3(2-Bromo-6'-nitro-1,1':3',1-terphenyl)의 합성
N2 bubbling한 toluene/DME의 혼합 용매(86ml/86ml)에, 중간체 a-2(3-Iodo-4-nitro-1,1"-biphenyl) (20.0g, 61.43mmol) 및 o-브로모페닐보론산(o-Bromophenyl boronic acid) (12.8g, 6373mmol)을 용해시킨 다음, Tetrakis-triphenylphosphine Palladium(0) (1.42g, 1.23mmol) 및 2M Sodium carbonate aq.(86mL)을 순서대로 첨가한 다음, 10시간 동안 가열 환류하였다. 이로부터 수득한 결과물을 실온까지 냉각시킨 후, 순수(純水) 150mL 및 톨루엔(toluene) 200mL을 이용하여 2회 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 brain 200mL로 세정하고, 황산 나트륨으로 탈수, 여과 및 농측하여 수득한 23.2g의 조(crude) 생성물을 실리카 겔 700g(hexane/toluene(=1/1(v/v))의 용리액)을 이용하여 컬럼 정제하였다. 이어서, 40℃에서 16시간 동안 진공 건조시켜 담황색의 점조성(粘稠性) 액체로서 중간체 a-3을 수득하였다 (합성량: 18.2g, 수율: 83%, 순도(HPLC): 99.5%).
중간체 a-4(5-Bromo-3-phenyl-9H-carbazole)의 합성
중간체 a-3(2-Bromo-6"-nitro-1,1":3",1-terphenyl) (18.15g, 51.24mmol)을 불활성 분위기 하에서 o-디클로로벤젠(o-dichlorobenzene) (110mL)에 용해시키고, 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine) (32.0g, 122.0mmol)을 추가한 다음, 180℃에서 20시간 동안 교반하였다. 이어서, 외부 온도 및 압력을 각각 80℃ 및 1Torr 이하로 조정하여 용매를 정지시켜 점조성 조(crude) 생성물 54.9g를 수득한 다음, hexane/toluene (= 1/1(v/v))의 혼합액을 첨가하여 대상물이 석출되도록 하였다. 이어서, 감압 여과로 대상물을 분리시킨 다음, hexane/toluene (= 1/1(v/v))의 혼합액으로 세정했다. 이로부터 수득한 여액을 농축하여 수득한 45.0g의 조(crude) 생성물을 실리카 겔 900g(hexane/toluene (= 1/1(v/v))의 용리액)을 이용하여 컬럼 정제하고, 용매를 제거하여, 담황색의 점조성 액체 14.1g을 수득하였다. 상기 담황색의 점조성 액체에 헥산(hexane) 50mL을 추가하고, 60℃로 가열 교반하여 석출된 대상물을 회수하고, 15시간의 감압 건조 후, 중간체 a-4(담황색 고체)를 수득하였다 (합성량: 13.5g, 수율: 81%, 순도(HPLC): 99.1%).
중간체 a(5-Bromo-3, 9-diphenyl-9H-carbazole)의 합성
중간체 a-4(5-Bromo-3-phenyl-9H-carbazole) (13.46g, 41.78mmol) 및 아이오도벤젠(Iodobenzene) (9.50g, 46.57mmol)을 1,4-dioxane (41mL)과 혼합한 다음, CuI (0.40g, 2.09mmol), trans-1,2-diaminocyclohexane (0.96g, 8.41mmol) 및 tert-BuONa (2.02g, 21.02mmol)을 순서대로 추가하고, 105℃에서 20시간 동안 교반하였다. 이어서, 실온까지 냉각시킨 후, 셀라이트(Celite) 10g를 이용해서 감압 여과하고, dioxane으로 세정하였다. 이로부터 수득한 여액으로부터 용매를 제거하여 수득한 25.30g의 조(crude) 생성물을 dichloromethane에 용해시키고, 실리카 겔100g에 흡착시켜 용매 제거를 제거하였다. 상기 흡착 실리카겔 400g와 hexane/toluene (= 1/1(v/v))의 용리액을 이용하여 컬럼 정제한 다음, 용매 제거 후, 진공건조하여 중간체 a(무색 고체) 14.6 g을 수득하였다 (수율: 88%, 순도(HPLC): 99.0%).
Figure pat00081
중간체 b-1(2, 4-Dichloro-6-phenyl-1,3,5- triazine )의 합성
시아누르산(Cyanuric acid) (30.0g, 162.7mmol)을 2L 둥근 바닥 플라스크(round bottom flask)에 넣고, 플라스크 내 대기를 진공 펌프를 이용하여 아르곤으로 3회 환기시켰다. 이어서, 건조된 톨루엔(975 mL)을 플라스크에 추가하고, 아이스 배쓰를 이용하여 0℃로 냉각시킨 다음, 페닐 마그네슘 브로마이드 (29.5 g, 162.3 mmol) 및 건조된 디에틸에테르 용액 (54.2 mL)을 아르곤 분위기 하에서 적가하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 실온까지 점진적으로 가온한 다음, 2시간 동안 교반한 후, 0℃에서 6N HCl aq. (200mL)을 이용하여 반응을 종료시키고, 톨루엔으로 추출하였다. 이로부터 회수한 유기층을 MgSO4로 건조시키고 진공에서 농축시켜 수득한 조(crude) 생성물을 THF에 용해시킨 다음, 과량의 메탄올(200mL)에 부어 재침전시키는 과정을 2회 반복하였다. 이로부터 수득한 조(crude) 생성물을 THF에 용해시키고 헥산(100mL)에 부어 재침전시켜 수득한 결과물을 40℃에서 5시간 동안 진공 건조시켜 중간체 b-1 (옅은 황백색 고체)을 수득하였다 (합성량: 33.4 g, 수율: 60%, 순도(HPLC): 98.7％).
중간체 b-2(2-chloro-4-phenyl-6-(5'-phenyl-[1,1':3',1"-terphenyl]-3-yl)-1,3,5-triazine)의 합성
Mg (1.83 g, 75.3 mmol)를 300 mL 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 진공 펌프를 이용하여 플라스크 내 대기를 아르곤으로 3회 환기하였다. 건조 THF (30 mL)를 플라스크에 추가한 다음, 드라이아이스 에탄올 배쓰를 이용하여 -78℃까지 냉각시켰다. 이 후, 3-Bromo-5'-phenyl-1,1':3',1"-terphenyl (29.0 g, 75.3 mmol) 및 건조 THF 용액 (166 mL)을 아르곤 분위기 하에서 적가하였다. 이로부터 수득한 결과물을 실온까지 점진적으로 가온시킨 후, 30분 동안 교반한 다음, 1L 둥근 바닥 플라스크 내 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (20.4 g, 90.3 mmol) 함유 건조 THF solution (196 mL)에 0℃에서 천천히 적가하였다. 이로부터 수득한 결과물을 실온까지 점진적으로 가온시킨 다음 2시간 동안 교반하였다. 0℃에서 반응을 종료시킨 후, 반응물을 톨루엔으로 추출하여 수득한 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 진공 건조시켰다. 이로부터 수득한 조(curde) 생성물을 THF에 용해시킨 다음, 과량의 메탄올에 부어 재침전시키는 과정을 2회 반복하였다. 이로부터 수득한 결과물을 40℃ 진공에서 5시간 동안 건조시켜 중간체 b-2(옅은 황백색 고체)를 수득하였다 (합성량: 25.9 g, 수율: 69%, 순도 (HPLC): 96.8％).
중간체 b-3(2-(3-chloroPhenyl)-4-phenyl-6-(5'-phenyl-[1,1':3',1"-terphenyl]-3-yl)-1,3,5-triazine)의 합성
중간체 b-3 (19.5 g, 39.3 mmol), (3-chlorophenyl)boronic acid (6.15 g, 39.3 mmol), Pd(PPh3)4 (0.91 g, 0.79 mmol), 및 소듐 카보네이트 (12.5 g, 118 mmol)를 160 mL의 톨루엔에 용해시킨 다음, 500mL 둥근 바닥 플라스크 중 80 mL의 에탄올과 160 mL의 초순수와 혼합한 후, 아르곤 분위기 하에서 2시간 동안 환류시켰다. 반응 후, 혼합물을 300 mL의 순수에 부어 침전물을 여과하고 메탄올로 세정하였다. 이로부터 수득한 조(crude) 고체를 톨루엔에 용해시키고 과량의 메탄올에 부어 재침전시켰다. 이로부터 수득한 결과물을 40℃ 진공에서 5시간 동안 건조키셔 중간체 b-3(합성량: 21.0 g, 수율: 93%, 순도(HPLC): 97.1％)를 수득하였다.
중간체 b(2-phenyl-4-(5'-phenyl-[1,1':3',1"-terphenyl]-3-yl)-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine)의 합성
중간체 b-3 (20.0 g, 35.0 mmol), Bis-(pinacolate)-diboron (17.8 g, 69.9 mmol), Pd2(dba)3 (1.60 g, 1.75 mmol), XPhos (1.67 g, 3.50 mmol) 및 포타슘 아세테이트 (10.3 g, 105 mmol)를 둥근 바닥 플라스크 중 350 mL의 1, 4-dioxane와 혼합시킨 다음, 아르곤 분위기 하에서 2시간 동안 환류시켰다. 반응 후, 혼합물을 셀라이트로 여과하고, 로터리 증발기로 농축하여 수득한 조(crude) 생성물을 Si-겔 컬럼 크로마토그래피(톨루엔/헥산 혼합물을 용리액으로 사용함, 혼합비는 1/4에서 1/0(only 톨루엔)으로 점진적으로 변화시킴)로 정제하여 중간체 b(백색 고체)를 수득하였다 (합성량: 18.0 g, 수율: 78%, 순도 (HPLC): 99.9％).
Figure pat00082
화합물 1-7의 합성
아르곤 분위기 하에서, 반응 용기에 중간체 a (2.20g, 5.52mmol), 중간체 b (3.30g, 4.97mmol), 디클로로비스(트리페닐포스핀)디팔라듐 (dichlorobis(triphenylphosphine)dipalladium) (0.078g, 0.11mmol), 디옥산(dioxane) 55ml 및 0.5N 탄산 나트륨 수용액 28ml을 넣고, 90℃에서 8시간 동안 상기 혼합물을 교반하였다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각시키고, 셀라이트(celite)를 이용해서 여과하여 수득한 유기층을 농축시킨 후, 컬럼 크로마토그램(column chromatogram)으로 정제하여, 화합물 1-7을 얻었다 (2.97g, 69.9%의 수율, LC-MS를 이용하여 구조 확인함). 유리 전위 온도(Tg)의 측정은, JIS K 7121에 기초하여 SII DSC6220(세이코인스쯔루주식 회사제)을 이용하여 수행하였다.
LC-MS, calcd for C63H42N4=855, found m/z=855(M+)
Tg:145.5℃
용해도(크실렌)> 10질량%
합성예 2 : 화합물 6-5의 합성
이하의 반응식에 따라 화합물 6-5를 합성하였다.
Figure pat00083
중간체 c의 합성
아르곤 분위기 하에서, 3-브로모-6,9-디페닐카바졸(3-bromo-6,9-diphenylcarbazole) (6.8g, 17.1mmol), 3- (4, 4, 5, 5-테트라메틸-1, 3, 2-디옥사보로란-2-일)-9H-카바졸(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole) (5.0g, 17.1mmol), 톨루엔(toluene)(toluene) 52ml, 에탄올(ethanol) 17ml 및 2N 탄산 나트륨 수용액(Na2CO3 aq.) 25ml을 혼합하고 교반하였다. 이 후, 테트라키스트리페닐포스핀 팔라듐(tetrakistriphenylphosphine palladium:Pd(PPh3)4) (0.60g, 0.51mmol)을 첨가하고, 8시간동안 환류하였다. 반응 종료 후, 실온까지 냉각시키고, 톨루엔(toluene)/물로 추출한 다음, 컬럼 크로마토그램을 이용해서 정제하여, 중간체 c를 얻었다 (3.0g, 36%의 수율).
화합물 6-5의 합성
아르곤 분위기 하에서, 중간체 c (3.0g, 6.19mmol) 및 3-브로모-5"-페닐-1,1",3":1""-터페닐(3-bromo-5"-phenyl-1,1":3",1""-terphenyl) (2.64g, 6.85mmol)을 탈수 크실렌 26ml과 혼합하였다. 이 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(tris(dibenzylideneacetone)dipalladium:Pd2(dba)3) (0.120g, 0.130mmol), 트리-터트-부틸포스핀테트라플루오로보레이트(tri-tert-butylphosphine tetrafluoroborate: ((tBu)3P/BF4)) (0.150g, 0.520mmol) 및 나트륨-t-부톡사이드(sodium-t-butoxide:tBuONa) (0.90g, 9.37mmol)을 첨가하고, 8시간동안 환류하였다. 이 후, 실온까지 냉각시킨 후, 셀라이트로 여과하고, 톨루엔(toluene)과 포화 식염수를 이용하여 추출한 후, 컬럼 크로마토그램을 이용하여 정제하여 담황색 컬러의 화합물 6-5를 얻었다 (2.0g, 41%의 수율, LC-MS를 이용하여 구조 확인함)
LCMS, calcd for C60H40N2=789, found m/z=789(M+)
Tg:156.6℃
용해도(크실렌)> 10wt%
합성예 3: 화합물 1-5의 합성
Figure pat00084
중간체 1-5a의 합성
4-(3-브로모페닐)-2-(3-클로로페닐)-6-페닐피리미딘(4-(3-bromophenyl)-2-(3-chlorophenyl)-6-phenylpyrimidine) (20.0 g, 47.4 mmol), 5'-m-터페닐보론산(5'-m-Terphenyl boronic acid) (20.3 g, 56.9 mmol), Pd(PPh3)4 (0.91 g, 0.79 mmol), 및 소듐 카보네이트(Sodium carbonate) (12.5 g, 118 mmol)를 200 mL 둥근 바닥 플라스크 중 160 mL의 toluene, 250 mL의 에탄올 및 200 mL의 초순수에 용해시킨 다음, 3시간 동안 아르곤 분위기 하에서 환류시켰다. 반응 후, 혼합물을 300 mL의 순수에 붓고, 침전물을 여과한 다음, 메탄올로 세정하였다. 이로부터 수득한 조(crude) 고체를 톨루엔에 용해시키고 과량의 메탄올에 부어 재침전시켰다. 이로부터 수득한 결과물을 40℃의 진공 하에서 5시간 동안 건조시켜 중간체 1-5a (백색 고체) (합성량: 20.3 g, 수율: 75%, 순도 (HPLC): 99.6％)를 수득하였다.
중간체 1-5b의 합성
중간체 b-3 대신 중간체 1-5a를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 b의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 1-5b를 합성하였다 (합성량: 20.0g, 수율: 85%, 순도(HPLC): 99.9%).
화합물 1-5의 합성
중간체 b 대신 중간체 1-5b를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 1-5를 합성하였다 (합성량: 3.3g, 수율: 40%, 순도(HPLC): 99.95%).
LCMS, calcd for C64H43N3=854.07, found m/z=854.3(M+)
합성예 4: 화합물 1-23의 합성
Figure pat00085
중간체 1-23a의 합성
4-(3-브로모페닐)-2-(3-클로로페닐)-6-페닐피리미딘(4-(3-bromophenyl)-2-(3-chlorophenyl)-6-phenylpyrimidine) 및 5'-m-터페닐보론산 대신 4,6-비스(3-브로모페닐)-2-(3-클로로페닐)피리미딘(4,6-bis(3-bromophenyl)-2-(3-chlorophenyl)pyrimidine) 및 페닐 보론산(phenyl boronic acid)을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 3의 중간체 1-5a의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 1-23a를 합성하였다 (합성량: 25.1 g, 수율: 70%, 순도(HPLC): 99.0%)
중간첸 1-23b의 합성
4-(3-브로모페닐)-2-(3-클로로페닐)-6-페닐피리미딘(4-(3-bromophenyl)-2-(3-chlorophenyl)-6-phenylpyrimidine) 및 5'-m-터페닐보론산 대신 중간체 1-23a 및 디벤조퓨란-4-보론산(Dibenzofurane-4-boronic acid)을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 3의 중간체 1-5a의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 1-23b를 합성하였다 (합성량: 20.3g, 수율: 84%, 순도(HPLC): 99.6%)
중간체 1-23c의 합성
중간체 b-3 대신 중간체 1-23b를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 b의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 1-23c를 합성하였다 (합성량: 15.0g, 수율: 85%, 순도(HPLC): 99.9%)
화합물 1-23의 합성
중간체 b 대신 중간체 1-23c를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 1-23을 합성하였다 (합성량: 8.0 g, 수율: 64%, 순도(HPLC): 99.94%)
합성예 5: 화합물 1-24의 합성
Figure pat00086
중간체 1-24a의 합성
5'-m-터페닐보론산 대신 9,9"-디메틸플루오렌-3-보론산(9,9"-Dimethylfluorene-3-boronic acid)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 3의 중간체 1-5a의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 1-23b를 합성하였다 (합성량: 20.30g, 수율: 75%, 순도(HPLC): 99.6%).
중간체 1-24b의 합성
중간체 b-3 대신 중간체 1-24a를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 b의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 1-24b를 합성하였다 (합성량: 23.89g, 수율: 85%, 순도(HPLC): 99.9%).
화합물 1-24의 합성
중간체 b 대신 중간체 1-24b를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 1-24를 합성하였다 (합성량: 8.02g, 수율: 72%, 순도(HPLC): 99.92%).
합성예 6: 화합물 1-79의 합성
Figure pat00087
중간체 a 대신 3-브로모-6,9-디페닐-9H-카바졸(3-Bromo-6,9-diphenyl-9H-carbazole)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 1-79를 합성하였다 (합성량: 3.0g, 수율: 68%, 순도(HPLC): 99.97%)
LCMS, calcd for C63H42N4=855.06, found m/z=855.3(M+)
합성예 7: 6-12의 합성
Figure pat00088
3-브로모-5"-페닐-1,1",3":1""-터페닐(3-bromo-5"-phenyl-1,1":3",1""-terphenyl) 대신 2-브로모-9,9"-디메틸플루오렌(2-bromo-9,9"-dimethylfluorene)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 화합물 6-5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 6-12를 합성하였다 (합성량: 1.19g, 수율: 43%, 순도(HPLC): 99.89%)
LCMS, calcd for C51H53N2=676.86, found m/z=677.3(M+)
합성예 8: 화합물 6-31의 합성
Figure pat00089
3-브로모-5"-페닐-1,1",3":1""-터페닐(3-bromo-5"-phenyl-1,1":3",1""-terphenyl) 대신 7-브로모벤조 [5,6][1,4] 옥사지노[2,3,4-k]페녹사진(7-bromobenzo [5,6] [1,4]oxazino [2,3,4-kl]phenoxazine)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 화합물 6-5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 6-31을 합성하였다 (합성량: 1.0g, 수율: 55%, 순도(HPLC): 99.93%).
<2. 유기 발광 소자의 제조>
이하의 공정에 의하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 1
제1전극(양극)로서, 스트라이프(stripe) 타입의 산화 인듐 주석(ITO)이 150nm의 두께로 성막되어 있는, ITO 부착 유리 기판 상에, PEDOT/PSS(poly (3, 4-ethylene dioxythiophene)/poly(4-styrene sulfonate)) (Sigma-Aldrich제)를 스핀 코팅하고 건조시켜 30nm 두께의 정공 주입층을 형성하였다.
상기 정공 주입층 상에, 크실렌 중 TFB(Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4′-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine)]) (Sigma-Aldrich제) 1중량% 혼합물을 스핀 코팅하고 건조시킨 다음 230℃에서 1시간 동안 열처리하여 30nm 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상에, 톨루엔 중 화합물 1-7, 화합물 6-5(이상, 호스트) 및 트리스(2-(3-p-크시릴)페닐)피리딘 이리듐(III)(tris (2-(3-p-xylyl)phenyl)pyridine iridium)(III)(도펀트)의 혼합물을 스핀 코팅하고 건조하여 30nm 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 화합물 1-7과 화합물 6-5의 중량비는 3 : 7이고, 트리스(2-(3-p-크시릴)페닐)피리딘 이리듐(III)의 함량은 발광층 총 중량 100중량% 당 10중량%이다.
상기 발광층 상에 (8-퀴놀리레이트)리듐(Liq) 및 KLET-03(케미프로 화합물)을 진공증착 장치에서 공증착하여, 50nm 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상에 불화 리튬(LiF)을 진공증착 장치에서 증착하여, 1nm 두께의 전자 주입층을 형성한 후, 상기 전자 주입층 상에 알루미늄(Al)을 진공증착 장치에서 증착하여 100nm 두께의 제2전극(음극)을 형성하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2
호스트 재료로서 화합물 6-5를 사용하지 않고 화합물 1-7만을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3 및 4
호스트 재료로서 화합물 6-5 대신 화합물 6-12 및 6-31을 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
호스트 재료로서 화합물 1-7 및 화합물 6-5 대신, 화합물 h-1 및 CBP를 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다. 표 1 중 화합물 h-1은 하기와 같다. 한편, 표 1 중 호스트 재료에 기재된 문자는, 상술한 번호가 첨부된 화합물을 나타낸 것이다.
<화합물 h-1>
Figure pat00090
<3. 평가 결과>
(A. 성막성 평가)
150nm 두께의 산화 인듐 주석(ITO)이 성막된 ITO 부착 유리 기판 상에, TBF층을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 형성한 다음, 상기 TBF층 상에, 크실렌(xylene) 중 화합물 1-7 및 화합물 6-5의 1중량% 혼합물(화합물 1-7과 화합물 6-5의 중량비 = 3 : 7)을 스핀 코팅하고 건조하여 30nm 두께의 적층막을 형성하였다.
이어서, 상기 적층막을 125℃에서 열처리한 다음, 광학현미경으로 적층막표면을 관찰하여, 적층막 표면 상태를 평가했다. 한편, 적층막의 상태는, 이하의 기준에 의하여 평가하였다.
　　 ○：균일하여 결합이 없는 상태
　　 △：암점(dark spot)이 소수 관찰되나, 소자 제작이 가능한 상태
X : 막의 연속성을 확보할 수 없어 소자 제작이 불능한 상태
(B. 유기 발광 소자의 평가)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제작한 유기 발광 소자의 전류 효율 및 발광 수명을 하기와 같은 방법으로 평가하였다.
직류 정전압전원(KEYENCE제 소스 미터(source meter))을 이용하여, 각 유기 발광 소자에 대하여 소정의 전압을 인가함으로써 유기 발광 소자를 발광시켰다. 유기 발광 소자의 발광을 휘도측정 장치(Topcom제 SR-3)에서 측정하면서, 서서히 전류를 증가시켜, 휘도가 6000cd/m2이 되었을 때의 전류 밀도를 측정하고, 전류를 일정하게 해 방치하여 평가한 전류 밀도로부터 전류 효율을 산출하였다.
또한, 휘도측정 장치로 측정한 휘도의 값이 서서히 저하하여 초기 휘도(100%)의 80%이 될 때까지 걸린 시간을 발광 수명(T80)으로 하였다.
평가 결과를 표 1에 요약하였다. 표 1 중 전류 효율 및 발광 수명은 비교예 1의 전류 효율값 및 발광 수명값을 100으로 하였을 때의 상대값을 기재한 것이다.
호스트 재료 성막성 전류 효율 발광 수명(T80)
(at 6000cd/m2)
실시예 1 1-7 : 6-5 ○ 150 260
실시예 2 1-7 ○ 130 180
실시예 3 1-7 : 6-12 ○ 148 280
실시예 4 1-7 : 6-31 ○ 153 195
비교예 1 h-1 : CBP △ 100 100
표 1에 기재되는 결과를 참조하면, 화학식 (1)로 표시된 화합물을 호스트 재료로 채용한 실시예 1 내지 4의 유기 발광 소자는 비교예 1의 유기 발광 소자에 비하여 동등 이상의 전류 효율을 가짐과 동시에 대폭 향상된 발광 수명을 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 화합물 1-7은, 125℃ 이상의 Tg를 갖고, 톨루엔(toluene) 또는 크실렌 등과 같은 탄화수소계 용매에 가용성이므로, 화학식 (1)로 표시되는 화합물은 용액도포법을 위한 유기 발광 소자용 재료로서 유용함을 확인할 수 있다.
<4. 유리 전이 온도 측정 및 용해도 측정>
실시예 5 내지 8
화합물 1-5, 1-23, 1-24 및 1-79의 Tg 및 용해도를 측정하였다. 용해도 측정시 용매로는 크실렌을 사용하였다. 각 화합물들의 Tg 및 용해도를 각 화합물 번호 하단에 기재하였다.
Figure pat00091
이상으로부터, 상기 화합물 1-5, 1-23, 1-24 및 1-79은 우수한 내열성 및 용해성을 갖는 바, 용액도포법을 위한 유기 발광 소자용 재료로서 유용함을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 소유하는 자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 이를 수 있음이 명확하므로, 이에 대해서도, 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
100: 유기 발광 소자
110: 기판
120: 제1전극
130: 정공 주입층
140: 정공 수송층
150: 발광층
160: 전자 수송층
170: 전자 주입층
180: 제2전극

Claims (20)

  1. 하기 화학식 (1)로 표시되는, 축합환 화합물:
    <화학식 (1)>
    Figure pat00092

    상기 화학식 (1) 중,
    L1 내지 L3 및 L5는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*', *-N(R5)-*', 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
    상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    a1 내지 a3 및 a5는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
    (L5)a5는, n가의 연결기 또는 단일 결합이고, n은 1 이상의 자연수이고,
    n이 1일 경우, (L5)a5는 존재하지 않고,
    n이 2 이상의 자연수일 경우, *-(L1)a1-(A1), *-(L2)a2-(A2) 및 *-(L3)a3-(A3) 중 적어도 하나는, (L5)a5와 결합되어 있거나, (L5)a5와 결합된 단일 결합이고,
    A1 내지 A3 및 R5는 서로 독립적으로,
    (L5)a5와 결합되어 있거나,
    (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나,
    하기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이거나, 또는
    치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환된 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
    상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 3번 또는 4번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 5번 또는 6번 탄소와 결합되어 있고, 상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹 및 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹 중 *는 화학식 (1)의 카바졸 코어의 탄소 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 A1 내지 A3 중 적어도 하나는 하기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 단, i) n은 2이고, ii) (L5)a5은 단일 결합이고, iii) *-(L3)a3-(A3)은 (L5)a5과 결합된 단일 결합일 경우, A2는 하기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택된다:
    Figure pat00093

    상기 화학식 (2) 내지 (5) 중,
    X1은 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X2는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X3은 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X4는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X5는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이고, X6는 N, *-(L11)a11-(R11)과 결합한 탄소 또는 L13과 결합한 탄소이되, 화학식 (4) 중 X1 내지 X4는 L13과 결합한 탄소가 아니고,
    Y1은 O, S, N(R13) 또는 C(R14)(R15)이고, 상기 R14와 R15는 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고,
    CY1은 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 C2-C30헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 (2)의 X1 내지 X6 중 적어도 하나는 N이고,
    상기 화학식 (3) 및 (4)의 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이거나, CY1은 π전자 결핍성 질소-함유 C2-C30헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 (5)의 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이고,
    L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
    a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
    R11 내지 R15는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2) 및 -C(=O)(Q1) 중에서 선택되고,
    b2는 0 내지 2의 정수 중에서 선택되고,
    b3는 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
    b4는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고,
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 화학식 (1) 내지 (5) 중 치환된 C2-C60알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q11)(Q12)(Q13), -N(Q11)(Q12) 및 -C(=O)(Q11) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
    C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22) 및 -C(=O)(Q21) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
    -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31);
    중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기 및 디페닐디벤조티오페닐기 중에서 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    L1 내지 L3은 서로 독립적으로,
    단일 결합; 및
    중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
    Figure pat00094
    ,
    Figure pat00095
    , -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피롤일렌기, 푸라닐렌기, 티에닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 벤조푸라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 나프토벤조푸라닐렌기 및 나프토벤조티오페닐렌기;
    중에서 선택되고,
    L5는,
    단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*' 및 *-N(R5)-*'; 및
    중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
    Figure pat00096
    ,
    Figure pat00097
    , -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기(phenylene), 인데닐렌기(indenylene), 나프틸렌기(naphthylene), 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 플루오레닐렌기(fluorenylene), 스파이로-비플루오레닐렌기 (spiro-bifluorenylene), 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 안트라세닐렌기(anthracenylene), 플루오란트레닐렌기(fluoranthrenylene), 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 파이레닐렌기(pyrenylene), 크라이세닐렌기(chrysenylene), 피롤일렌기(pyrrolylene), 이미다졸일렌기(imidazolylene), 피라졸일렌기(pyrazolylene), 트리아졸일렌기(triazolylene), 피리디닐렌기(pyridinylene), 피라지닐렌기(pyrazinylene), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 트리아지닐렌기(triazinylene), 푸라닐렌기(furanylene), 티에닐렌기(thienylene), 옥사졸일렌기(oxazolylene), 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 티아졸일렌기(thiazolylene), 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 옥사디아졸일렌기(oxadizolylene), 이소옥사디아졸일렌기(isoxadiazolylene), 티아디아졸일렌기(thiadiazolylene), 이소티아디아졸일렌기(isothiadiazolylene), 피라닐렌기(pyranylene), 인다졸일렌기(indazolylene), 푸리닐렌기(purinylene), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 이소퀴놀리닐렌기(isoquinolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 아크리디닐렌기(acridinylene), 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 페나지닐렌기(phenazinylene), 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 이소인돌일렌기(isoindolylene), 인돌일렌기(indolylene), 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 카바졸일렌기(carbazolylene), 디벤조푸라닐렌기(dibenzofuranylene), 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 벤조카바졸일렌기(benzocarbazolylene), 나프토벤조푸라닐렌기(naphtobenzofuranylene), 나프토벤조티오페닐렌기(naphtobenzothiophenylene), 이미다조피리미디닐렌기(imidazopyrimidinylene) 및 이미다조피리디닐렌기(imidazopyridinylene);
    중에서 선택되고,
    L11 내지 L13는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
    Figure pat00098
    ,
    Figure pat00099
    , -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 트리아졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 푸라닐렌기, 티에닐렌기, 옥사졸일렌기, 이소옥사졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 이소옥사디아졸일렌기, 티아디아졸일렌기, 이소티아디아졸일렌기, 피라닐렌기, 인다졸일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조옥사졸일렌기, 벤조티아졸일렌기, 벤조이미다졸일렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 벤조푸라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 나프토벤조푸라닐렌기, 나프토벤조티오페닐렌기, 이미다조피리미디닐렌기 및 이미다조피리디닐렌기 중에서 선택된, 축합환 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    (L5)a5는 *-Ar1-T1-Ar2-*'로 표시되는 그룹이고, n은 2이고,
    Ar1, T1 및 Ar2에 대한 설명은 각각 제1항 중 L5에 대한 설명을 참조하되, Ar1 및 Ar2는 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*' 및 *-N(R5)-*'가 아닌, 축합환 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    A1 내지 A3 및 R5는 서로 독립적으로,
    (L5)a5와 결합되어 있거나,
    (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나,
    상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이거나; 또는
    중수소, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
    Figure pat00100
    ,
    Figure pat00101
    , -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 푸라닐기, 티에닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 카바졸일기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조푸라닐기 및 나프토벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
    R11 내지 R15는 서로 독립적으로,
    수소, 중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기이거나; 및
    중수소, -F, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -NCS, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 비페닐기, 페닐피리디닐기, 페닐피리미디닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐피리디닐기, 디페닐피리미디닐기, 디페닐트리아지닐기, 피리디닐페닐기, 디피리디닐페닐기, 피리미디닐페닐기, 디피리미디닐페닐기, 트리아지닐페닐기, 디트리아지닐페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기, 디페닐디벤조티오페닐기,
    Figure pat00102
    ,
    Figure pat00103
    , -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되거나 비치환된, 페닐기(phenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-비플루오레닐기 (spiro-bifluorenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란트레닐기(fluoranthrenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 트리아졸일기(triazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 트리아지닐기(triazinyl), 푸라닐기(furanyl), 티에닐기(thienyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 옥사디아졸일기(oxadizolyl), 이소옥사디아졸일기(isoxadiazolyl), 티아디아졸일기(thiadiazolyl), 이소티아디아졸일기(isothiadiazolyl), 피라닐기(pyranyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 페나지닐기(phenazinyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 벤조티오페닐기(benzothophenyl), 카바졸일기(carbazolyl), 디벤조푸라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기(benzocarbazolyl), 나프토벤조푸라닐기(naphtobenzofuranyl), 나프토벤조티오페닐기(naphtobenzothiophenyl), 이미다조피리미디닐기(imidazopyrimidinyl) 및 이미다조피리디닐기(imidazopyridinyl);
    중에서 선택된, 축합환 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹이고, A1 및 A3 중 0, 1 또는 2개가 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 하나로 표시되는 그룹인, 축합환 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    n은 2이고, (L5)a5은 2가의 연결기인, 축합환 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 (3) 및 (4) 중 CY1은 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹 또는 피리다진 그룹인, 축합환 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 (2)로 표시되는 그룹은 하기 화학식 (2)-1 내지 (2)-7로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 축합환 화합물:
    Figure pat00104

    상기 화학식 (2)-1 내지 (2)-7 중 L11, L13, a11, a13 및 R11에 대한 설명은 각각 제1항에 기재된 바와 동일하고, b4는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고, b3는 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고, b2는 0 내지 2의 정수 중에서 선택되고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 (3) 중
    Figure pat00105
    로 표시되는 코어는 하기 화학식 3-1 내지 3-20으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 (4) 중
    Figure pat00106
    로 표시되는 코어는 하기 화학식 4-1 내지 4-10으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 (5) 중
    Figure pat00107
    로 표시되는 코어는 하기 화학식 5-1 내지 5-6으로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 축합환 화합물:
    Figure pat00108

    Figure pat00109

    Figure pat00110

    Figure pat00111

    상기 화학식 3-1 내지 3-20, 4-1 내지 4-10 및 5-1 내지 5-6 중 Y1에 대한 설명은 제1항에 기재된 바를 참조한다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 (3)으로 표시되는 그룹은 하기 화학식 (3)-1 내지 (3)-11로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 (4)로 표시되는 그룹은 하기 화학식 (4)-1 및 (4)-2로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 축합환 화합물:
    Figure pat00112

    Figure pat00113

    Figure pat00114

    Figure pat00115

    상기 화학식 (3)-1 내지 (3)-11, (4)-1 및 (4)-2 중, L11 내지 L13, a11 내지 a13, R11, R12 및 Y1에 대한 설명은 각각 제1항에 기재된 바를 참조하고, b2는 0 내지 2의 정수이고, b3는 0 내지 3의 정수이고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 (1) 중,
    1) A2는 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, *-(L1)a1-(A1) 및 *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은, 서로 독립적으로, i) (L5)a5와 결합되어 있거나, ii) (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는 iii) 하기 화학식 7-1 내지 7-29로 표시되는 그룹 중에서 선택되거나,
    2) A1 및 A2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, *-(L3)a3-(A3)로 표시되는 그룹은, i) (L5)a5와 결합되어 있거나, ii) (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는 iii) 하기 화학식 7-1 내지 7-29로 표시되는 그룹 중에서 선택되거나,
    3) A2 및 A3는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, *-(L1)a1-(A1)로 표시되는 그룹은, i) (L5)a5와 결합되어 있거나, ii) (L5)a5와 결합된 단일 결합이거나, 또는 iii) 하기 화학식 7-1 내지 7-29로 표시되는 그룹 중에서 선택되거나, 또는
    4) A1 내지 A3는 서로 독립적으로, 상기 화학식 (2) 내지 (5)로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
    상기 화학식 (2) 내지 (5) 중 *-(L11)a11-(R11) 및 *-(L12)a12-(R12)으로 표시되는 그룹은, 서로 독립적으로, 하기 화학식 7-1 내지 7-57로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 축합환 화합물:
    Figure pat00116

    Figure pat00117

    Figure pat00118

    Figure pat00119

    Figure pat00120

    Figure pat00121

    Figure pat00122

    Figure pat00123

    상기 화학식 7-1 내지 7-57 중 Y3는 O, S, C(Z13)(Z14) 또는 N(Z15)이고, Z13 내지 Z15는 서로 독립적으로, -CD3, -CD2H, -CDH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기 및 비페닐기 중에서 선택되고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹 및 *-(L3)a3-(A3)으로 표시되는 그룹은, 상기 화학식 (1)의 카바졸 코어의 질소 원자를 통과하는 반전 중심축을 기준으로, *-(L2)a2-(A2)로 표시되는 그룹과 상기 카바졸 코어와의 결합 위치와 *-(L3)a3-(A3)으로 표시되는 그룹과 상기 카바졸 코어와의 결합 위치가 서로 비대칭이 되도록, 상기 카바졸 코어와 결합되어 있는, 축합환 화합물.
  13. 제1항에 있어서,
    125℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는, 축합환 화합물.
  14. 제1항에 있어서,
    1atm 및 25℃ 하에서 톨루엔 또는 크실렌에 대한 용해도가 1중량% 이상인, 축합환 화합물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 축합환 화합물 및 액성 매체를 포함한, 조성물.
  16. 제1전극,
    제2전극, 및
    상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층,
    을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 축합환 화합물을 포함한 층을 포함한, 유기 발광 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 축합환 화합물을 포함한 층이 발광층인, 유기 발광 소자.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발광층이 하기 화학식 (6)으로 표시되는 축합환 화합물을 더 포함한, 유기 발광 소자:
    <화학식 (6)>
    Figure pat00124

    상기 화학식 (6) 중,
    L61 내지 L65는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-O-*', *-S-*', *-N(R65)-*', 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 π전자 결핍성 질소-비함유 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
    상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    a61 내지 a65는 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
    (L65)a65은 m가의 연결기 또는 단일 결합이고, m은 1 이상의 자연수이고,
    m이 1일 경우, (L65)a65은 존재하지 않고,
    m이 2 이상의 자연수일 경우, *-(L61)a61-(B1), *-(L62)a62-(B2), *-(L63)a63-(B3) 및 *-(L64)a4-(B4)로 표시되는 그룹 중 적어도 하나는, (L65)a65와 결합되어 있거나, (L65)a65와 결합된 단일 결합이고,
    B1 내지 B4 및 R65는 서로 독립적으로,
    (L65)a65와 결합되어 있거나,
    (L65)a65와 결합된 단일 결합이거나, 또는
    수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 또는 비치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2) 및 -C(=O)(Q1) 중에서 선택되되, B1 및 B2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C60알킬기 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60알콕시기가 아니고,
    상기 치환된 C2-C60알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 π전자 결핍성 질소-비함유 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
    중수소 및 C1-C60알킬기;
    C3-C10시클로알킬기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
    중수소, C1-C60알킬기, C3-C10시클로알킬기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22) 및 -C(=O)(Q21) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, π전자 결핍성 질소-비함유 C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 π전자 결핍성 질소-비함유 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
    -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32) 및 -C(=O)(Q31);
    중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 비페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 페닐디벤조퓨라닐기, 디페닐디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 페닐디벤조티오페닐기 및 디페닐디벤조티오페닐기 중에서 선택된다.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 발광층이 인광 도펀트를 더 포함한, 유기 발광 소자.
  20. 제1전극,
    제2전극, 및
    상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층,
    을 포함하고, 상기 유기층은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 축합환 화합물을 포함한 층을 포함한, 유기 발광 소자의 제조 방법으로서,
    상기 축합환 화합물 및 액성 매체를 포함한 조성물을 이용한 용액도포법에 의하여 상기 축합환 화합물을 포함한 층을 형성하는 단계를 포함한, 유기 발광 소자의 제조 방법.
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