KR20170076117A - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층 또는 발광 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-dicarbazolybiphenyl, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
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 pat00003
상기 화학식 1에서,
R1과 R2, R2와 R3, R3와 R4, R5와 R6, R6와 R7, 및 R7과 R8 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 고리와 축합되어 축합 고리를 형성하고;
하기 화학식 2로 표시되는 고리와 축합 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R8은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R1 내지 R8의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며;
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 2에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Y1 내지 Y12는 각각 독립적으로 N 또는 C(R9)이며;
R9는 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R9가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R9의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 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 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 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, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(벤조thiazole), 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 발명의 화합물은 열적 안정성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 신규 화합물은 디벤조[b,e][1,4]디옥신에 스피로플루오렌 모이어티가 축합되어 기본 골격을 이루고, 이러한 기본 골격에 다양한 치환기가 결합되거나 축합되어 이루어진 구조로서, 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure pat00005
상기 화학식 1에서,
R1과 R2, R2와 R3, R3와 R4, R5와 R6, R6와 R7, 및 R7과 R8 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 고리와 축합되어 축합 고리를 형성하고;
하기 화학식 2로 표시되는 고리와 축합 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R8은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, 인접하여 존재하는 다른 R1 내지 R8 중 어느 하나의 치환기 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R1 내지 R8의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며;
[화학식 2]
Figure pat00006
상기 화학식 2에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Y1 내지 Y12는 각각 독립적으로 N 또는 C(R9)이며;
R9는 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, 인접하여 존재하는 다른 R9 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R9가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R9의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
일반적으로 유기 전계 발광 소자에 포함되는 유기물층 중에서 인광 발광층은 색순도의 증가와 발광 효율을 증가시키기 위해 호스트 및 도펀트를 포함한다. 이때, 상기 호스트는 삼중항 에너지 갭이 도펀트보다 높아야 한다. 즉, 도펀트로부터 효과적으로 인광 발광을 제공하기 위해서는 호스트의 가장 낮은 여기 상태의 에너지가 도펀트의 가장 낮은 방출 상태의 에너지보다 높아야 한다. 본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 경우, 디벤조[b,e][1,4]디옥신 부분이 넓은 일중항 에너지 준위와 높은 삼중항 에너지 준위를 갖는다. 이러한 디벤조[b,e][1,4]디옥신에 축합된 스파이로 플로렌 모이어티 등에 특정의 치환기가 도입됨으로써, 상기 화학식 1의 화합물이 발광층의 호스트로 적용될 경우, 도펀트보다 높은 에너지 준위를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전술한 바와 같이 높은 삼중항 에너지를 갖기 때문에, 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 인접하는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로 확산(이동)되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 이용하여 정공 수송층과 발광층 사이에 유기물층(이하, '발광 보조층'이라 함)을 형성하거나 또는 발광층과 전자 수송층 사이에 유기물층(이하, '전자 수송 보조층'이라 함)을 형성할 경우, 상기 화합물에 의해 엑시톤의 확산이 방지되기 때문에, 상기 발광 보조층이나 전자 수송 보조층을 포함하지 않은 종래 유기 전계 발광 소자와 달리, 실질적으로 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있다.
또, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 기본 골격에 도입되는 치환기에 따라 HOMO 및 LUMO에너지 레벨이 조절될 수 있어, 넓은 밴드갭 및 높은 캐리어 수송성을 가질 수 있다.
게다가, 본 발명의 화합물은 디벤조[b,e][1,4]디옥신 내 산소 원자의 높은 정공 수송능으로 인해서 상기 기본 골격에 전자 공여성이 큰 전자 주게기(electron donating group, EDG)가 결합될 경우, 정공 수송층 재료로 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 기본 골격에 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(electron withdrawing group, EWG)가 결합될 경우, 분자 전체가 양극성(bipolar)의 특성을 가져 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 3]
Figure pat00007
[화학식 4]
Figure pat00008
[화학식 5]
Figure pat00009
상기 화학식 3 내지 5에서,
Y1 내지 Y12 및 R1 내지 R8은 각각 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 3 내지 5에서, Y1 내지 Y4 중 적어도 하나는 C(R9)이고, R9가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며, R9는 상기 화학식 2에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 3 내지 5에서, Y1 내지 Y12 모두는 C(R9)이고, 여기서 복수 개의 R9는 서로 동일하거나 상이하며, R9는 상기 화학식 2에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R9는 하기 화학식 6으로 표시되는 치환기인 것이 발광 효율 면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 6]
Figure pat00010
상기 화학식 6에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
R10은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, L1 또는 L2, 또는 이웃하여 존재하는 다른 R9 또는 R10 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R10의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, R10은 수소, 중수소(D), C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 기본 골격에 다양한 치환기, 특히 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 도입됨으로써, 화합물의 분자량이 유의적으로 증대되고, 따라서 유리 전이온도가 향상되어 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료), 전자 수송층/주입층 재료, 정공 수송층/주입층 재료, 발광 보조층 재료, 수명 개선층 재료로 적용할 경우, 유기 전계 발광 소자의 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 결과적으로 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 하기 화학식 7 내지 11 중 어느 하나로 표시되는 링커인 것이 발광 효율 측면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 7]
Figure pat00011
[화학식 8]
Figure pat00012
[화학식 9]
Figure pat00013
[화학식 10]
Figure pat00014
[화학식 11]
Figure pat00015
상기 화학식 7 내지 11에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
X1은 O, S, N(R12) 또는 C(R13)(R14)이며;
X2는 N 또는 C(R15)이며;
p는 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, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, L1 또는 L2, 또는 이웃하여 존재하는 다른 R9, R10 또는 R11 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
R12 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기(예컨대, L1 또는 L2, 또는 이웃하여 존재하는 다른 R9, R10 또는 R11 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고;
상기 R11 내지 R15의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R10은 하기 화학식 12 내지 14 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 것이 발광 효율 면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 12]
Figure pat00016
[화학식 13]
Figure pat00017
[화학식 14]
Figure pat00018
상기 화학식 12 내지 14에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R18)이며;
T1 및 T2는 각각 독립적으로 단일결합, C(R19)(R20), N(R21), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되나, T1 및 T2 모두가 단일결합은 아니며;
q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
R16 및 R17은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R16 및 R17 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
R18 내지 R21은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R18 내지 R21 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R16 내지 R21의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 12 내지 14로 표시되는 치환기는 하기 화학식 A-1 내지 A-24 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
Figure pat00019
상기 화학식 A-1 내지 A-24에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
t는 0 내지 5의 정수이며,
u는 0 내지 4의 정수이며;
v는 0 내지 3의 정수이며;
w는 0 내지 2의 정수이며;
R22는 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, L1 또는 L2 중 어느 하나, 또는 인접하는 다른 R22 또는 R16 내지 R21 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R22가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R22의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
R16 내지 R21, p 및 q는 상기 화학식 12 내지 14에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R10은 하기 화학식 15로 표시되는 치환기인 것이 발광 효율을 높일 수 있어 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 15]
Figure pat00020
상기 화학식 15에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
R23 및 R24은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, R23 및 R24이 서로 결합)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R23 및 R24의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R23 및 R24은 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, R23 및 R24은 각각 독립적으로 수소, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기, 및 하기 화학식 16으로 표시되는 치환기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 16]
Figure pat00021
상기 화학식 16에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L3은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
R25 및 R26은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, L3 또는 이웃하여 존재하는 다른 R23 또는 R24 등, 또는 R25 및 R26이 서로 결합)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 L3의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R25 및 R26의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00022
Figure pat00023
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, 전자수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층 또는 발광 보조층일 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 녹색의 인광 호스트로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 향상될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 발광층과 전자 수송층 사이에는 전자 수송 보조층이 추가로 적층될 수 있고, 상기 전자수송층 위에는 전자 주입층이 추가로 적층될 수 있다. 본 발명에서 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 발광층 또는 발광 보조층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또, 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대 발광층 또는 발광 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 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 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] 화합물 Inv1 의 합성
Figure pat00024
<단계 1> 2-( 디벤조[b,e][1,4]디옥신 -2-일)-4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란의 합성
2-브로모디벤조[b,e][1,4]디옥신 (100g, 0.38mol), 비스(피나콜라토)디보론 (115.8g, 0.46mol), Pd(dppf)Cl2 (31g, 0.038mol) 및 KOAc(111.9g, 1.14mol)을 플라스크에 넣은 다음, 여기에 1,4-디옥산 (2L)를 넣어 녹인 후, 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 (73g, 수율 62%)을 얻었다.
<단계 2> 메틸 5- 클로로 -2-( 디벤조[b,e][1,4]디옥신 -2-일) 벤조에이트의 합성
상기 <단계 1>에서 얻은 2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 (73g, 0.235mol), 메틸 2-브로모-5-클로로벤조에이트 (70.3g, 0.282mol) 및 Pd(PPh3)4 (13.5g, 0.011mol)을 플라스크에 넣고, 여기에 2M Na2CO3 포화 수용액 (352㎖)과 1,4-디옥산 (2L)을 넣어 녹인 후, 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 메틸 5-클로로-2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)벤조에이트 (75.4g, 수율 91%)을 얻었다.
<단계 3> 9- 클로로 -11H- 벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신 -11-온의 합성
상기 <단계 2>에서 얻은 메틸 5-클로로-2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)벤조에이트 (75.4g, 0.214mol)를 THF(1L)에 넣고 가열한 후 메탄설폰산 350ml를 첨가한 후 4시간 동안 교반 하였다. 물 500㎖를 넣고 생성된 고체를 여과하고, 물 600㎖, 에탄올 200㎖로 씻어 주고 건조하여 화합물 9-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-온 (53.0g, 수율 78%)을 획득 하였다.
<단계 4> 11-([1,1'-비페닐]-2-일)-9- 클로로 -11H- 벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신 -11-올의 합성
2-브로모-1,1'-비페닐(30ml, 174.0mmol)을 무수 THF 500ml에 녹이고 -78℃로 냉각 시킨 후 2.5M n-BuLi(73.2ml, 183mmol)을 천천히 첨가한 후 1시간 동안 교반 하였다. 이 반응액에 상기 <단계 3>에서 얻은 9-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-온(53.0g, 165.4mmol)을 첨가한 후 온도를 상온으로 천천히 올리면서 3시간 동안 교반하였다. 염화암모늄 수용액을 넣어 반응을 종료 시킨 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 11-([1,1'-비페닐]-2-일)-9-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-올 (62.8g, 수율 80%)을 얻었다.
<단계 5> 화합물 Inv1 의 합성
상기 <단계 4>에서 얻은 11-([1,1'-비페닐]-2-일)-9-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-올 (62.8g, 132.3mmol)를 AcOH 400ml에 넣고 가열한 후 황산 0.1ml를 첨가한 후 1시간 동안 가영 교반 하였다. 상온으로 온도를 낮 춘후 생성된 고체를 여과하고, 물 600ml, 에탄올 200ml로 씻어 주고 건조하여 화합물 Inv1(58.6g, 수율 93 %)을 획득 하였다.
[ 준비예 2] 화합물 Inv2의 합성
Figure pat00025
<단계 1> 2-( 디벤조[b,e][1,4]디옥신 -2-일)-4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란의 합성
2-브로모디벤조[b,e][1,4]디옥신 (100g, 0.38mol), 비스(피나콜라토)디보론 (115.8g, 0.46mol), Pd(dppf)Cl2 (31g, 0.038mol) 및 KOAc(111.9g, 1.14mol)을 플라스크에 넣은 다음, 여기에 1,4-디옥산 (2L)를 넣어 녹인 후, 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 (73g, 수율 62%)을 얻었다.
<단계 2> 메틸 4- 클로로 -2-( 디벤조[b,e][1,4]디옥신 -2-일) 벤조에이트의 합성
상기 <단계 1>에서 얻은 2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 (73g, 0.235mol), 메틸 2-브로모-4-클로로벤조에이트 (70.3g, 0.282mol) 및 Pd(PPh3)4 (13.5g, 0.011mol)을 플라스크에 넣고, 여기에 2M Na2CO3 포화 수용액 (352㎖)과 1,4-디옥산 (2L)을 넣어 녹인 후, 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 메틸 4-클로로-2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)벤조에이트 (75.4g, 수율 91%)을 얻었다.
<단계 3> 8- 클로로 -11H- 벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신 -11-온의 합성
상기 <단계 2>에서 얻은 메틸 5-클로로-2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)벤조에이트 (75.4g, 0.214mol)를 THF(1L)에 넣고 가열한 후 메탄설폰산 350ml를 첨가한 후 4시간 동안 교반 하였다. 물 500㎖를 넣고 생성된 고체를 여과하고, 물 600㎖, 에탄올 200㎖로 씻어 주고 건조하여 화합물 8-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-온 (53.0g, 수율 78%)을 획득 하였다.
<단계 4> 11-([1,1'-비페닐]-2-일)-8- 클로로 -11H- 벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신 -11-올의 합성
2-브로모-1,1'-비페닐(30ml, 174.0mmol)을 무수 THF 500ml에 녹이고 -78℃로 냉각 시킨 후 2.5M n-BuLi(73.2ml, 183mmol)을 천천히 첨가한 후 1시간 동안 교반 하였다. 이 반응액에 상기 <단계 3>에서 얻은 8-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-온 (53.0g, 165.4mmol)을 첨가한 후 온도를 상온으로 천천히 올리면서 3시간 동안 교반하였다. 염화암모늄 수용액을 넣어 반응을 종료 시킨 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 11-([1,1'-비페닐]-2-일)-8-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-올 (62.8g, 수율 80%)을 얻었다.
<단계 5> 화합물 Inv2 의 합성
상기 <단계 4>에서 얻은 11-([1,1'-비페닐]-2-일)-9-클로로-11H-벤조[b]플루오레노[2,3-e][1,4]디옥신-11-올 (62.8g, 132.3mmol)를 AcOH 400ml에 넣고 가열한 후 황산 0.1ml를 첨가한 후 1시간 동안 가영 교반 하였다. 상온으로 온도를 낮 춘후 생성된 고체를 여과하고, 물 600ml, 에탄올 200ml로 씻어 주고 건조하여 화합물 Inv2(58.6g, 수율 93 %)을 획득 하였다.
[ 준비예 3] 화합물 Inv3 의 합성
Figure pat00026
<단계 1> 2-( 디벤조[b,e][1,4]디옥신 -2-일)-4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란의 합성
2-브로모디벤조[b,e][1,4]디옥신 (100g, 0.38mol), 비스(피나콜라토)디보론 (115.8g, 0.46mol), Pd(dppf)Cl2 (31g, 0.038mol) 및 KOAc(111.9g, 1.14mol)을 플라스크에 넣은 다음, 여기에 1,4-디옥산 (2L)를 넣어 녹인 후, 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 (73g, 수율 62%)을 얻었다.
<단계 2> 2- (2-브로모페닐)디벤조[b,e][1,4]디옥신의 합성
상기 <단계 1>에서 얻은 2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 (73g, 0.235mol), 1,2-디브로모벤젠 (111g, 0.470mol) 및 Pd(PPh3)4 (13.5g, 0.011mol)을 플라스크에 넣고, 여기에 2M Na2CO3 포화 수용액 (352㎖)과 1,4-디옥산 (2L)을 넣어 녹인 후, 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-(2-브로모페닐)디벤조[b,e][1,4]디옥신 (72.5g, 수율 91%)을 얻었다.
<단계 3> 2- 브로모 -9-(2-( 디벤조[b,e][1,4]디옥신 -2-일)페닐)-9H- 플루오렌 -9-올의 합성
상기 <단계 2>에서 얻은 2-(2-브로모페닐)디벤조[b,e][1,4]디옥신 (59g, 0.174mol)을 무수 THF 500ml에 녹이고 -78℃로 냉각 시킨 후 2.5M n-BuLi(73.2ml, 183mmol)을 천천히 첨가한 후 1시간 동안 교한 하였다. 이 반응액에 2-브로모-9H-플루오렌-9-온 (43.0g, 0.166mol)을 첨가한 후 온도를 상온으로 천천히 올리면서 3시간 동안 교반하였다. 염화암모늄 수용액을 넣어 반응을 종료 시킨 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-브로모-9-(2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)페닐)-9H-플루오렌-9-올 (68.7g, 수율 80%)을 얻었다.
<단계 4> 화합물 Inv3 의 합성
상기 <단계 3>에서 얻은 2-브로모-9-(2-(디벤조[b,e][1,4]디옥신-2-일)페닐)-9H-플루오렌-9-올 (68.7g, 132.3mmol)를 AcOH 400ml에 넣고 가열한 후 황산 0.1ml를 첨가한 후 1시간 동안 가영 교반 하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후 생성된 고체를 여과하고, 물 600ml, 에탄올 200ml로 씻어 주고 건조하여 화합물 Inv3(61.7g, 수율 93 %)을 획득 하였다.
[ 합성예 1] Cpd 50의 합성
Figure pat00027
준비예 에서 얻은 Inv 1 (3.5g, 7.70 mmol), (9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 (2.8 g, 9.67 mmol), NaOH (1.06g, 26.4 mmol), 및 THF/H2O (100 ml/50 ml)를 넣고 교반하였다. 이후, 40℃에서 Pd(PPh3)4 (5 mol%, 0.51 g)를 넣고, 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
TLC로 반응이 종결되는 것을 확인한 후, 상온으로 식혔다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4 로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 50 4.1g, 수율 80%)을 얻었다.
HRMS [M]+: 663.220
[ 합성예 2] Cpd51 의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-4-일보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd51을 얻었다.
HRMS [M]+: 588.173
[ 합성예 3] Cpd52 의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd52을 얻었다.
HRMS [M]+: 604.150
[ 합성예 4] Cpd53 의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-2-일보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd53을 얻었다.
HRMS [M]+: 588.173
[ 합성예 5] Cpd54 의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 디벤조[b,d]티오펜-2-일보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd54을 얻었다.
HRMS [M]+: 604.150
[ 합성예 6] Cpd 77의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (3-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd77을 얻었다.
HRMS [M]+: 729.242
[ 합성예 7] Cpd 83의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9H-카바졸-3-일)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd83을 얻었다.
HRMS [M]+: 818.268
[ 합성예 8] Cpd92 의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (9-(3-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-9H-카바졸-3-일)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd92을 얻었다.
HRMS [M]+: 894.299
[ 합성예 9] Cpd 95의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (9-(4'-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-9H-카바졸-3-일)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd95을 얻었다.
HRMS [M]+: 970.331
[ 합성예 10] Cpd 96의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (9-(3'-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-[1,1'-비페닐]-4-일)-9H-카바졸-3-일)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd96을 얻었다.
HRMS [M]+: 970.331
[ 합성예 11] Cpd 97의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (9-(4'-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸-3-일)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd97을 얻었다.
HRMS [M]+: 970.331
[ 합성예 12] Cpd 98의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (9-(3'-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸-3-일)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd98을 얻었다.
HRMS [M]+: 970.331
[ 합성예 13] Cpd 148의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-(나프탈렌-1-일(페닐)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd148을 얻었다.
HRMS [M]+: 715.251
[ 합성예 14] Cpd 149의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd149을 얻었다.
HRMS [M]+: 817.298
[ 합성예 15] Cpd 152의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-([1,1'-비페닐]-4-일(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd152을 얻었다.
HRMS [M]+: 857.329
[ 합성예 16] Cpd 154의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-(나프탈렌-1-일(페닐)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd154을 얻었다.
HRMS [M]+: 715.251
[ 합성예 17] Cpd 155의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd155을 얻었다.
HRMS [M]+: 817.298
[ 합성예 18] Cpd 158의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-([1,1'-비페닐]-4-일(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd158을 얻었다.
HRMS [M]+: 857.329
[ 합성예 19] Cpd 179의 합성
(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉산 대신 (4-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페닐)보로닉산을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd179을 얻었다.
HRMS [M]+: 817.298
[ 합성예 20] Cpd150의 합성
Figure pat00028
Inv 1 (4.6 g, 10.0 mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (3.8 g, 12.0 mmol)을 톨루엔 100 ㎖에 녹인 다음 Pd2(dba)3 (0.9g, 1.0mmol)을 질소하에 투입하였다. 이후, NaOtBu (2.9g, 30 mmol) 을 넣고, (t-Bu)3P (1.0 ㎖, 1.0mmol)을 상기 반응액에 투입한 다음 혼합물을 5시간 동안 환류 교반하였다.
TLC로 반응이 종결되는 것을 확인한 후 상온으로 식혔다. 반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4 로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 150(6.4g, 수율 86%)을 얻었다.
HRMS [M]+: 741.267
[ 합성예 21] Cpd 156의 합성
Inv1대신 Inv2을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 20과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd156을 얻었다.
HRMS [M]+: 741.267
[ 합성예 22] Cpd 180의 합성
Inv1대신 Inv3을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 20과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd180을 얻었다.
HRMS [M]+: 741.267
[ 실시예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 13에서 합성된 화합물 Cpd 148을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고, 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, m-MTDATA (60nm) / TCTA (80 nm) / 화합물 cpd148 (40nm) / CBP+10%Ir(ppy)3 (300nm) / BCP (10nm) / Alq3 (30nm) / LiF (1nm) / Al (200nm) 순으로 적층하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
여기서, 사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00029
Figure pat00030
[ 실시예 2 ~ 10] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 Cpd148 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 Cpd148을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 평가예 1]
실시예 1 내지 10, 및 비교예 1에서 각각 제조된 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 발광보조층 재료 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 Cpd148 6.75 518 41.8
실시예 2 Cpd149 6.80 517 41.5
실시예 3 Cpd150 6.77 518 42.0
실시예 4 Cpd152 6.72 520 41.9
실시예 5 Cpd154 6.80 518 41.5
실시예 6 Cpd155 6.69 520 41.8
실시예 7 Cpd156 6.82 517 41.8
실시예 8 Cpd158 6.75 518 41.8
실시예 9 Cpd179 6.80 520 42.0
실시예 10 Cpd180 6.77 518 42.0
비교예 1 - 6.93 516 38.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(화합물 Cpd148~Cpd180)을 발광 보조층 재료로 사용한 실시예 1 내지 10의 녹색 유기 전계 발광 소자는, 발광 보조층 없이 CBP만을 발광층 재료로 사용한 비교예 1의 녹색 유기 전계 발광 소자에 비해 구동전압이 약간 낮았으며, 비교예 1의 녹색 유기 전계 발광 소자에 비해 전류효율이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[ 실시예 11] 적색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 13에서 합성된 화합물 Cpd 148을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Powersonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, m-MTDATA (60 nm) / TCTA (80 nm) / 화합물 cpd148 (40nm) / CBP+10 %(piq)2Ir(acac) (300nm) / BCP (10 nm) /Alq3 (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) 순으로 적층하여 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
여기서 사용된 m-MTDATA, TCTA, CBP 및 BCP의 구조는 실시예 1에 기재된 바와 같고, (piq)2Ir(acac)는 하기와 같다.
Figure pat00031
[ 실시예 12 ~ 20] 적색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 11에서 사용된 화합물 Cpd 148 대신 하기 표 2에 기재된 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 11와 동일하게 수행하여 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 2] 적색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 11에서 사용된 화합물 Cpd 148을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일하게 수행하여 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 평가예 2]
실시예 11 ~ 20 및 비교예 2에서 제작된 각각의 적색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 발광보조층 재료 구동 전압 (V) 전류효율 (cd/A)
실시예 11 Cpd148 5.13 11.1
실시예 12 Cpd149 5.16 11.5
실시예 13 Cpd150 5.17 11.6
실시예 14 Cpd152 5.14 11.0
실시예 15 Cpd154 5.15 10.8
실시예 16 Cpd155 5.10 11.2
실시예 17 Cpd156 5.15 11.0
실시예 18 Cpd158 5.20 11.3
실시예 19 Cpd179 5.15 11.0
실시예 20 Cpd180 5.10 11.3
비교예 2 - 5.25 8.2
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(화합물 Cpd148~Cpd180)을 발광 보조층 재료로 사용한 실시예 11 내지 20의 적색 유기 전계 발광 소자는, 발광 보조층 없이 CBP만을 발광층 재료로 사용한 비교예 2의 적색 유기 전계 발광 소자에 비해 구동전압이 약간 낮을 뿐만 아니라, 전류효율이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[ 실시예 21] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 13에서 합성된 화합물 Cpd 148을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
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 (Powersonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205(두산社) (80 nm) / NPB (15nm) / 화합물 Cpd 148 (15nm) / ADN+5%DS-405(두산社) (300nm) / BCP (10nm) / Alq3 (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) 순으로 적층하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
사용된 BCP는 실시예 1에 기재된 바와 같고, NPB 및 ADN의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00032
Figure pat00033
[ 실시예 22 ~ 30] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 21에서 사용된 화합물 Cpd 148 대신 하기 표 3에 기재된 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 21에서 사용된 화합물 Cpd 148을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 평가예 3]
실시예 21 ~ 30 및 비교예 3 에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
샘플 발광보조층 재료 구동 전압 (V) 전류효율 (cd/A)
실시예 21 Cpd148 5.50 6.9
실시예 22 Cpd149 5.60 6.6
실시예 23 Cpd150 5.55 6.8
실시예 24 Cpd152 5.60 6.9
실시예 25 Cpd154 5.51 6.6
실시예 26 Cpd155 5.55 6.8
실시예 27 Cpd156 5.51 6.0
실시예 28 Cpd158 5.55 6.4
실시예 29 Cpd179 5.60 6.5
실시예 30 Cpd180 5.65 6.8
비교예 3 - 5.60 4.8
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(화합물 Cpd148~Cpd180)을 발광 보조층 재료로 사용한 실시예 21 내지 30의 적색 유기 전계 발광 소자는, 발광 보조층 없이 ADN을 발광층 재료로 사용한 비교예 3의 청색 유기 전계 발광 소자와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 3의 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[ 실시예 31] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 1에서 합성된 화합물 Cpd50을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 녹색 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.
이와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm) / TCTA (80 nm) / 화합물 Cpd50 + 10%Ir(ppy)3 (300nm) / BCP (10 nm) / Alq3 (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 제작하였다.
[ 실시예 32 ~ 42] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 31에서 사용된 화합물 Cpd50 대신 하기 표 4에 기재된 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 31과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 4] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 31에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로 사용된 화합물 Cpd50 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 31과 동일한 과정으로 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 평가예 4]
실시예 31~42 및 비교예 4에서 제작된 각각의 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 31 Cpd50 6.79 517 40.8
실시예32 Cpd51 6.81 518 41.1
실시예33 Cpd52 6.79 517 40.8
실시예34 Cpd53 6.78 515 42.4
실시예35 Cpd54 6.81 518 41.1
실시예36 Cpd77 6.79 517 40.8
실시예37 Cpd83 6.81 518 41.1
실시예38 Cpd92 6.79 517 40.8
실시예39 Cpd95 6.79 517 40.8
실시예40 Cpd96 6.81 518 41.1
실시예41 Cpd97 6.79 517 40.8
실시예42 Cpd98 6.79 517 40.8
비교예 4 CBP 6.93 516 38.2
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 합성된 화합물 (화합물 Cpd50~Cpd98) 을 발광층 재료로 각각 사용한 실시예 31 내지 42의 녹색 유기 전계 발광 소자의 경우, 종래 CBP를 사용한 비교예 4의 녹색 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[ 실시예 43] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 1에서 합성된 화합물 Cpd50를 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.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 CuPc (10 nm) / TPAC (30 nm) / 화합물 Cpd50 + 7 % Flrpic (30nm) / Alq3 (30 nm) / LiF (0.2 nm) / Al (150 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
여기서 사용된 CuPc, TPAC 및 Flrpic의 구조는 각각 하기와 같다.
Figure pat00034
[ 실시예 44 ~ 47] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 Cpd50 대신 하기 표 5에 기재된 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 43과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[ 비교예 5] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 43에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로 사용된 화합물 Cpd50 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 43과 동일한 과정으로 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[ 평가예 5]
실시예 43~47 및 비교예 5에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 43 Cpd50 7.29 473 6.90
실시예 44 Cpd51 7.30 474 6.34
실시예 45 Cpd52 7.24 475 6.55
실시예 46 Cpd53 7.15 471 6.94
실시예 47 Cpd54 7.23 472 6.25
비교예 5 CBP 7.80 474 5.80
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물(화합물 Cpd50~Cpd54)을 발광층 재료로 사용한 실시예 43~47의 청색 유기 전계 발광 소자는 종래 CBP를 사용하는 비교예 5의 청색 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속하는 것은 당연하다.

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00035

    상기 화학식 1에서,
    R1과 R2, R2와 R3, R3와 R4, R5와 R6, R6와 R7, 및 R7과 R8 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 고리와 축합되어 축합 고리를 형성하고;
    하기 화학식 2로 표시되는 고리와 축합 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R8은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 R1 내지 R8의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며;
    [화학식 2]
    Figure pat00036

    상기 화학식 2에서,
    점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Y1 내지 Y12는 각각 독립적으로 N 또는 C(R9)이며;
    R9는 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R9가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R9의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00037

    [화학식 4]
    Figure pat00038

    [화학식 5]
    Figure pat00039

    상기 화학식 3 내지 5에서,
    Y1 내지 Y12 및 R1 내지 R8은 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R9는 하기 화학식 6으로 표시되는 치환기인 화합물:
    [화학식 6]
    Figure pat00040

    상기 화학식 6에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    R10은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R10의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 하기 화학식 7 내지 11 중 어느 하나로 표시되는 링커인 화합물:
    [화학식 7]
    Figure pat00041

    [화학식 8]
    Figure pat00042

    [화학식 9]
    Figure pat00043

    [화학식 10]
    Figure pat00044

    [화학식 11]
    Figure pat00045

    상기 화학식 7 내지 11에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    X1은 O, S, N(R12) 또는 C(R13)(R14)이며;
    X2는 N 또는 C(R15)이며;
    p는 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, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    R12 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고;
    상기 R11 내지 R15의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 R10은 수소, 중수소(D), C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 R10은 하기 화학식 12 내지 14 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 화합물:
    [화학식 12]
    Figure pat00046

    [화학식 13]
    Figure pat00047

    [화학식 14]
    Figure pat00048

    상기 화학식 12 내지 14에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R18)이며;
    T1 및 T2는 각각 독립적으로 단일결합, C(R19)(R20), N(R21), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되나, T1 및 T2 모두가 단일결합은 아니며;
    q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
    R16 및 R17은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R16 및 R17 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    R18 내지 R21은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R18 내지 R21 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R16 내지 R21의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 R10은 하기 화학식 A-1 내지 A-24 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 화합물:
    Figure pat00049

    상기 화학식 A-1 내지 A-24에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    t는 0 내지 5의 정수이며,
    u는 0 내지 4의 정수이며;
    v는 0 내지 3의 정수이며;
    w는 0 내지 2의 정수이며;
    q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며;
    R16, R17 및 R22는 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R16, R17 및 R22 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    R18 내지 R21은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 R16 내지 R22의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 R10은 하기 화학식 15로 표시되는 치환기인 화합물:
    [화학식 15]
    Figure pat00050

    상기 화학식 15에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    R23 및 R24는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 R23 및 R24의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 R23 및 R24는 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 R23 및 R24는 각각 독립적으로 수소, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기, 및 하기 화학식 16으로 표시되는 치환기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물;
    [화학식 16]
    Figure pat00051

    상기 화학식 16에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L3은 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    R25 및 R26은 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 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 L3의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R25 및 R26의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pat00052

    Figure pat00053

    Figure pat00054

    Figure pat00055
  12. (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.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층, 전자 주입층, 수명 개선층, 발광층 및 발광 보조층으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
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