KR20180022608A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE CONTAINING THE SAME}
본 출원은 2016년 08월 23일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0107188호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기발광 현상의 원리는 다음과 같다.
애노드와 캐소드 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 캐소드와 애노드로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 캐소드와 애노드 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 엑시톤이 형성되었을 때이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국 특허공개공보 2015-0135109
본 명세서에는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
A는 O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 5환의 헤테로고리기이고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Ar2는 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
p는 0 내지 4의 정수이고, p가 2 이상일 경우, Ar2는 서로 같거나 상이하며,
L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이고,
n은 0 내지 3의 정수이고, n이 2 이상일 경우, L은 서로 같거나 상이하며,
R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서에 기재된 화합물은 정공주입, 정공수송, 정공주입과 정공수송, 발광, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 화합물은 바람직하게는 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 명세서의 적어도 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자에 적용되어 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 화합물 1의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 화합물 4의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 5는 화합물 9의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 6은 화합물 14의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 7은 화합물 16의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 8은 화합물 17의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 9는 화합물 20의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 10은 화합물 26의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 11은 화합물 30의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아민기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00002
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00003
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00004
본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRR'R''의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R, R' 및 R''는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BRR'의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R 및 R'은 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 특별히 한정되지는 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알콕시기의 탄소수는 1 내지 6이다. 상기 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 2 이상의 아릴기를 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
아릴아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 카바졸 및 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 단환식 헤테로고리기일 수 있고, 다환식 헤테로고리기일 수 있다. 상기 2 이상의 헤테로고리기를 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로고리기, 다환식 헤테로고리기, 또는 단환식 헤테로고리기와 다환식 헤테로고리기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴포스핀기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴포스핀기가 있다. 상기 아릴포스핀기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴포스핀기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐렌기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
및
Figure pat00013
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페녹사지닐기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 헤테로고리기는 지방족 헤테로고리기와 방향족 헤테로고리기를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기, 아릴포스핀기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, 아르알킬기, 아랄킬아민기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기, 헤테로아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 중 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 2가 헤테로고리기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기가 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 의미한다.
상기 탄화수소고리는 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00014
[화학식 3]
Figure pat00015
상기 화학식 2 또는 화학식 3에 있어서,
Ar1, Ar2, L, p, n 및 R1 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
X는 O 또는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 에스테르기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나 인접하는 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R12는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며, Ar2는 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 니트릴기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 중수소로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 중수소로 치환된 페닐기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 헤테로고리기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 피리딘기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 중수소로 치환된 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페난트릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 페난트릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 메틸기로 치환된 플로오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 플로란텐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 플로란텐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 페닐기로 치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 페닐기로 치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 중수소로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 니트릴기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 페닐기로 치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 메틸기로 치환된 플로오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 0 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 0 내지 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 다르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 2가의 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 2가의 피라진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 n은 0 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 n은 0 또는 1이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들로부터 선택되는 것일 수 있다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 전술한 화학식 1의 화합물은 대표적인 반응으로 Buchwald-Hartwig coupling reaction, Suzuki coupling reaction 등을 이용하여 제조되었다.
구체적으로, Suzuki coupling reaction 또는 Buchwald-Hartwig coupling reaction을 이용하여 다양한 Ar1, Ar2를 산소 또는 황을 포함하는 5환의 피리미딘 유도체에 결합 한 후 Buchwald-Hartwig coupling reaction 등을 이용하여 7H-dibenzo[c,g]carbazole에 결합 시켜서 본 발명의 화합물을 합성했다.
이에 따른 반응식은 하기 반응식 1 또는 반응식 2와 같다.
[반응식 1]
Figure pat00046
[반응식 2]
Figure pat00047
상기 반응식 1 또는 2에 있어서, Ar1, Ar2, X, L, p 및 n은 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
X1은 브롬 또는 염소이다.
또한, 본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 호스트 물질로 포함하고, 다른 호스트 물질을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 도펀트 화합물을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트 화합물은 인광 도펀트이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트 화합물은 이리둠계 착물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물과 도펀트 화합물을 100:1 내지 5:5의 비율로 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 도펀트 재료로는 하기 화합물 Dp-1 내지 Dp-27을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송과 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송과 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 억제층을 포함하고, 상기 전자 억제층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1의 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다. 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 더 포함할 수 있다. 호스트 재료는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 외에도 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자 주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
합성예 1. 중간체 1의 합성
Figure pat00051
화합물 A-1(2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) 20.0g(1.0eq), 화합물 B-1((9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)boronic acid) 16.66g(1.0eq) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Pd(PPh3)4) 0.45g(0.005eq)를 테트라히드로퓨란(THF) 200ml에 녹이고 물에 녹인 탄산칼륨(K2CO3) 11.37g(1.05eq)를 넣은 후 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 클로로포름(CHCl3)에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트(Ethyl acetate)를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 1을 23.95g(수율: 74%) 얻었다. [M+H]=413
합성예 2. 중간체 2의 합성
Figure pat00052
합성예 1에서 화합물 B-1 대신 화합물 B-2를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 2를 합성했다. [M+H]=421
합성예 3. 중간체 3
Figure pat00053
(1) 중간체 3-1의 합성
화합물 A-2(8-bromo-2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) 30.0g(1.0eq), 화합물 B-3((phenyl-d5)boronic acid) 11.40g(1.0eq), [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(II)(Pd(dppf)Cl2) 0.32g(0.005eq)를 THF 300ml에 녹이고 물에 녹인 K2CO3 13.03g(1.05eq)를 넣은 후 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거 하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸 아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 3-1 21.14g(수율: 70 %)를 얻었다. [M+H]=337
(2) 중간체 3의 합성
중간체 3-1 21.14g(1.0eq), 화합물 C-1(naphthalen-2-ylboronic acid) 10.81g(1.0eq), Pd(PPh3)4 0.36g(0.005eq)를 THF 200ml에 녹이고 물에 녹인 K2CO3 9.12g(1.05eq)을 넣은 후 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거 하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 3을 20.71g(수율: 77%) 얻었다. [M+H]=644
합성예 4. 중간체 4의 합성
Figure pat00054
합성예 1에서 화합물 B-1 대신 화합물 B-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 4를 합성했다. [M+H]=387
합성예 5. 중간체 5의 합성
Figure pat00055
(1) 중간체 5-2의 합성
화합물 A-2(8-bromo-2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) 30.0g(1.0eq), 화합물 B-5(phenylboronic acid) 10.95g(1.0eq) 및 Pd(dppf)Cl2 0.32g(0.005eq)를 THF 300ml에 녹이고 물에 녹인 K2CO3 13.03g(1.05eq)를 넣은 후 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거 하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 5-2를 20.82g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=332
(2) 중간체 5-1의 합성
중간체 5-2 20.82g(1.0eq), 화합물 C-1(naphthalen-2-ylboronic acid) 10.81g(1.0eq) 및 Pd(PPh3)4 0.36g(0.005eq)을 THF 200ml에 녹이고 물에 녹인 K2CO3 9.12g(1.05eq)을 넣은 후 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거 하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 5-1을 19.93g(수율: 75%) 얻었다. [M+H]=423
(3) 중간체 5의 합성
중간체 5-1 19.93g(1.0eq), 화합물 C-2((4-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid) 9.72g(1.0eq) 및 Pd(PPh3)4 0.27g(0.005eq)을 THF 200ml에 녹이고 물에 녹인 K2CO3 6.83g(1.05eq)을 넣은 후 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거 하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 5를 18.37g(수율: 71%) 얻었다. [M+H]=550
합성예 6. 중간체 6의 합성
Figure pat00056
(1) 중간체 6-1의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 및 화합물 C-1 대신 화합물 A-1 및 화합물 B-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 6-1을 합성하였다.
(2) 중간체 6의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 6-1 및 화합물 C-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 6을 합성하였다. [M+H]=480
합성예 7. 중간체 7의 합성
Figure pat00057
화합물 A-3(7-bromo-2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) 30.0g(1.0eq), 화합물 B-3((phenyl-d5)boronic acid) 21.90g(2.0eq) 및 Pd(dppf)Cl2 0.32g(0.005eq)을 THF 300ml에 녹이고 물에 녹인 K2CO3 23.37g(2.05eq)을 넣은 후 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 식힌 후 수용액 층을 제거 하고 감압하여 유기용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트(Ethyl acetate)를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 중간체 7을 25.10g(수율: 73%) 얻었다. [M+H]=383
합성예 8. 중간체 8의 합성
Figure pat00058
(1) 중간체 8-1의 합성
합성예 5의 (1)에서 화합물 B-5 대신 화합물 B-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 8-1을 합성하였다.
(2) 중간체 8의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-1 대신 중간체 8-1 및 화합물 C-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 8을 합성하였다. [M+H]=463
합성예 9. 중간체 9의 합성
Figure pat00059
합성예 1에서 화합물 A-1 및 B-1 대신 화합물 A-4 및 B-7을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 9를 합성했다. [M+H]=462
합성예 10. 중간체 10의 합성
Figure pat00060
합성예 1에서 화합물 A-1 및 B-1 대신 화합물 A-4 및 B-8을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 10을 합성했다. [M+H]=397
합성예 11. 중간체 11의 합성
Figure pat00061
(1) 중간체 11-1의 합성
합성예 3의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-3 대신 화합물 A-5 및 화합물 B-9를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 11-1을 합성하였다.
(2) 중간체 11의 합성
합성예 3의 (2)에서 중간체 3-1 대신 중간체 11-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (2)과 동일한 방법으로 중간체 11을 합성하였다. [M+H]=448
합성예 12. 중간체 12의 합성
Figure pat00062
(1) 중간체 12-1의 합성
합성예 5의 (1)에서 화합물 A-2 대신 화합물 A-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 12-1을 합성하였다.
(2) 중간체 12-2의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 대신 중간체 12-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 12-2를 합성하였다.
(3) 중간체 12의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 12-2 및 화합물 C-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 12를 합성하였다. [M+H]=578
합성예 13. 중간체 13의 합성
Figure pat00063
(1) 중간체 13-1의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 대신 화합물 A-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 13-1을 합성하였다.
(2) 중간체 13의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 13-1 및 화합물 C-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 13을 합성하였다. [M+H]=473
합성예 14. 중간체 14의 합성
Figure pat00064
(1) 중간체 14-1의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 및 화합물 C-1 대신 화합물 A-4 및 화합물 B-10을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 14-1을 합성하였다.
(2) 중간체 14의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 14-1 및 화합물 C-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 14를 합성하였다. [M+H]=539
합성예 15. 중간체 15의 합성
Figure pat00065
(1) 중간체 15-1의 합성
합성예 3의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-3 대신 화합물 A-6 및 화합물 B-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 15-1을 합성하였다.
(2) 중간체 15의 합성
합성예 3의 (2)에서 중간체 3-1 및 화합물 C-1 대신 중간체 15-1 및 화합물 B-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 15를 합성하였다. [M+H]=378
합성예 16. 중간체 16의 합성
Figure pat00066
합성예 1에서 화합물 A-1 및 화합물 B-1 대신 화합물 A-7 및 화합물 B-9를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 16을 합성하였다. [M+H]=306
합성예 17. 중간체 17의 합성
Figure pat00067
합성예 1에서 화합물 A-1 및 화합물 B-1 대신 화합물 A-7 및 화합물 B-11을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 17을 합성하였다. [M+H]=496
합성예 18. 중간체 18의 합성
Figure pat00068
(1) 중간체 18-1의 합성
합성예 3의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-3 대신 화합물 A-8 및 화합물 C-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 18-1을 합성하였다.
(2) 중간체 18의 합성
합성예 3의 (2)에서 중간체 3-1 및 화합물 C-1 대신 중간체 18-1 및 화합물 C-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 18을 합성하였다. [M+H]=408
합성예 19. 중간체 19의 합성
Figure pat00069
합성예 1에서 화합물 A-1 및 화합물 B-1 대신 화합물 A-7 및 화합물 B-12를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 19를 합성하였다. [M+H]=387
합성예 20. 중간체 20의 합성
Figure pat00070
(1) 중간체 20-1의 합성
합성예 5의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-5 대신 화합물 A-8 및 화합물 B-9를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 20-1을 합성하였다.
(2) 중간체 20-2의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 대신 중간체 20-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 20-2를 합성하였다.
(3) 중간체 20의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 20-2 및 화합물 C-7을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 20을 합성하였다. [M+H]=484
합성예 21. 중간체 21의 합성
Figure pat00071
(1) 중간체 21-1의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 및 화합물 C-1 대신 화합물 A-7 및 화합물 B-13을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 21-1을 합성하였다.
(2) 중간체 21의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 21-1 및 화합물 C-2를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 21을 합성하였다. [M+H]=497
합성예 22. 중간체 22의 합성
Figure pat00072
(1) 중간체 22-1의 합성
합성예 3의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-3 대신 화합물 A-9 및 화합물 B-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 22-1을 합성하였다.
(2) 중간체 22의 합성
합성예 3의 (2)에서 중간체 3-1 및 화합물 C-1 대신 중간체 22-1 및 화합물 C-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 22를 합성하였다. [M+H]=434
합성예 23. 중간체 23의 합성
(1) 중간체 23-1의 합성
합성예 3의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-3 대신 화합물 A-10 및 화합물 B-14를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 23-1을 합성하였다.
(2) 중간체 23의 합성
합성예 3의 (2)에서 중간체 3-1 및 화합물 C-1 대신 중간체 23-1 및 화합물 B-9를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 23을 합성하였다. [M+H]=463
합성예 24. 중간체 24의 합성
Figure pat00074
합성예 1에서 화합물 A-1 및 화합물 B-1 대신 화합물 A-11 및 화합물 B-15를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 24를 합성하였다. [M+H]=362
합성예 25. 중간체 25
Figure pat00075
합성예 1에서 화합물 A-1 및 화합물 B-1 대신 화합물 A-11 및 화합물 B-16을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 25를 합성하였다. [M+H]=282
합성예 26. 중간체 26의 합성
Figure pat00076
합성예 1에서 화합물 A-1 및 화합물 B-1 대신 화합물 A-12 및 화합물 B-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 26을 합성하였다. [M+H]=433
합성예 27. 중간체 27의 합성
Figure pat00077
(1) 중간체 27-1의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 및 화합물 C-1 대신 화합물 A-11 및 화합물 B-2를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 27-1을 합성하였다.
(2) 중간체 27의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 27-1 및 화합물 C-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 27을 합성하였다. [M+H]=481
합성예 28. 중간체 28의 합성
Figure pat00078
(1) 중간체 28-1의 합성
합성예 5의 (1)에서 화합물 A-2 대신 화합물 A-13을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 28-1을 합성하였다.
(2) 중간체 28-2의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 대신 화합물 중간체 28-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 28-2를 합성하였다.
(2) 중간체 28의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 및 화합물 C-2 대신 중간체 28-2 및 화합물 C-8을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 28을 합성하였다. [M+H]=485
합성예 29. 중간체 29의 합성
Figure pat00079
(1) 중간체 29-1의 합성
합성예 5의 (2)에서 중간체 5-2 및 화합물 C-1 대신 화합물 A-11 및 화합물 B-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 29-1을 합성하였다.
(2) 중간체 29의 합성
합성예 5의 (3)에서 중간체 5-1 대신 중간체 29-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5의 (3)과 동일한 방법으로 중간체 29를 합성하였다. [M+H]=524
합성예 30. 중간체 30의 합성
Figure pat00080
(1) 중간체 30-1의 합성
합성예 3의 (1)에서 화합물 A-2 및 화합물 B-3 대신 화합물 A-14 및 화합물 B-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (1)과 동일한 방법으로 중간체 30-1을 합성하였다.
(2) 중간체 30의 합성
합성예 3의 (2)에서 중간체 3-1 및 화합물 C-1 대신 중간체 30-1 및 화합물 B-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3의 (2)와 동일한 방법으로 중간체 30을 합성하였다. [M+H]=447
합성예 31. 화합물 1의 합성
Figure pat00081
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 1 16.99g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 디메틸아세트아마이드(DMAC) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 1을 16.61g(수율: 69%) 얻었다. [M+H]=644
도 3은 화합물 1의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 32. 화합물 2의 합성
Figure pat00082
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0 g (1.0 eq), 중간체 2 17.15g (1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml 에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸 아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 2를 17.55g(수율: 72%) 얻었다. [M+H]=652
합성예 33. 화합물 3의 합성
Figure pat00083
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 3 17.60g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 3을 18.48g(수율: 75%) 얻었다. [M+H]=659
합성예 34. 화합물 4의 합성
Figure pat00084
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 4 15.91g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 4를 16.40g(수율: 71%) 얻었다. [M+H]=618
도 4는 화합물 4의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 35. 화합물 5의 합성
Figure pat00085
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 5 22.59g(1.1eq), 소듐 t-부톡사이드(NaOtBu) 7.18g(2.0eq) 및 비스(트리-t-부틸포스핀)팔라듐(0)(Bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0), Pd(t-Bu3P)2) 0.10g(0.005eq)를 자일렌(Xylene) 200ml 에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 5를 21.29g(수율: 73%) 얻었다. [M+H]=780
합성예 36. 화합물 6의 합성
Figure pat00086
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 6 19.71g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 6을 17.79g(수율: 67%) 얻었다. [M+H]=710
합성예 37. 화합물 7의 합성
Figure pat00087
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 7 15.75g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 7을 16.30g(수율: 74%) 얻었다. [M+H]=614
합성예 38. 화합물 8의 합성
Figure pat00088
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 8 19.04g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 8을 18.94g(수율: 73%) 얻었다. [M+H]=694
합성예 39. 화합물 9의 합성
Figure pat00089
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 9 19.00g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 9를 18.14g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=693
도 5는 화합물 9의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 40. 화합물 10의 합성
Figure pat00090
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 10 16.33g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸 아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 10을 16.20g(수율: 69%) 얻었다. [M+H]=628
합성예 41. 화합물 11의 합성
Figure pat00091
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 11 18.43g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 11을 16.50g(수율: 65%) 얻었다. [M+H]=679
합성예 42. 화합물 12의 합성
Figure pat00092
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 12 23.74g(1.1 eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 12를 20.85g(수율: 69%) 얻었다. [M+H]=808
합성예 43. 화합물 13의 합성
Figure pat00093
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 13 19.46g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 13을 17.64g(수율: 67%) 얻었다. [M+H]=704
합성예 44. 화합물 14의 합성
Figure pat00094
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 14 22.14g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 14를 20.42g(수율: 71%) 얻었다. [M+H]=769
도 6은 화합물 14의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 45. 화합물 15의 합성
Figure pat00095
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 15 15.54g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 15를 15.94g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=609
합성예 46. 화합물 16의 합성
Figure pat00096
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 16 12.57g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 16을 14.25g(수율: 71%) 얻었다. [M+H]=537
도 7은 화합물 16의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 47. 화합물 17의 합성
Figure pat00097
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 17 20.36g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 17을 18.76g(수율: 69%) 얻었다. [M+H]=727
도 8은 화합물 17의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 48. 화합물 18의 합성
Figure pat00098
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 18 16.78g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)를 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 18을 17.44g(수율: 73%) 얻었다. [M+H]=639
합성예 49. 화합물 19의 합성
Figure pat00099
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 19 15.91g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 19를 16.17g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=618
합성예 50. 화합물 20의 합성
Figure pat00100
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 20 19.91g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 20을 18.98g(수율: 71%) 얻었다. [M+H]=715
도 9는 화합물 20의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 51. 화합물 21의 합성
Figure pat00101
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 21 20.44g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 21을 18.24g(수율: 67%) 얻었다. [M+H]=728
합성예 52. 화합물 22의 합성
Figure pat00102
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 22 17.85g(1.1eq), K3PO4 15.88g(2.0eq)를 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 22를 17.90g(수율: 72%) 얻었다. [M+H]=665
합성예 53. 화합물 23의 합성
Figure pat00103
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 23 19.04g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 23을 18.16g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=694
합성예 54. 화합물 24의 합성
Figure pat00104
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 24 14.88g(1.1eq), K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 24를 16.85g(수율: 76%) 얻었다. [M+H]=593
합성예 55. 화합물 25의 합성
Figure pat00105
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 25 11.59g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 25를 13.80g(수율: 72%) 얻었다. [M+H]=513
합성예 56. 화합물 26의 합성
Figure pat00106
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 26 17.81g(1.1eq) 및 K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세티이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 26을 17.38g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=664
도 10은 화합물 26의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
합성예 57. 화합물 27의 합성
Figure pat00107
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 27 19.78g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml 에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 27을 19.70g(수율: 74%) 얻었다. [M+H]=712
합성예 58. 화합물 28의 합성
Figure pat00108
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 28 19.95g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 28을 16.86g(수율: 63%) 얻었다. [M+H]=716
합성예 59. 화합물 29의 합성
Figure pat00109
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 18.27g(1.0eq), 중간체 29 21.52g(1.1eq), NaOtBu 7.18g(2.0eq) 및 Pd(t-Bu3P)2 0.10g(0.005eq)을 자일렌(Xylene) 200ml 에 녹여 환류하여 교반했다. 5시간 후 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 29를 19.17g(수율: 68%) 얻었다. [M+H]=754
합성예 60. 화합물 30의 합성
Figure pat00110
화합물 D(7H-dibenzo[c,g]carbazole) 10.0g(1.0eq), 중간체 30 18.38g(1.1eq), K3PO4 15.88g(2.0eq)을 DMAC 200ml에 녹여 환류하여 교반했다. 3시간 후 반응이 종료되면 식혀서 결정을 떨어트리고 여과했다. 이후 CHCl3에 완전히 녹여 물로 씻어주고 다시 감압하여 용매를 50% 정도 제거했다. 다시 환류 상태에서 에틸아세테이트를 넣어주며 결정을 떨어트려 식힌 후 여과했다. 이를 컬럼크로마토그래피하여 화합물 30을 17.74g(수율: 70%) 얻었다. [M+H]=678
도 11은 화합물 30의 LC/MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예1
ITO(indium tin oxide)가 1,300Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기와 같은 HAT-CN 화합물을 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 HT1 화합물을 800Å의 두께로 열 진공증착하고, 순차적으로 HT2 화합물을 500Å 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 발광층에는 호스트로 화합물 1 과 도판트 Dp-7 화합물을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트는 3중량%의 양을 사용하였다. 상기 발광층 위에 ET1 물질을 50Å의 두께로 진공 증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 위에 ET2 물질 및 LiQ를 1:1의 중량비로 진공증착하여 250Å의 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 위에 순차적으로 10Å 두께의 리튬 프루라이드(LiF)를 증착하고, 이위에 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다. 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4Å/sec 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1×10- 7torr 내지 5×10- 8torr를 유지하였다.
HAT-CN, HT1, HT2, ET1 및 ET2는 하기와 같다.
Figure pat00111
실시예 2
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다,
실시예 4
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 7
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 8
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 8을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 9
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 9를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 10
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 10을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 11
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 11을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 12
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 12를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 13
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 13을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 14
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 14를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 15
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 15를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 16
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 16을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 17
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 17을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 18
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 18을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 19
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 19를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 20
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 20을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 21
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 21을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 22
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 22를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 23
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 23을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 24
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 24를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 25
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 25를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 26
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 26을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 27
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 27을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 28
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 28을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 29
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 29를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 30
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 30을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C1을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C3을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 4
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 5
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C5를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 6
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C6을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 7
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C7을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 8
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C8을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 9
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C9를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 10
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C10을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 11
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C11을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 12
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C12를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 13
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C13을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 14
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C14를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 15
상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 화합물 C15를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
C1 내지 C15는 하기와 같다.
Figure pat00112
상기 실시예 1 내지 30에 의해 제작된 유기 발광 소자의 결과를 표1에, 비교예 1 내지 15에 의해 제작된 유기 발광 소자의 결과를 표 2에 나타냈다. 전압, 효율, 발광색은 5000nit 휘도에서의 데이터이다. 수명은 처음 광전류 값을 100%로 보고 이에 대한 98%일때의 시간을 표시했다.
구분 물질 구동전압(V) 효율(cd/A) 수명 T98(hr) 발광색
실시예 1 화합물 1 3.70 47.8 173 적색
실시예 2 화합물 2 3.67 49.5 197 적색
실시예 3 화합물 3 3.77 46.7 165 적색
실시예 4 화합물 4 3.69 47.3 167 적색
실시예 5 화합물 5 3.70 44.8 131 적색
실시예 6 화합물 6 3.71 45.2 130 적색
실시예 7 화합물 7 3.82 45.3 150 적색
실시예 8 화합물 8 3.80 45.1 158 적색
실시예 9 화합물 9 3.78 44.1 187 적색
실시예 10 화합물 10 3.81 43.8 175 적색
실시예 11 화합물 11 3.80 44.7 141 적색
실시예 12 화합물 12 3.87 43.5 119 적색
실시예 13 화합물 13 3.89 41.6 110 적색
실시예 14 화합물 14 3.85 42.2 127 적색
실시예 15 화합물 15 3.84 43.1 151 적색
실시예 16 화합물 16 3.77 44.5 137 적색
실시예 17 화합물 17 3.78 45.4 149 적색
실시예 18 화합물 18 3.81 45.7 140 적색
실시예 19 화합물 19 3.77 50.3 179 적색
실시예 20 화합물 20 3.87 42.0 121 적색
실시예 21 화합물 21 3.73 44.8 131 적색
실시예 22 화합물 22 3.71 44.3 143 적색
실시예 23 화합물 23 3.77 45.0 148 적색
실시예 24 화합물 24 3.71 42.8 150 적색
실시예 25 화합물 25 3.77 43.8 141 적색
실시예 26 화합물 26 3.72 44.8 149 적색
실시예 27 화합물 27 3.79 46.2 134 적색
실시예 28 화합물 28 3.83 41.0 120 적색
실시예 29 화합물 29 3.76 45.8 151 적색
실시예 30 화합물 30 3.79 45.1 140 적색
구분 물질 구동전압(V) 효율(cd/A) 수명 T98(hr) 발광색
비교예 1 C1 4.35 25.1 18 적색
비교예 2 C2 4.40 20.3 13 적색
비교예 3 C3 4.51 24.7 14 적색
비교예 4 C4 4.53 21.7 17 적색
비교예 5 C5 4.37 20.5 20 적색
비교예 6 C6 4.39 19.8 19 적색
비교예 7 C7 4.08 40.3 41 적색
비교예 8 C8 4.13 40.1 45 적색
비교예 9 C9 4.17 38.8 37 적색
비교예 10 C10 4.20 39.7 38 적색
비교예 11 C11 4.24 38.4 35 적색
비교예 12 C12 4.35 35.7 71 적색
비교예 13 C13 4.30 36.1 60 적색
비교예 14 C14 4.27 37.0 55 적색
비교예 15 C15 4.24 36.0 40 적색
상기 표 1 내지 표2의 결과를 비교해서 알 수 있듯이, 본 발명의 화합물을 사용한 유기 발광 소자는 구동 전압을 낮추면서 발광효율이 개선되었고 모두 적색의 발광을 나타내며 수명이 개선된 것을 알 수 있다. 비교예 물질인 C1 내지 C6은 본 발명의 물질과 비교했을 시 넓은 에너지 밴드갭(band gap)을 갖기 때문에 적색 유기 발광 소자 내에서 도판트로 에너지 전달이 잘 이루어 지지 않아서 효율이 낮게 측정 되며, 수명이 짧은 결과를 나타낸다. 또한 본 발명의 물질은 당 업계에서 발광층에 주로 사용되는 물질인 C7 내지 C15 물질과 비교했을 시, 0.4V 정도의 구동전압 개선 및 효율 향상을 나타내었으며, 수명 측면에서도 많게는 4배 이상(T98기준) 상승하는 결과를 보였다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 발광층
8: 전자수송층

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00113

    상기 화학식 1에 있어서,
    A는 O 또는 S를 포함하는 치환 또는 비치환된 5환의 헤테로고리기이고,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    Ar2는 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    p는 0 내지 4의 정수이고, p가 2 이상일 경우, Ar2는 서로 같거나 상이하며,
    L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이고,
    n은 0 내지 3의 정수이고, n이 2 이상일 경우, L은 서로 같거나 상이하며,
    R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00114

    [화학식 3]
    Figure pat00115

    상기 화학식 2 또는 화학식 3에 있어서,
    Ar1, Ar2, L, p, n 및 R1 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    X는 O 또는 S이다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조식들로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00116

    Figure pat00117

    Figure pat00118

    Figure pat00119

    Figure pat00120

    Figure pat00121

    Figure pat00122

    Figure pat00123

    Figure pat00124

    Figure pat00125

    Figure pat00126

    Figure pat00127

    Figure pat00128

    Figure pat00129

    Figure pat00130

    Figure pat00131

    Figure pat00132

    Figure pat00133

    Figure pat00134

    Figure pat00135

    Figure pat00136

    Figure pat00137

    Figure pat00138

    Figure pat00139

    Figure pat00140

    Figure pat00141

    Figure pat00142

    Figure pat00143

    Figure pat00144

    Figure pat00145
  5. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 호스트 물질로 포함하고, 다른 호스트 물질을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하고, 도펀트 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수송과 전자 주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수송과 전자 주입을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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