KR20210008812A - 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR20210008812A
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박두용
정소영
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Abstract

본원은 화학식 1로 표시되는 화합물을 갖는 제1 호스트 재료 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 갖는 제2 호스트 재료를 포함하는 복수 종의 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 특정 조합의 화합물을 호스트 재료로 포함함으로써, 종래의 유기 전계 발광 소자에 비해 동등하거나 개선된 수준의 전력 효율을 가지면서 장 수명의 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.

Description

복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{A PLURALITY OF HOST MATERIALS AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING THE SAME}
본원은 특정 화합물의 조합을 포함하는 호스트 재료, 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
전계 발광 소자(electroluminescent device; EL 소자)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[참조: Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
유기 전계 발광 소자(organic electroluminescent device)는 유기 발광재료에 전기를 가해 전기 에너지를 빛으로 바꾸는 소자로서, 통상 양극(애노드) 및 음극(캐소드)과 이들 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 유기 전계 발광 소자의 유기물층은 정공주입층, 정공전달층, 정공보조층, 발광보조층, 전자차단층, 발광층, 전자버퍼층, 정공차단층, 전자전달층, 전자주입층 등을 포함할 수 있다. 상기 유기물층에 사용되는 재료는 기능에 따라 정공주입재료, 정공전달재료, 정공보조재료, 발광보조재료, 전자차단재료, 발광재료(호스트 및 도판트 재료 포함), 전자버퍼재료, 정공차단재료, 전자전달재료, 전자주입재료 등으로 나뉠 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자에서는 전압 인가에 의해 양극에서 정공이, 음극에서 전자가 발광층에 주입되고, 정공과 전자의 재결합에 의해 에너지가 높은 엑시톤이 형성된다. 이 에너지에 의해 유기 발광 화합물이 여기 상태로 되며, 유기 발광 화합물의 여기 상태가 기저 상태로 돌아가면서 에너지를 빛으로 방출하여 발광하게 된다.
유기 전계 발광 소자의 발광재료는 소자의 발광 효율을 결정하는 가장 중요한 요인으로서, 발광재료는 양자 효율이 높고 전자와 정공의 이동도가 커야 하고, 형성된 발광재료층은 균일하고 안정해야 한다. 이러한 발광재료는 발광색에 따라 청색, 녹색 또는 적색 발광재료로 나뉘고, 추가로 황색 또는 주황색 발광재료도 있다. 또한, 발광재료는 기능적인 측면에서 호스트 재료와 도판트 재료로 구분될 수 있다. 최근에 고효율 및 장수명의 유기 전계 발광 소자의 개발이 시급한 과제로 대두되고 있는데, 특히 중대형 OLED 패널에서 요구하고 있는 EL 특성 수준을 고려해 볼 때 기존의 발광재료에 비해 매우 우수한 재료의 개발이 시급한 실정이다. 이를 위하여 고체 상태의 용매 및 에너지 전달자 역할을 하는 호스트 물질의 바람직한 특성은 순도가 높아야 하며, 진공증착이 가능하도록 적당한 분자량을 가져야 한다. 또한, 유리전이온도와 열분해온도가 높아 열적 안정성을 확보해야 하며, 장수명화를 위해 높은 전기화학적 안정성이 요구되며, 무정형 박막을 형성하기 용이해야 하며, 인접한 다른 층의 재료들과는 접착력이 좋은 반면 층간 이동은 하지 않아야 한다.
현재, 유기 전계 발광 소자는 패널 구현에 있어 발광 효율이 뛰어난 인광 물질을 주로 사용하고 있다. TV, 조명과 같은 많은 응용 분야에서, OLED 수명이 불충분하다는 문제점에 직면하고 있으며, OLED의 고효율이 여전히 요구된다. 일반적으로 OLED의 휘도가 높을수록, OLED의 수명은 단축된다. 따라서, 디스플레이의 장시간 사용과 높은 해상도를 위해서 높은 발광 효율과 장 수명 특성을 갖는 새로운 발광 재료가 요구되고 있다.
한국 특허공개공보 제2019-0013353호 (2019.02.11. 공개)
본원의 목적은, 종래의 유기 전계 발광 소자에 비해 동등하거나 개선된 수준의 전력 효율을 가지면서 장 수명의 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있는 개선된 호스트 재료를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 하기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료 및 하기 화학식 2로 표시되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료를 포함하는 복수 종의 호스트 재료가 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
Ar1은 치환 또는 비치환된 질소 함유 (3-30원)헤테로아릴이고;
Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이고;
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
Y1은 O, S, CR11R12, 또는 NR13이고;
R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알케닐, 치환 또는 비치환된 (3-7원)헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; R11과 R12는 서로 연결되어 스피로 고리를 형성할 수 있으며;
R13은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알케닐, 치환 또는 비치환된 (3-7원)헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고,
R1 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 둘 이상의 인접한 R1 은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
R2 및 R3 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이고;
단, R13, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 -L-(Ar)d이며;
L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이고;
Ar은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 질소 함유 (3-30원)헤테로아릴이며;
a, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, a, c 및 d가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R1, 각각의 R3, 및 각각의 Ar은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며; b는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이며, b가 2인 경우, 각각의 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본원에 따른 특정 조합의 화합물을 호스트 재료로 포함함으로써, 종래의 유기 전계 발광 소자에 비해 동등하거나 개선된 수준의 전력 효율을 가지면서 장 수명의 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자가 제공되며, 이를 이용한 표시 장치 또는 조명 장치의 제조가 가능하다.
이하에서 본원을 더욱 상세히 설명하나, 이는 설명을 위한 것으로 본원의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 된다.
본원에서 "유기 전계 발광 재료"는 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 재료를 의미하고, 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 층에 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 전계 발광 재료는 정공 주입 재료, 정공 전달 재료, 정공 보조 재료, 발광 보조 재료, 전자 차단 재료, 발광 재료(호스트 재료 및 도판트 재료 포함), 전자 버퍼 재료, 정공 차단 재료, 전자 전달 재료, 전자 주입 재료 등 일 수 있다.
본원에서 "복수 종의 유기 전계 발광 재료"는 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 유기물층에 포함될 수 있는 2종 이상의 화합물의 조합을 포함하는 유기 전계 발광 재료를 의미하고, 유기 전계 발광 소자에 포함되기 전 (예를 들면, 증착 전) 및 포함된 후 (예를 들면, 증착 후)의 재료를 모두 의미할 수 있다. 예를 들면, 복수 종의 유기 전계 발광 재료는 정공주입층, 정공전달층, 정공보조층, 발광보조층, 전자차단층, 발광층, 전자버퍼층, 정공차단층, 전자전달층 및 전자주입층 중 하나 이상의 층에 포함될 수 있는 화합물이 2종 이상 조합된 것일 수 있다. 이러한 2종 이상의 화합물들은 당업계에서 사용되는 방법을 통해 같은 층 또는 다른 층에 포함될 수 있고, 혼합증착 또는 공증착되거나, 개별적으로 증착될 수 있다.
본원에서 "복수 종의 호스트 재료"는 유기 전계 발광 소자를 구성하는 임의의 발광층에 포함될 수 있는 2종 이상의 화합물의 조합을 포함하는 호스트 재료를 의미하고, 유기 전계 발광 소자에 포함되기 전 (예를 들면, 증착 전) 및 포함된 후 (예를 들면, 증착 후)의 재료를 모두 의미할 수 있다. 일례로, 본원의 복수 종의 호스트 재료는 2종 이상의 호스트 재료가 조합된 것으로서, 선택적으로, 유기 전계 발광 재료에 포함되는 통상의 물질을 추가로 포함한 것일 수 있다. 본원의 복수 종의 호스트 재료에 포함된 2종 이상의 화합물은 하나의 발광층에 함께 포함될 수도 있고, 각각 다른 발광층에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 상기 2종 이상의 호스트 재료는 혼합증착 또는 공증착되거나, 개별적으로 증착될 수 있다.
본원에 기재되어 있는 "(C1-C30)알킬"은 쇄를 구성하는 탄소수가 1 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 의미하고, 여기에서 탄소수가 1 내지 10개인 것이 바람직하고, 1 내지 6개인 것이 더 바람직하다. 상기 알킬의 구체적인 예로서, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸 및 tert-부틸 등이 있다. 본원에서 "(C3-C30)시클로알킬"은 환 골격 탄소수가 3 내지 30개인 단일환 또는 다환 탄화수소를 의미하고, 여기에서 탄소수가 3 내지 20개인 것이 바람직하고, 3 내지 7개인 것이 더 바람직하다. 상기 시클로알킬의 예로서, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 등이 있다. 본원에서 "(3-7원)헤테로시클로알킬"은 환 골격 원자수가 3 내지 7개이고, B, N, O, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 O, S 및 N에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 시클로알킬을 의미하고, 예를 들어, 테트라하이드로푸란, 피롤리딘, 티올란, 테트라하이드로피란 등이 있다. 본원에서 "(C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아릴렌"은 환 골격 탄소수가 6 내지 30개인 방향족 탄화수소에서 유래된 단일환 또는 융합환계 라디칼을 의미하고, 부분적으로 포화될 수도 있다. 상기 아릴은 스피로 구조를 가진 것을 포함한다. 상기 아릴의 예로서, 페닐, 비페닐, 터페닐, 나프틸, 비나프틸, 페닐나프틸, 나프틸페닐, 플루오레닐, 페닐플루오레닐, 벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 페난트레닐, 페닐페난트레닐, 안트라세닐, 인데닐, 트리페닐레닐, 피레닐, 테트라세닐, 페릴레닐, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란테닐, 스피로비플루오레닐, 스피로[플루오렌-벤조플루오렌]일 등이 있다. 구체적으로, 상기 아릴의 예로는 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 1-안트릴, 2-안트릴, 9-안트릴, 벤즈안트릴, 1-페난트릴, 2-페난트릴, 3-페난트릴, 4-페난트릴, 9-페난트릴, 나프타세닐, 피레닐, 1-크리세닐, 2-크리세닐, 3-크리세닐, 4-크리세닐, 5-크리세닐, 6-크리세닐, 벤조[c]페난트릴, 벤조[g]크리세닐, 1-트리페닐레닐, 2-트리페닐레닐, 3-트리페닐레닐, 4-트리페닐레닐, 1-플루오레닐, 2-플루오레닐, 3-플루오레닐, 4-플루오레닐, 9-플루오레닐, 벤조[a]플루오레닐, 벤조[b]플루오레닐, 벤조[c]플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 2-비페닐, 3-비페닐, 4-비페닐, o-터페닐, m-터페닐-4-일, m-터페닐-3-일, m-터페닐-2-일, p-터페닐-4-일, p-터페닐-3-일, p-터페닐-2-일, m-쿼터페닐, 3-플루오란테닐, 4-플루오란테닐, 8-플루오란테닐, 9-플루오란테닐, 벤조플루오란테닐, o-톨릴, m-톨릴, p-톨릴, 2,3-자일릴, 3,4-자일릴, 2,5-자일릴, 메시틸, o-쿠멘일, m-쿠멘일, p-쿠멘일, p-tert-부틸페닐, p-(2-페닐프로필)페닐, 4'-메틸비페닐, 4"-tert-부틸-p-터페닐-4-일, 9,9-디메틸-1-플루오레닐, 9,9-디메틸-2-플루오레닐, 9,9-디메틸-3-플루오레닐, 9,9-디메틸-4-플루오레닐, 9,9-디페닐-1-플루오레닐, 9,9-디페닐-2-플루오레닐, 9,9-디페닐-3-플루오레닐, 9,9-디페닐-4-플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디메틸-1-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-2-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-3-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-4-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-5-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-6-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-7-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-8-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-9-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디메틸-10-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[a]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[b]플루오레닐, 11,11-디페닐-1-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-2-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-3-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-4-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-5-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-6-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-7-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-8-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-9-벤조[c]플루오레닐, 11,11-디페닐-10-벤조[c]플루오레닐 등을 들 수 있다.
본원에서 "(3-30원)헤테로아릴 또는 (3-30원)헤테로아릴렌"은 환 골격 원자수가 3 내지 30개이고, B, N, O, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 아릴기 또는 아릴렌기를 의미한다. 여기에서 환 골격 원자수가 5 내지 30개인 것이 바람직하다. 헤테로원자수는 바람직하게는 1 내지 4개이고, 단일 환계이거나 하나 이상의 벤젠환과 축합된 융합환계일 수 있으며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 또한, 본원에서 상기 헤테로아릴 또는 헤테로아릴렌은 하나 이상의 헤테로아릴 또는 아릴기가 단일결합에 의해 헤테로아릴기와 연결된 형태도 포함하며, 스피로 구조를 가진 것도 포함한다. 상기 헤테로아릴의 예로서, 푸릴, 티오펜일, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 푸라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단일 환계 헤테로아릴, 벤조푸란일, 벤조티오펜일, 이소벤조푸란일, 디벤조푸란일, 디벤조티오펜일, 나프토벤조푸란일, 나프토벤조티오펜일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 벤조카바졸릴, 디벤조카바졸릴, 페녹사진일, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴 등의 융합 환계 헤테로아릴 등이 있다. 더욱 구체적으로, 상기 헤테로아릴의 예로는, 1-피롤릴, 2-피롤릴, 3-피롤릴, 피라지닐, 2-피리디닐, 2-피리미디닐, 4-피리미디닐, 5-피리미디닐, 6-피리미디닐, 1,2,3-트리아진-4-일, 1,2,4-트리아진-3-일, 1,3,5-트리아진-2-일, 1-이미다졸릴, 2-이미다졸릴, 1-피라졸릴, 1-인돌리디닐, 2-인돌리디닐, 3-인돌리디닐, 5-인돌리디닐, 6-인돌리디닐, 7-인돌리디닐, 8-인돌리디닐, 2-이미다조피리디닐, 3-이미다조피리디닐, 5-이미다조피리디닐, 6-이미다조피리디닐, 7-이미다조피리디닐, 8-이미다조피리디닐, 3-피리디닐, 4-피리디닐, 1-인돌릴, 2-인돌릴, 3-인돌릴, 4-인돌릴, 5-인돌릴, 6-인돌릴, 7-인돌릴, 1-이소인돌릴, 2-이소인돌릴, 3-이소인돌릴, 4-이소인돌릴, 5-이소인돌릴, 6-이소인돌릴, 7-이소인돌릴, 2-푸릴, 3-푸릴, 2-벤조푸라닐, 3-벤조푸라닐, 4-벤조푸라닐, 5-벤조푸라닐, 6-벤조푸라닐, 7-벤조푸라닐, 1-이소벤조푸라닐, 3-이소벤조푸라닐, 4-이소벤조푸라닐, 5-이소벤조푸라닐, 6-이소벤조푸라닐, 7-이소벤조푸라닐, 2-퀴놀릴, 3-퀴놀릴, 4-퀴놀릴, 5-퀴놀릴, 6-퀴놀릴, 7-퀴놀릴, 8-퀴놀릴, 1-이소퀴놀릴, 3-이소퀴놀릴, 4-이소퀴놀릴, 5-이소퀴놀릴, 6-이소퀴놀릴, 7-이소퀴놀릴, 8-이소퀴놀릴, 2-퀴녹살리닐, 5-퀴녹살리닐, 6-퀴녹살리닐, 1-카바졸릴, 2-카바졸릴, 3-카바졸릴, 4-카바졸릴, 9-카바졸릴, 아자카바졸릴-1-일, 아자카바졸릴-2-일, 아자카바졸릴-3-일, 아자카바졸릴-4-일, 아자카바졸릴-5-일, 아자카바졸릴-6-일, 아자카바졸릴-7-일, 아자카바졸릴-8-일, 아자카바졸릴-9-일, 1-페난트리디닐, 2-페난트리디닐, 3-페난트리디닐, 4-페난트리디닐, 6-페난트리디닐, 7-페난트리디닐, 8-페난트리디닐, 9-페난트리디닐, 10-페난트리디닐, 1-아크리디닐, 2-아크리디닐, 3-아크리디닐, 4-아크리디닐, 9-아크리디닐, 2-옥사졸릴, 4-옥사졸릴, 5-옥사졸릴, 2-옥사디아졸릴, 5-옥사디아졸릴, 3-푸라자닐, 2-티에닐, 3-티에닐, 2-메틸피롤-1-일, 2-메틸피롤-3-일, 2-메틸피롤-4-일, 2-메틸피롤-5-일, 3-메틸피롤-1-일, 3-메틸피롤-2-일, 3-메틸피롤-4-일, 3-메틸피롤-5-일, 2-tert-부틸피롤-4-일, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일, 2-메틸-1-인돌릴, 4-메틸-1-인돌릴, 2-메틸-3-인돌릴, 4-메틸-3-인돌릴, 2-tert-부틸-1-인돌릴, 4-tert-부틸-1-인돌릴, 2-tert-부틸-3-인돌릴, 4-tert-부틸-3-인돌릴, 1-디벤조푸라닐, 2-디벤조푸라닐, 3-디벤조푸라닐, 4-디벤조푸라닐, 1-디벤조티오페닐, 2-디벤조티오페닐, 3-디벤조티오페닐, 4-디벤조티오페닐, 1-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 2-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 3-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 4-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 5-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 6-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 7-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 8-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 9-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 10-나프토-[1,2-b]-벤조푸란일, 1-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 2-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 3-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 4-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 5-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 6-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 7-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 8-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 9-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 10-나프토-[2,3-b]-벤조푸란일, 1-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 2-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 3-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 4-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 5-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 6-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 7-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 8-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 9-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 10-나프토-[2,1-b]-벤조푸란일, 1-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 6-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 7-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 8-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 9-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 10-나프토-[1,2-b]-벤조티오페닐, 1-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[2,3-b]-벤조티오페닐, 1-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 2-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 3-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 4-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 5-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 6-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 7-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 8-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 9-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 10-나프토-[2,1-b]-벤조티오페닐, 1-실라플루오레닐, 2-실라플루오레닐, 3-실라플루오레닐, 4-실라플루오레닐, 1-게르마플루오레닐, 2-게르마플루오레닐, 3-게르마플루오레닐, 4-게르마플루오레닐 등을 들 수 있다. 본원에서 "할로겐"은 F, Cl, Br 및 I 원자를 포함한다.
또한, 본원에 기재되어 있는 "치환 또는 비치환"이라는 기재에서 '치환'은 어떤 작용기에서 수소 원자가 다른 원자 또는 다른 작용기 (즉, 치환기)로 대체되는 것을 뜻한다. 본원에서, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 아릴렌, 치환된 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴렌, 치환된 시클로알킬, 치환된 시클로알케닐, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 알콕시, 치환된 트리알킬실릴, 치환된 디알킬아릴실릴, 치환된 알킬디아릴실릴, 치환된 트리아릴실릴, 치환된 모노- 또는 디- 알킬아미노, 치환된 모노- 또는 디- 아릴아미노 및 치환된 알킬아릴아미노의 치환기는 각각 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노; 카르복실; 니트로; 히드록시; (C1-C30)알킬; 할로(C1-C30)알킬; (C2-C30)알케닐; (C2-C30)알키닐; (C1-C30)알콕시; (C1-C30)알킬티오; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C6-C30)아릴옥시; (C6-C30)아릴티오; (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (3-30 원)헤테로아릴; (C1-C30)알킬, (C6-C30)아릴 및 (3-30원)헤테로아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 트리(C1-C30)알킬실릴; 트리(C6-C30)아릴실릴; 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴; (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬카보닐; (C1-C30)알콕시카보닐; (C6-C30)아릴카보닐; 디(C6-C30)아릴보로닐; 디(C1-C30)알킬보로닐; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이다. 본원의 일 양태에 따르면, 상기 치환기는 각각 독립적으로 중수소; (C1-C20)알킬; (C6-C25)아릴로 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴; (C1-C20)알킬 및 (C6-C25)아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴; 아미노; 및 모노- 또는 디- (C6-C25)아릴아미노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, 상기 치환기는 각각 독립적으로 (C1-C10)알킬; (C6-C18)아릴로 치환 또는 비치환된 (5-20원)헤테로아릴; (C1-C10)알킬 및 (C6-C18)아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴; 및 디(C6-C18)아릴아미노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이다. 예를 들면, 상기 치환기는 메틸, 페닐, 나프틸, 비페닐, 페난트레닐, 터페닐, 트리페닐레닐, 디메틸플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 디페닐플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 디벤조푸란일, 디벤조티오펜일, 페닐 또는 비페닐로 치환된 카바졸릴, 벤조나프토티오펜일, 벤조나프토푸란일 및 디페닐아미노 중 하나 이상일 수 있다.
본원에서 인접한 치환기와 연결되어 형성된 고리는 인접한 두 개 이상의 치환기가 연결 또는 융합되어 형성된 치환 또는 비치환된 (3-30원)의 단일환 또는 다환의 지환족, 방향족 또는 이들의 조합의 고리를 의미한다. 상기 고리는 바람직하게는 치환 또는 비치환된 (3-26원)의 단일환 또는 다환의 지환족, 방향족 또는 이들의 조합의 고리일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 비치환된 (5-10원)의 단일환 또는 다환의 방향족 고리일 수 있고, 예를 들면, 벤젠 고리일 수 있다. 또한, 형성된 고리는 B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다.
본원에서, 헤테로아릴, 헤테로아릴렌, 및 헤테로시클로알킬은 각각 독립적으로, B, N, O, S, Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 헤테로원자는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 및 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 결합될 수 있다.
상기 화학식 1에서, L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, L1 은 (3-25원)헤테로아릴 및/또는 디(C6-C25)아릴아미노로 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌일 수 있고, L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌일 수 있다. 예를 들면, L1 은 디벤조티오페닐로 치환 또는 비치환된 페닐렌, 나프틸렌, 또는 디페닐아미노로 치환 또는 비치환된 비페닐렌일 수 있고, L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일 결합 또는 페닐렌일 수 있다.
상기 화학식 1에서, Ar1은 치환 또는 비치환된 질소 함유 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar1은 치환 또는 비치환된 질소 함유 (5-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar1 은 (C1-C10)알킬 및 (C6-C25)아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴이다. 예를 들면, Ar1 은 페닐 또는 디벤조티오페닐로 치환 또는 비치환된 카바졸릴, 벤조카바졸릴, 디벤조카바졸릴, 벤조푸로카바졸릴, 벤조티에노카바졸릴, 하나 이상의 메틸로 치환된 인데노카바졸릴, 또는 페닐로 치환 또는 비치환된 질소 함유 (23-30원)헤테로아릴일 수 있다.
상기 화학식 1에서, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 하나 이상의 (C1-C10)알킬로 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴일 수 있다. 예를 들면, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 페닐, 비페닐, 나프틸, 디메틸플루오레닐, 디벤조푸란일, 또는 디벤조티오펜일일 수 있다.
본원의 일 양태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-11 중 하나 이상으로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure pat00003
Figure pat00004
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure pat00005
Figure pat00006
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure pat00007
Figure pat00008
[화학식 1-7] [화학식 1-8]
Figure pat00009
Figure pat00010
[화학식 1-9] [화학식 1-10]
Figure pat00011
Figure pat00012
[화학식 1-11]
Figure pat00013
상기 화학식 1-1 내지 1-11에서, Ar2, Ar3, 및 L1 내지 L3 은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
상기 화학식 1-2에서, Y는 O, S, CR4R5, 또는 NR6이다.
상기 화학식 1-3 내지 1-11에서, T1 내지 T13, 및 X1 내지 X12는 각각 독립적으로 N 또는 CV1이다. 본원의 일 양태에 따르면, T1 내지 T13, 및 X1 내지 X12는 각각 독립적으로 CV1이다.
R4 내지 R11, 및 V1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나; R4 및 R5은 서로 연결되어 고리를 형성하거나, 인접한 둘 이상의 R7 내지 R11은 서로 연결되어 고리를 형성하거나, 인접한 둘 이상의 V1은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, R4 내지 R11, 및 V1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이거나; 인접한 둘 이상의 R7, 인접한 둘 이상의 R8, 및 인접한 둘 이상의 R11은 각각 서로 연결되어 고리를 형성하거나, 인접한 둘 이상의 V1은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R4 및 R5는 각각 독립적으로 비치환된 (C1-C10)알킬이고, R4 및 R5는 서로 동일할 수 있으며; R6은 비치환된 (C6-C18)아릴이고; R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 비치환된 (5-20원)헤테로아릴이거나, 인접한 둘 이상의 R7 및 인접한 둘 이상의 R8은 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소이고; R11 은 수소이거나, 인접한 둘 이상의 R11 은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며; V1 은 각각 독립적으로 수소 또는 비치환된 (C6-C18)아릴이거나, 인접한 둘 이상의 V1 은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다. 예를 들면, R4 및 R5는 메틸일 수 있고; R6은 페닐일 수 있고; R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 페닐, 또는 디벤조티오펜일이거나, 인접한 두 개의 R7은 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성하거나, 인접한 두 개의 R8은 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성할 수 있으며; R9 및 R10은 수소일 수 있고; R11 은 수소이거나, 인접한 두 개의 R11 은 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성할 수 있으며; V1 은 각각 독립적으로 수소 또는 페닐이거나, 인접한 두 개의 V1 은 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 1-4 내지 1-11에서, Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다.
상기 화학식 1-1 내지 1-11에서, g, h, i 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, g, h, i 및 k가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R7, R8, R9 및 R11은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, j는 1 또는 2의 정수이고, j가 2인 경우, 각각의 R10은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 2에서, Y1은 O, S, CR11R12, 또는 NR13이다.
R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알케닐, 치환 또는 비치환된 (3-7원)헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; R11과 R12는 서로 연결되어 스피로 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, R11 및 R12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C20)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이거나; R11과 R12는 서로 연결되어 스피로 고리를 형성할 수 있다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R11 및 R12는 각각 독립적으로 비치환된 (C1-C10)알킬, 또는 비치환된 (C6-C18)아릴이거나; R11과 R12는 서로 연결되어 스피로 고리를 형성할 수 있다. 예를 들면, R11 및 R12는 각각 독립적으로 메틸 또는 페닐이거나, 서로 연결되어 기본 골격과 함께 스피로[플루오렌-벤조플루오렌] 고리를 형성할 수 있다. R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 본원의 일 양태에 따르면, 서로 동일할 수 있다.
R13은 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알케닐, 치환 또는 비치환된 (3-7원)헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, R13은 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R13은 하나 이상의 (C1-C6)알킬로 치환 또는 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 비치환된 (5-20원)헤테로아릴이다. 예를 들면, R13은 페닐, 나프틸, 비페닐, 디메틸플루오레닐, 페난트레닐, 또는 디벤조티오페닐일 수 있다.
상기 화학식 2에서, R1 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 둘 이상의 인접한 R1 은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R1 은 각각 독립적으로 수소, 비치환된 (C6-C18)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (5-25원)헤테로아릴이다. 예를 들면, R1 은 각각 독립적으로 수소, 페닐, 나프틸, 비페닐, 페난트레닐, 페닐로 치환된 카바졸릴, 디벤조푸란일, 또는 디벤조티오펜일일 수 있다.
상기 화학식 2에서, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다. 본원의 일 양태에 따르면, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 또는 비치환된 (C6-C18)아릴이다. 예를 들면, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 페닐, 또는 나프틸일 수 있다.
단, R13, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 -L-(Ar)d이다. 본원의 일 양태에 따르면, R13, R1, R2 및 R3 중 어느 하나는 -L-(Ar)d이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, R13, R2 및 R3 중 어느 하나는 -L-(Ar)d이다. 예를 들면, R2 및 R3 중 어느 하나는 -L-(Ar)d이다.
상기 L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이다. 본원의 일 양태에 따르면, L은 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C25)아릴렌이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, L은 단일결합 또는 비치환된 (C6-C18)아릴렌이다. 예를 들면, L은 단일결합, 페닐렌, 나프틸렌, 또는 비페닐렌일 수 있다.
상기 Ar은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 질소 함유 (3-30원)헤테로아릴이다. 본원의 일 양태에 따르면, Ar은 각각 독립적으로 치환된 질소 함유 (5-25원)헤테로아릴이다. 본원의 다른 일 양태에 따르면, Ar은 각각 독립적으로 (C6-C30)아릴 및 (3-30원)헤테로아릴 중 하나 이상으로 치환된 질소 함유 (5-25원)헤테로아릴이다. 예를 들면, Ar은 치환된 트리아진일, 치환된 퀴녹살리닐, 치환된 퀴나졸리닐, 치환된 벤조퀴녹살리닐, 또는 치환된 벤조퀴나졸리닐일 수 있고, 상기 치환된 트리아진일, 치환된 퀴녹살리닐, 치환된 퀴나졸리닐, 치환된 벤조퀴녹살리닐, 및 치환된 벤조퀴나졸리닐의 치환기는 각각 독립적으로 페닐, 비페닐, 나프틸, 페닐나프틸, 나프틸페닐, 터페닐, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 스피로비플루오레닐, 디메틸플루오레닐, 페닐로 치환 또는 비치환된 디페닐플루오레닐, 페닐 또는 비페닐로 치환된 카바졸릴, 페닐로 치환 또는 비치환된 디벤조푸란일, 디벤조티오펜일, 벤조나프토티오펜일 및 벤조나프토푸란일 중 하나 이상일 수 있다.
상기 화학식 2에서, a, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, a, c 및 d가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R1, 각각의 R3, 및 각각의 Ar은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며; b는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이며, b가 2인 경우, 각각의 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, a 내지 d는 각각 1일 수 있다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-9 중 하나 이상으로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1] [화학식 2-2]
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Figure pat00015
[화학식 2-3] [화학식 2-4]
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[화학식 2-5] [화학식 2-6]
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[화학식 2-7] [화학식 2-8]
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Figure pat00021
[화학식 2-9]
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상기 화학식 2-1 내지 2-9에서, Y1, L, Ar, 및 a 내지 d는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
상기 화학식 2-1 내지 2-9에서, m은 1의 정수이고, f는 1 내지 3의 정수이며, f가 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R3은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, f는 1일 수 있다.
상기 화학식 2-1 내지 2-9에서, R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다. R1 내지 R3 의 구체적인 양태는 상기 화학식 2에서 기재된 바와 같다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
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상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
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상기 화합물 H-1-1 내지 H-1-94 중 하나 이상과 상기 화합물 C-1 내지 C-588 중 하나 이상이 서로 조합되어 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있다.
본원에 따른 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물은 당업자에게 공지된 합성 방법으로 제조될 수 있고, 특히 다수의 특허문헌에 개시되어 있는 합성방법을 참조할 수 있다. 예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물은 한국 공개특허공보 제2013-0106255호 (2013. 9. 27. 공개), 제2012-0042633호 (2012. 5. 3. 공개), 제2018-0099510호 (2018. 9. 5. 공개), 및 제2018-0012709호 (2018. 2. 3. 공개)에 개시된 방법을 참조하여 합성될 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1 내지 4를 참조하여 합성될 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
[반응식 1]
Figure pat00144
[반응식 2]
Figure pat00145
[반응식 3]
Figure pat00146
[반응식 4]
Figure pat00147
상기 반응식 1 내지 4에서, Y1, L, Ar, R1 내지 R3, a 내지 d 및 f는 화학식 2-1 내지 2-6에서 정의한 바와 같고, Hal은 I, Br, Cl, ONf (노나플루오로부탄설포닐) 또는 OTf (트리플레이트)이다.
상기에서 화학식 2로 표시되는 본 발명의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응, N-arylation 반응, H-mont-mediated etherification 반응, Miyaura borylation 반응, Suzuki cross-coupling 반응, Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응, Heck reaction, Cyclic Dehydration 반응, SN1 치환 반응, SN2 치환 반응, Phosphine-mediated reductive cyclization 반응, Ullmann반응, Wittig 반응 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 2에 정의된 다른 치환기가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본원에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 적어도 1층의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층은 제1 유기 전계 발광 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및 제2 유기 전계 발광 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 복수 종의 유기 전계 발광 재료를 포함할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, 본원에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 적어도 1층의 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 제1 호스트 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 제2 호스트 재료로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 복수 종의 호스트 재료를 포함한다.
상기 발광층은 호스트와 도판트를 포함하고, 상기 호스트는 복수 종의 호스트 재료를 포함하며, 복수 종의 호스트 재료는 제1 호스트 재료 및 제2 호스트 재료를 포함한다. 상기 제1 호스트 재료는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 단독으로, 또는 상기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 화합물로 이루어질 수 있고, 유기 전계 발광 재료에 포함되는 통상의 물질을 추가로 포함할 수도 있다. 상기 제2 호스트 재료는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 단독으로, 또는 상기 화학식 2로 표시되는 하나 이상의 화합물로 이루어질 수 있고, 유기 전계 발광 재료에 포함되는 통상의 물질을 추가로 포함할 수도 있다. 여기서, 제1 호스트 화합물과 제 2 호스트 화합물의 중량비는 약 1:99 내지 약 99:1, 바람직하게는 약 10:90 내지 약 90:10, 더욱 바람직하게는 약 30:70 내지 약 70:30, 더욱 바람직하게는 약 40:60 내지 약 60:40이며, 더욱 더 바람직하게는 약 50:50이다.
본원에서 발광층은 발광이 이루어지는 층으로서 단일층일 수 있으며, 또한 2개 이상의 층이 적층된 복수의 층일 수 있다. 본원의 복수 종의 호스트 재료는 제1 및 제2 호스트 재료가 모두 하나의 층에 포함될 수도 있고, 제1 및 제2 호스트 재료가 각각 다른 발광층에 포함될 수도 있다. 본원의 일 태양에 따르면, 상기 발광층의 호스트 화합물에 대한 도판트 화합물의 도핑 농도는 약 20 중량% 미만일 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자는 정공주입층, 정공전달층, 정공보조층, 발광보조층, 전자전달층, 전자주입층, 계면층(interlayer), 전자버퍼층, 정공차단층 및 전자차단층에서 선택되는 1층 이상을 더 포함할 수 있다. 본원의 일 양태에 따르면, 본원의 유기 전계 발광 소자는 본원의 복수 종의 호스트 재료 이외에 아민계 화합물을 정공 주입 재료, 정공 전달 재료, 정공 보조 재료, 발광 재료, 발광 보조 재료, 및 전자 차단 재료 중 하나 이상으로 더 포함할 수 있다. 또한, 본원의 일 양태에 따르면, 본원의 유기 전계 발광 소자는 본원의 복수 종의 호스트 재료 이외에 아진계 화합물을 전자 전달 재료, 전자 주입 재료, 전자 버퍼 재료 및 정공 차단 재료 중 하나 이상으로 더 포함할 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 도판트로는 하나 이상의 인광 또는 형광 도판트를 사용할 수 있고, 인광 도판트가 바람직하다. 본원의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 인광 도판트 재료는 특별히 제한되지는 않으나, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 착체 화합물일 수 있고, 경우에 따라 바람직하게는, 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 구리(Cu) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 원자의 오르토 메탈화 착체 화합물일 수 있으며, 경우에 따라 더 바람직하게는, 오르토 메탈화 이리듐 착체 화합물일 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 도판트로 하기 화학식 101로 표시되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
[화학식 101]
Figure pat00148
상기 화학식 101에서,
L은 하기 구조 1 내지 3에서 선택되는 어느 하나이고;
[구조 1] [구조 2] [구조 3]
Figure pat00149
R100 내지 R103은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 시아노, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있고, 예를 들면 피리딘과 함께 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리딘, 치환 또는 비치환된 인데노피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조푸로퀴놀린, 치환 또는 비치환된 벤조티에노퀴놀린, 또는 치환 또는 비치환된 인데노퀴놀린 고리를 형성할 수 있으며;
R104 내지 R107은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 시아노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있고, 예를 들면 벤젠과 함께 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 플루오렌, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 디벤조푸란, 치환 또는 비치환된 인데노피리딘, 치환 또는 비치환된 벤조푸로피리딘, 또는 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리딘 고리를 형성할 수 있으며;
R201 내지 R220은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 중수소 및/또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 또는 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴이거나; 인접한 치환기와 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
s는 1 내지 3의 정수이다.
구체적으로, 상기 도판트 화합물의 구체적인 예는 다음과 같으나, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pat00150
Figure pat00151
Figure pat00152
Figure pat00153
Figure pat00154
Figure pat00155
Figure pat00156
Figure pat00157
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Figure pat00162
Figure pat00163
Figure pat00164
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Figure pat00171
Figure pat00172
Figure pat00173
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
Figure pat00177
Figure pat00178
Figure pat00179
본원의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 양극과 발광층 사이에 정공주입층, 정공전달층, 또는 전자차단층에서 선택되거나 이들의 조합으로 이루어진 층이 사용될 수 있다. 정공주입층은 양극에서 정공전달층 또는 전자차단층으로의 정공주입 장벽(또는 정공주입 전압)을 낮출 목적으로 복수의 층이 사용될 수 있으며, 각 층은 2개의 화합물이 동시에 사용될 수 있다. 정공전달층 또는 전자차단층도 복수의 층이 사용될 수 있다.
또한, 발광층과 음극 사이에 전자버퍼층, 정공차단층, 전자전달층, 또는 전자주입층에서 선택되거나 이들의 조합으로 이루어진 층이 사용될 수 있다. 전자버퍼층은 전자주입을 조절하고 발광층과 전자주입층 사이의 계면 특성을 향상시킬 목적으로 복수의 층이 사용될 수 있으며, 각 층은 2개의 화합물이 동시에 사용될 수 있다. 정공차단층 또는 전자전달층도 복수의 층이 사용될 수 있고, 각 층에 복수의 화합물이 사용될 수 있다.
본원의 유기 전계 발광 소자의 각 층은 진공 증착, 스퍼터링, 플라즈마, 이온 플레이팅 등의 건식 성막법이나, 잉크 젯 프린팅(ink jet printing), 노즐 프린팅(nozzle printing), 슬롯 코팅(slot coating), 스핀 코팅, 침지 코팅(dip coating), 플로우 코팅 등의 습식 성막법 중 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다.
습식 성막법의 경우, 각 층을 형성하는 재료를 에탄올, 클로로포름, 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜 박막을 형성하는데, 그 용매는 각 층을 형성하는 재료가 용해 또는 분산될 수 있고, 성막성에 문제가 없는 것이라면 어느 것이어도 된다.
또한, 본원의 제1 및 제2 호스트 화합물을 상기 열거된 방법으로 성막할 수 있으며, 흔히 공증착 또는 혼합증착 공정에 의해 성막할 수 있다. 상기 공증착은 두 가지 이상의 재료를 각각의 개별 도가니 소스에 넣고, 두 셀을 동시에 전류를 인가하여 재료를 증발시켜 혼합 증착하는 방식이고, 상기 혼합 증착은 증착 전 두 가지 이상의 재료를 하나의 도가니 소스에 혼합한 후, 하나의 셀에 전류를 인가하여 재료를 증발시켜 혼합 증착하는 방식이다. 또한, 제1 및 제2 호스트 화합물이 유기 전계 발광 소자 내의 같은 층 또는 다른 층에 존재하게 되는 경우, 두 호스트 화합물은 각각 개별적으로 성막할 수 있다. 예를 들어, 제1 호스트 화합물을 증착한 후 제2 호스트 화합물을 증착할 수 있다.
본원은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 복수 종의 호스트 재료를 이용하여 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 즉, 본원의 복수 종의 호스트 재료를 이용하여 표시 장치 또는 조명 장치를 제조하는 것이 가능하다. 구체적으로, 본원의 복수 종의 호스트 재료를 이용하여 디스플레이 장치, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, TV 또는 차량용의 디스플레이 장치, 또는 조명 장치, 예를 들면, 옥외 또는 옥내용 조명 장치를 제조하는 것이 가능하다.
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 대표 화합물을 들어 본원에 따른 화합물의 합성 방법을 나타내었다. 그러나, 본 발명은 하기의 예들에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1] 화합물 H-1-38의 제조
Figure pat00180
화합물 A (5.0 g, 11.2 mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 (3.0 g, 12.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.5 g, 0.56 mmol), s-phos (0.46 g, 1.12 mmol), 및 NaOtBu (2.7 g, 28 mmol)에 톨루엔 60 mL 를 투입한 후 6시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종결 후 실온으로 냉각한 뒤 상온에서 교반하고, MeOH를 넣어 생성된 고체를 감압 여과하고, MC/Hex 으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 H-1-38 (2.3 g, 수율: 34%)를 얻었다.
Figure pat00181
[ 실시예 2] 화합물 H-1- 58 의 제조
Figure pat00182
화합물 B (5.0 g, 15.2 mmol), 4-브로모-N,N-디페닐아닐린 (5.4 g, 16.7 mmol), Pd2(dba)3 (0.7 g, 0.76 mmol), s-phos (0.6 g, 1.52 mmol), 및 NaOtBu (2.9 g, 30.4 mmol)에 o-자일렌 80 mL 를 투입한 후 4시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종결 후 실온으로 냉각한 뒤 상온에서 교반하고, MeOH를 넣어 생성된 고체를 감압 여과하고, MC/Hex 으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 H-1-58 (4.0 g, 수율: 46%)를 얻었다.
Figure pat00183
[ 실시예 3] 화합물 C-230의 제조
Figure pat00184
1) 화합물 3의 합성
플라스크에서, 화합물 1 (30 g, 94.19 mmol), 화합물 2 (13.1 g, 94.19 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) (5.4g, 4.709 mmol), 및 탄산칼륨 (39 g, 282.5 mmol)을 톨루엔 580 mL, 에탄올 145 mL, 및 물 145 mL 에 넣어 녹인 후4시간 동안 환류 교반시켰다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각한 뒤 에틸 아세테이트로 추출한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 3 (18.5 g, 수율: 68 %)을 얻었다.
2) 화합물 4의 합성
플라스크에 화합물 3 (18.5 g, 64.52 mmol), 피리딘 염산염 (112 g, 967.9 mmol) 를 넣은 후 230℃에서 3시간 동안 환류 교반시켰다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각한 뒤 다이메틸클로라이드로 추출하였다. 추출한 유기층을 감압증류하고, 헥산을 적가한 후 여과하여 화합물 4 (14.8 g, 수율: 84 %)을 얻었다.
3) 화합물 5의 합성
플라스크에 화합물 4 (14.8 g, 54.27 mmol), 탄산칼륨 (3.75 g, 27.13 mmol), 및 다이메틸포름아마이드 360 mL를 넣고 1시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 냉각한 뒤, 물을 적가한 후 여과하여 화합물 5 (13 g, 수율: 94 %)을 얻었다.
4) 화합물 6의 합성
플라스크에 화합물 5 (10 g, 39.57 mmol), 비스(피나콜레이토)다이보론 (12 g, 47.48 mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0) (1.4 g, 1.582 mmol), 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐 (1.3 g, 3.165 mmol), 아세트산 칼륨 (11.6 g, 118.7 mmol), 및 1,4-다이옥산 200 mL를 넣어준 후 3시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후 에틸 아세테이트로 추출하고 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 6 (7.8 g, 수율: 54 %)을 얻었다.
5) 화합물 C-230의 합성
플라스크에 화합물 6 (4.5 g, 13.07 mmol), 화합물 7 (5 g, 13.07 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) (0.75 g, 0.653 mmol), 탄산칼륨 (5.4 g, 39.22 mmol), 톨루엔 80 mL, 에탄올 20 mL, 및 물 20 mL을 넣어준 뒤 2시간 동안 환류교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각하고 메탄올을 적가한 뒤 여과하였다. 이 후, 다이메틸클로라이드로 용해한 뒤, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 C-230 (3.7 g, 수율: 53%)를 얻었다.
Figure pat00185
[ 실시예 4] 화합물 C-167의 제조
Figure pat00186
플라스크에서, 화합물 4-1 (5 g, 19.03 mmol), 화합물 4-2 (9.1 g, 20.94 mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0) (0.88 g, 0.97 mmol), 2-다이사이클로헥실 포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐 (0.79 g, 1.93 mmol), 및 소디움 tert-뷰톡사이드 (4.63 g, 48.3 mmol)을 o-자일렌 100 mL에 넣어 녹인 후 4시간 동안 환류교반시켰다. 반응이 끝나면 에틸아세테이트로 추출한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 C-167 (5 g, 수율: 50 %)을 얻었다.
Figure pat00187
[ 실시예 5] 화합물 C-489의 제조
Figure pat00188
반응용기에 화합물 5-1 (5.0 g, 13.9 mmol), 2-(4-브로모나프탈렌-1-일)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (6.1 g, 13.9 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (0.8 g, 0.7 mmol), 탄산칼륨 (3.9 g, 27.8 mmol), 톨루엔 (30 mL), 에탄올 (10 mL) 및 증류수(14 mL)를 첨가한 후, 130℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 석출된 고체를 증류수와 메탄올로 세척하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-489 (3.6 g, 수율: 44 %)를 얻었다.
Figure pat00189
[ 실시예 6] 화합물 C-585의 제조
Figure pat00190
반응용기에 화합물 6-1 (4.0 g, 14.9 mmol), 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메닐-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 (7.1 g, 16.4 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (0.7 g, 0.74 mmol), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (s-phos) (0.6 g, 1.49 mmol), 소듐 tert-부톡사이드 (3.5 g, 37.3 mmol) 및 o-자일렌 (80 mL)를 첨가한 후, 165℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-585 (4.2 g, 수율: 81 %)를 얻었다.
Figure pat00191
[ 실시예 7] 화합물 C-174의 제조
Figure pat00192
반응용기에 1-클로로나프토[1,2-b]벤조푸란 (6.0 g, 23.7 mmol), 2,4-디페닐-6-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 (11.4 g, 26.1 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (1.1 g, 1.2 mmol), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(s-phos) (0.98 g, 2.4 mmol), 포타슘포스페이트 (12.6 g, 59.3 mmol) 및 o-자일렌 (120 mL)를 첨가한 후, 165℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-174 (4.0 g, 수율: 32 %)를 얻었다.
Figure pat00193
[ 실시예 8] 화합물 C-520의 제조
Figure pat00194
반응용기에 2-(11,11-디메틸-11H-벤조[a]플루오렌-3-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란 (4.23 g, 11.4 mmol), 2-클로로-4,6-디(나프탈렌-2-일)-1,3,5-트리아진 (5.04 g, 13.7 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (0.66 g, 0.57 mmol), 탄산칼륨 (3.15 g, 22.8 mmol), 톨루엔 (35 mL), 에탄올 (7 mL) 및 증류수 (11 mL)를 첨가한 후, 130℃에서 15 시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 석출된 고체를 증류수와 메탄올로 세척하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-520 (4.5 g, 수율: 69 %)를 얻었다.
Figure pat00195
[ 실시예 9] 화합물 C-584의 제조
Figure pat00196
1) 화합물 1-1의 합성
반응용기에 화합물 C (37 g, 205.05 mmol), 2-브로모-6-클로로벤즈알데하이드 (30 g, 136.7 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) (4.7 g, 4.1 mmol), 탄산칼륨 (47.2 g, 341.75 mmol), 테트라하이드로퓨란 400 mL, 및 증류수 100 mL 를 첨가한 후 100℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 증류수로 씻어주고 에틸 아세테이트로 추출한 뒤 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-1 (35 g, 수율: 94%)를 얻었다.
2) 화합물 1-2의 합성
반응용기에 화합물 1-1 (35 g, 128.32 mmol), (메톡시메틸)트리페닐포스포늄 클로라이드 (66 g, 192.48 mmol) 및 테트라하이드로퓨란 350 mL을 넣은 뒤, 0℃에서 포타슘 tert-뷰톡사이드 1M 193 mL을 적가하였다. 적가가 끝나면 반응온도를 상온으로 서서히 올려주고 2시간 동안 추가로 교반하였다. 반응이 끝나면 에틸 아세테이트로 추출한 뒤 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-2 (31 g, 수율: 80%)를 얻었다.
3) 화합물 1-3의 합성
반응용기에서 화합물 1-2 (31 g, 103.06 mmol)을 클로로벤젠에 녹인 후, 에톤스시약 3.1 mL를 천천히 적가하였다. 적가가 끝나면 상온에서 2시간 추가로 교반하였다. 반응이 끝나면 증류수로 씻어주고 에틸 아세테이트로 추출한 뒤 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-3 (24.4 g, 수율: 88%)를 얻었다.
4) 화합물 1-4의 합성
반응용기에 화합물 1-3 (9.0 g, 29.77 mmol), 비스(피나콜레이토)다이보론 (9.1 g, 35.72 mmol), 트리스(다이벤질리딘아세톤)다이팔라듐(0) (1.1 g, 1.19 mmol), 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐 (s-phos) (1.0 g, 2.38 mmol), 아세트산 칼륨 (8.8 g, 89.31 mmol) 및 1,4-다이옥산 150 mL를 첨가한 후 130℃에서 6시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출한 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1-4 (9.0 g, 84 %)를 얻었다.
5) 화합물 C-584의 합성
반응용기에 화합물 1-4 (4.5 g, 12.49 mmol), 2-(3'-브로모-[1,1'-바이페닐]-3-일)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 (6.6 g, 14.20 mmol), 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) (0.4 g, 0.34 mmol), 탄산나트륨 (3.0 g, 28.38 mmol), 톨루엔55 mL, 에탄올 14 mL 및 증류수 14 mL를 첨가한 후 130℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 석출된 고체를 증류수와 메탄올로 세척하였다. 이 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 C-584 (3.9 g, 51 %)를 얻었다.
Figure pat00197
이하에서, 본원의 일 양태에 따른 유기 전계 발광 소자의 특성을 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본원의 상세한 이해를 위하여 OLED 소자의 특성을 설명한 것일 뿐, 본원은 하기의 예들에 한정되는 것은 아니다.
[소자 실시예 1-1 내지 1-4] 호스트로서 본원에 따른 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 증착한 OLED 소자 제조
본원에 따른 화합물을 포함하는 OLED 소자를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스(지오마텍사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막(10Ω/□)을 아세톤, 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올 및 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 화합물 HI-1을 넣고 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 ITO 기판 위에 80 nm 두께의 제1 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HI-2를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 주입층 위에 5 nm 두께의 제2 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 셀에 화합물 HT-1을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제2 정공 주입층 위에 10 nm 두께의 제1 정공 전달층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-2를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 제1 정공 전달층 위에 60 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀에 호스트로서 하기 표 1에 기재된 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 D-39를 넣은 후, 두 호스트 물질을 1:1의 속도로 증발시키고 동시에 도판트 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트와 도판트의 합계량에 대해 도판트를 3중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제2 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서, 또 다른 셀 두 군데에 화합물 ET-1 과 화합물 EI -1을 1:1의 속도로 증발시켜 발광층 위에 35 nm 두께의 전자 전달층을 증착하였다. 이어서, 전자 주입층으로 화합물 EI -1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED 소자를 제조하였다.
[소자 실시예 2-1 및 2-2] 호스트로서 본원에 따른 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 증착한 OLED 소자 제조
제2 정공 전달층을 화합물 HT-3을 사용하여 45 nm의 두께로 증착하고, 그 위에 전자 차단층으로 화합물 EB -1을 15 nm의 두께로 증착하고, 하기 표 1에 기재된 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 사용한 것 외에는 소자 실시예 1-1과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다.
[ 비교예 1-1 내지 1-4] 호스트로서 비교 화합물을 포함하는 OLED 소자 제조
비교예 1-1 및 1-2에서는 하기 표 1에 기재된 제2 호스트 화합물만을 사용하고, 비교예 1-3 및 1-4에서는 하기 표 1에 기재된 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 사용한 것 외에는 소자 실시예 1-1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 소자 실시예들 및 비교예들의 OLED소자의 1,000 nit 휘도 기준의 전력효율 및 5,000 nit에서의 전류값을 가해 빛의 세기가 100%에서 95%로 떨어지는 데까지의 걸리는 시간(수명; T95)을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00198
상기 표 1로부터, 본원에 따른 특정 조합의 화합물을 호스트 재료로 포함하는 유기 전계 발광 소자는, 종래의 유기 전계 발광 소자에 비하여 동등하거나 개선된 수준의 전력효율을 보이면서, 수명이 상당히 개선됨을 확인할 수 있다.
[소자 실시예 3 내지 7] 호스트로서 본원에 따른 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 증착한 적색 발광 OLED 소자 제조
본원에 따른 OLED를 제조하였다. 우선, OLED용 글래스(지오마텍사 제조) 기판 상의 투명 전극 ITO 박막(10Ω/□)을 아세톤 및 이소프로필알코올을 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로필알코올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 홀더에 ITO 기판을 장착한 후, 진공 증착 장비 내의 셀에 화합물 HI-3을 넣고, 또 다른 셀에는 화합물 HT-1을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 화합물 HI-3과 화합물 HT-1의 합계량에 대해 화합물 HI-3을 3 중량%의 양으로 10 nm 두께로 도핑하여 정공 주입층을 증착하였다. 이어서, 화합물 HT-1을 상기 정공 주입층 위에 증착하여 80 nm 두께의 제1 정공 전달층을 형성하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 화합물 HT-2를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 상기 제1 정공 전달층 위에 60 nm 두께의 제2 정공 전달층을 증착하였다. 정공 주입층과 정공 전달층들을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 셀 두 군데에 호스트로서 하기 표 2에 기재된 각각의 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물을 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 화합물 D-39를 넣은 후, 두 호스트 물질을 1:1의 속도로 증발시키고 동시에 도판트 물질을 다른 속도로 증발시켜 호스트들과 도판트의 합계량에 대해 도판트를 3 중량%의 양으로 도핑함으로써 상기 제2 정공 전달층 위에 40 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서, 상기 발광층 위에 전자 전달 재료로서 화합물 ET-1 및 화합물 EI -1을 50:50의 중량비로 35 nm의 두께로 증착하였다. 이어서, 전자 주입층으로 화합물 EI -1을 상기 전자 전달층 위에 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 캐소드를 상기 전자 주입층 위에 80 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제조하였다. 재료별로 각 화합물은 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 사용하였다.
[ 비교예 2 및 3] 호스트로서 비교 화합물을 포함하는 OLED 소자 제조
비교예 2 및 3에서는 하기 표 2에 기재된 제2 호스트 화합물만을 사용한 것 외에는 소자 실시예 3과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제조하였다.
이상과 같이 제조된 비교예 2 및 3과 소자 실시예 3 내지 7의 유기 전계 발광 소자의 1,000 nit 휘도 기준의 구동 전압, 발광 효율, 발광색 및 5,000 nit 휘도 기준의 빛의 세기가 100%에서 95%로 떨어지는 데까지의 걸리는 시간(수명: T95)을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure pat00199
상기 표 2 로부터, 본원에 따른 특정 조합의 화합물을 복수 종의 호스트 재료로 포함하는 유기 전계 발광 소자는 구동 전압, 발광 효율 및/또는 수명 특성이 개선됨을 확인할 수 있다.
상기 소자 실시예들 및 비교예들에 사용된 화합물을 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure pat00200
Figure pat00201
Figure pat00202

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 호스트 재료, 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 호스트 재료를 포함하는, 복수 종의 호스트 재료:
    [화학식 1]
    Figure pat00203

    상기 화학식 1에서,
    L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이며;
    Ar1은 치환 또는 비치환된 질소 함유 (3-30원)헤테로아릴이고;
    Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이며;
    [화학식 2]
    Figure pat00204

    상기 화학식 2에서,
    Y1은 O, S, CR11R12, 또는 NR13이고;
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알케닐, 치환 또는 비치환된 (3-7원)헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이거나; R11과 R12는 서로 연결되어 스피로 고리를 형성할 수 있으며;
    R13은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알케닐, 치환 또는 비치환된 (3-7원)헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이고;
    R1 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나, 둘 이상의 인접한 R1 은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며;
    R2 및 R3 은 각각 독립적으로 -L-(Ar)d, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이고;
    단, R13, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 -L-(Ar)d이며;
    L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴렌, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴렌이고;
    Ar은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 질소 함유 (3-30원)헤테로아릴이며;
    a, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이며, a, c 및 d가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R1, 각각의 R3 및 각각의 Ar은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며; b는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이며, b가 2인 경우, 각각의 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 아릴렌, 치환된 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴렌, 치환된 시클로알킬, 치환된 시클로알케닐, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 알콕시, 치환된 트리알킬실릴, 치환된 디알킬아릴실릴, 치환된 알킬디아릴실릴, 치환된 트리아릴실릴, 치환된 모노- 또는 디- 알킬아미노, 치환된 모노- 또는 디- 아릴아미노 및 치환된 알킬아릴아미노의 치환기는 각각 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노; 카르복실; 니트로; 히드록시; (C1-C30)알킬; 할로(C1-C30)알킬; (C2-C30)알케닐; (C2-C30)알키닐; (C1-C30)알콕시; (C1-C30)알킬티오; (C3-C30)시클로알킬; (C3-C30)시클로알케닐; (3-7원)헤테로시클로알킬; (C6-C30)아릴옥시; (C6-C30)아릴티오; (C6-C30)아릴로 치환 또는 비치환된 (3-30 원)헤테로아릴; (C1-C30)알킬 및 (3-30원)헤테로아릴 중 하나 이상으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴; 트리(C1-C30)알킬실릴; 트리(C6-C30)아릴실릴; 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴; (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴; 아미노; 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노; 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노; (C1-C30)알킬카보닐; (C1-C30)알콕시카보닐; (C6-C30)아릴카보닐; 디(C6-C30)아릴보로닐; 디(C1-C30)알킬보로닐; (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴보로닐; (C6-C30)아르(C1-C30)알킬; 및 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인, 복수 종의 호스트 재료.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1이 하기 화학식 1-1 내지 1-11 중 하나 이상으로 표시되는 것인, 복수 종의 호스트 재료:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure pat00205
    Figure pat00206

    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure pat00207
    Figure pat00208

    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure pat00209
    Figure pat00210

    [화학식 1-7] [화학식 1-8]
    Figure pat00211
    Figure pat00212

    [화학식 1-9] [화학식 1-10]
    Figure pat00213
    Figure pat00214

    [화학식 1-11]
    Figure pat00215

    상기 화학식 1-1 내지 1-11에서,
    Ar2, Ar3, 및 L1 내지 L3 은 제1항에서 정의된 바와 같고;
    Y는 O, S, CR4R5, 또는 NR6이며;
    T1 내지 T13, 및 X1 내지 X12는 각각 독립적으로 N 또는 CV1이며;
    R4 내지 R11, 및 V1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이거나; R4 및 R5은 서로 연결되어 고리를 형성하거나, 인접한 둘 이상의 R7 내지 R11은 서로 연결되어 고리를 형성하거나, 인접한 둘 이상의 V1은 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
    Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 또는 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴이며;
    g, h, i 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고, g, h, i 및 k가 각각 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R7 , R8, R9 및 R11은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, j는 1 또는 2의 정수이고, j가 2인 경우, 각각의 R10은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 2가 하기 화학식 2-1 내지 2-9 중 하나 이상으로 표시되는 것인, 복수 종의 호스트 재료:
    [화학식 2-1] [화학식 2-2]
    Figure pat00216
    Figure pat00217

    [화학식 2-3] [화학식 2-4]
    Figure pat00218
    Figure pat00219

    [화학식 2-5] [화학식 2-6]
    Figure pat00220
    Figure pat00221

    [화학식 2-7] [화학식 2-8]
    Figure pat00222
    Figure pat00223

    [화학식 2-9]
    Figure pat00224

    상기 화학식 2-1 내지 2-9에서,
    Y1, L, Ar, 및 a 내지 d는 제1항에서의 정의와 동일하고;
    m은 1의 정수이며, f는 1 내지 3의 정수이고, f가 2 이상의 정수인 경우, 각각의 R3은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며;
    R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (3-30원)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬디(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디- (C6-C30)아릴아미노, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴아미노이다.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 복수 종의 호스트 재료.
    Figure pat00225

    Figure pat00226

    Figure pat00227

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    Figure pat00241

    Figure pat00242

    Figure pat00243
  6. 제1항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 복수 종의 호스트 재료.
    Figure pat00244

    Figure pat00245

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  7. 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 적어도 1층의 발광층을 포함하고, 상기 발광층 중 적어도 1층은 제1항에 기재된 복수 종의 호스트 재료를 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
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