KR20210067970A - 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 발광층 및 제1 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 명세서는 2019년 11월 29일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2019-0156836호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 애노드; 상기 애노드에 대향하여 구비된 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 애노드와 캐소드 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 애노드에서는 정공이, 캐소드에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
국제 특허 공개 공보 제2016-152418호
본 명세서에는 유기 발광 소자가 기재된다.
본 명세서는 애노드; 상기 애노드에 대향하여 구비된 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
상기 유기물층은 발광층과, 상기 애노드와 상기 발광층 사이에 구비된 제1 유기물층을 포함하고,
상기 발광층은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하며,
상기 제1 유기물층은 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 고리이고,
Cy1 내지 Cy5 중 1 이상은 하기 화학식 1-A의 고리이고,
[화학식 1-A]
Figure pat00002
상기 화학식 1-A에 있어서,
a* 내지 d* 중 하나 내지 셋은 화학식 1에 축합 또는 연결되는 위치이고,
R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
n1은 1 또는 2이고,
r1은 0 내지 11의 정수이고, r1이 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하고,
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2에 있어서,
L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
R11은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
r11은 0 내지 9의 정수이고, r11이 2 이상인 경우 R11은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서에 기재된 유기 발광 소자는 발광층에 화학식 1의 화합물을 포함하고, 제1 유기물층에 화학식 2의 화합물을 포함함으로써, 낮은 구동전압을 가지고, 우수한 효율 특성, 및 우수한 수명을 갖는다. 구체적으로, 적절한 HOMO 에너지 준위와 LUMO 에너지 준위의 조절을 통하여 정공 및/또는 전자의 수송 정도를 조절하여 낮은 구동 전압, 높은 효율 및 수명이 개선될 수 있다.
도 1, 2, 8 및 9는 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3 내지 7은 2 이상의 스택을 포함하는 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 애노드; 상기 애노드에 대향하여 구비된 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
상기 유기물층은 발광층과, 상기 애노드와 상기 발광층 사이에 구비된 제1 유기물층을 포함하고,
상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고,
상기 제1 유기물층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 화학식 1은 화학식 1-A로 표시되는 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소의 축합고리를 포함한다. 화학식 1-A를 포함함으로써, 낮은 승화온도를 가져 안정성이 높으며, 이로 인하여 소자에 적용시 우수한 효율 및 장수명 특성을 갖는 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 화학식 2는 페난트레닐기를 포함한 아민 화합물로, 페난트렌에 아릴기가 치환된 3차 아민기를 포함함으로써, 정공주입 특성 및 발광층으로 정공을 이동시키는 특성이 우수하고, 전자에 대한 안정성이 우수하여 발광층으로부터 전자의 과도한 이동을 방지함으로써 정공-전자 간 결합 확률을 높여준다. 이에 따라 상기 화학식 2가 사용된 유기 발광 소자는 높은 효율 및 수명을 나타낼 수 있다.
이 때, 상기 화학식 1의 화합물을 발광층에 사용하고, 상기 화학식 2의 화합물을 정공수송영역에 사용하는 경우, 각각의 물질의 안정성이 우수하여 소자의 장수명 특성이 강화되고, 유기 발광 소자에서의 시너지 효과에 의해 소자의 저전압 및 고효율 특성이 더욱 강화된다.
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, * 또는 점선은 다른 치환기 또는 결합부에 결합 또는 축합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, Cn은 탄소수가 n개인 것을 의미하고, Cn-Cm은 탄소수 n 내지 m인 것을 의미한다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환" 이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 같거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된"은 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 실릴기; C1-C20의 알킬기; C3-C60의 사이클로알킬기; C6-C60의 아릴기; 및 C2-C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된"은 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 실릴기; C1-C20의 알킬기; C3-C60의 사이클로알킬기; C6-C60의 아릴기; 및 C2-C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된"은 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 실릴기; C1-C10의 알킬기; C3-C30의 사이클로알킬기; C6-C30의 아릴기; 및 C2-C30의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, "치환 또는 비치환된"은 중수소; 할로겐기; 시아노기(-CN); 실릴기; C1-C6의 알킬기; C3-C20의 사이클로알킬기; C6-C20의 아릴기; 및 C2-C20의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환되었거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 2 이상의 치환기가 연결된다는 것은 어느 하나의 치환기의 수소가 다른 치환기로 대체된 것을 말한다. 예를 들어, 이소프로필기와 페닐기가 연결되어
Figure pat00004
또는
Figure pat00005
의 치환기가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 3개의 치환기가 연결되는 것은 (치환기 1)-(치환기 2)-(치환기 3)이 연속하여 연결되는 것뿐만 아니라, (치환기 1)에 (치환기 2) 및 (치환기 3)이 연결되는 것도 포함한다. 예를 들어, 2개의 페닐기 및 이소프로필기가 연결되어
Figure pat00006
또는
Figure pat00007
의 치환기가 될 수 있다. 4 이상의 치환기가 연결되는 것에도 전술한 것과 동일하게 적용된다.
본 명세서에 있어서, “A 또는 B로 치환된”은 A로만 치환된 경우 또는 B로만 치환된 경우뿐만 아니라, A 및 B로 치환된 경우도 포함한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiY11Y12Y13의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Y11, Y12 및 Y13는 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 -BY14Y15의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Y14 및Y15는 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, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 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. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 4이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; 알킬아릴아민기; 아릴아민기; 아릴헤테로아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 60인 것이 바람직하다. 아릴아민기의 경우 탄소수는 6 내지 60이다. 또 하나의 일 실시상태에 따르면, 아릴아민기의 탄소수는 6 내지 40이다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기; 디메틸아민기; 에틸아민기; 디에틸아민기; 페닐아민기; 나프틸아민기; 바이페닐아민기; 안트라세닐아민기; 9-메틸안트라세닐아민기; 디페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; 디톨릴아민기; N-페닐톨릴아민기; 트리페닐아민기; N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-바이페닐플루오레닐아민기; N-(4-(tert-부틸)페닐)-N-페닐아민기; N,N-비스(4-(tert-부틸)페닐)아민기; N,N-비스(3-(tert-부틸)페닐)아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, 아릴알킬아민기, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, 알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기; 에틸티옥시기; tert－부틸티옥시기; 헥실티옥시기; 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실; 에틸술폭시기; 프로필술폭시기; 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 사이클로로알킬기는 단일고리기뿐만 아니라 다리목(bridgehead), 접합고리(fused ring), 스피로고리(spiro)와 같은 이중고리기를 포함한다. 구체적으로 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기, 사이클로옥틸기, 아다만틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알켄(cycloalkene)은 탄화수소고리 내에 이중결합이 존재하나, 방향족이 아닌 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60일 수 있으며, 일 실시상태에 따르면, 3 내지 30일 수 있다. 사이클로알켄는 단일고리기 뿐만 아니라 다리목(bridgehead), 접합고리(fused ring), 스피로고리(spiro)와 같은 이중고리기를 포함한다. 상기 사이클로알켄의 예로는 사이클로프로펜, 사이클로뷰텐, 사이클로펜텐, 사이클로헥센등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 산소원자에 아릴기가 연결된 것이며, 아킬티오기는 황원자에 알킬기가 연결된 것으로, 알콕시기 및 알킬티오기의 알킬기에는 전술한 알킬기에 관한 설명이 적용될 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, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기의 9번 탄소원자(C)는 알킬기, 아릴기 등으로 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 사이클로펜탄, 플루오렌 등의 스피로 구조를 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 치환된 아릴기는 아릴기에 지방족 고리가 축합된 형태도 포함할 수 있다. 예컨대, 하기 구조의 테트라하이드로나프탈렌기 또는 다이하이드로인덴기는 치환된 아릴기에 포함된다. 하기 구조에서, 벤젠고리의 탄소 중 하나가 다른 위치에 연결될 수 있다.
Figure pat00008
본 명세서에 있어서, 알킬아릴기는 알킬기로 치환된 아릴기를 의미하며, 알킬기 외의 치환기가 추가로 연결될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기를 의미하며, 알킬기 외의 치환기가 추가로 연결될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 산소원자에 아릴기가 연결된 것이며, 아릴티오기는 황원자에 아릴기가 연결된 것으로, 아릴옥시기 및 아릴티오기의 아릴기에는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 아릴옥시기의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시기, p-토릴옥시기, m-토릴옥시기, 3,5-디메틸-페녹시기, 2,4,6-트리메틸페녹시기, p-tert-부틸페녹시기, 3-바이페닐옥시기, 4-바이페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-메틸-1-나프틸옥시기, 5-메틸-2-나프틸옥시기, 1-안트릴옥시기, 2-안트릴옥시기, 9-안트릴옥시기, 1-페난트릴옥시기, 3-페난트릴옥시기, 9-페난트릴옥시기 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2－메틸페닐티옥시기, 4－tert－부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 20이다. 상기 헤테로고리기의 예로는 예로는 피리딜기; 퀴놀린기; 티오펜기; 디벤조티오펜기; 퓨란기; 디벤조퓨란기; 나프토벤조퓨란기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 나프토벤조티오펜기; 디벤조실롤기(dibenzosilole); 나프토벤조실롤기(naphthobenzosilole); 헥사하이드로카바졸기; 디하이드로아크리딘기; 디하이드로디벤조아자실린기; 페녹사진기(phenoxazine); 페노싸이아진기(phenothiazine); 디하이드로디벤조아자실린기; 스피로(디벤조실롤-디벤조아자실린)기; 스피로(아크리딘-플루오렌)기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00009
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 pi 전자가 완전히 컨쥬게이션되고 평면인 탄화수소고리를 의미하는 것으로, 2가인 것을 제외하고는 상기 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리는 고리모양으로 결합된 구조이며, 방향족이 아닌 고리를 의미한다. 지방족 탄화수소고리의 예로 사이클로알킬 또는 사이클로알켄(cycloalkane)을 들 수 있으며, 2가인 것을 제외하고는 전술한 상기 사이클로알킬기 또는 사이클로알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 또한, 치환된 지방족 탄화수소 고리에는 방향족 고리가 축합된 지방족 탄화수소 고리도 포함된다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리는 방향족 탄화수소고리와 지방족 탄화수소고리가 축합고리를 형성하는 것을 의미한다. 방향족과 지방족의 축합고리의 예로서 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌기, 2,3-디하이드로-1H-인덴기 등을 들 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다. 또한, 지방족고리에서의 연속한 2개 탄소에 연결된 치환기 (총 4개) 또한 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 치환기 중 "인접한 기는 서로 결합하여 고리를 형성한다"는 의미는 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "인접한 기가 결합하여 형성된 5원 또는 6원의 고리"는 고리 형성에 참여한 치환기를 포함한 고리가 5원 또는 6원인 것을 의미한다. 상기 고리 형성에 참여한 치환기를 포함한 고리에 추가의 고리가 축합되는 것을 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
이하, 화학식 1에 관하여 상세히 설명한다.
[화학식 1]
Figure pat00010
상기 화학식 1에 있어서,
Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 고리이고,
Cy1 내지 Cy5 중 1 이상은 하기 화학식 1-A의 고리이고,
[화학식 1-A]
Figure pat00011
상기 화학식 1-A에 있어서,
a* 내지 d* 중 하나 내지 셋은 화학식 1에 축합 또는 연결되는 위치이고,
R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
n1은 1 또는 2이고,
r1은 0 내지 11의 정수이고, r1이 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C60의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 C5-C60의 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 C2-C60의 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 C9-C60의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 C5-C30의 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 C2-C30의 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 C9-C30의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 C5-C20의 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 C2-C20의 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 C9-C20의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 플루오렌고리; 치환 또는 비치환된 사이클로헥센고리; 치환 또는 비치환된 사이클로펜텐고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 디벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조티오펜고리; 또는 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조실롤고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 플루오렌고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로안트라센고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 디벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조티오펜고리; 또는 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조실롤고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 플루오렌고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 디벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조실롤고리; 또는 상기 화학식 1-A의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 C5-C20의 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 C2-C30의 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 C9-C20의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로안트라센고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조퓨란고리; 또는 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조티오펜고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조티오펜고리; 또는 상기 화학식 1-A의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 및 Cy2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프토벤조티오펜고리; 또는 상기 화학식 1-A의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy3은 치환 또는 비치환된 벤젠고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy4 및 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 C5-C20의 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 C2-C20의 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 C9-C20의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy4 및 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 플루오렌고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로안트라센고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 디벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜고리; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조실롤고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy4 및 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 플루오렌고리; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴고리; 치환 또는 비치환된 다이하이드로안트라센고리; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 디벤조실롤고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜고리; 치환 또는 비치환된 나프토벤조실롤고리; 또는 상기 화학식 1-A의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5는 각각 후술하는 R1 내지 R6의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 내지 Cy5 중 1 이상; 2 이상; 3 이상; 또는 4 이상은 상기 화학식 1-A의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1, Cy2, Cy4 및 Cy5 중 중 1 이상; 2 이상; 3 이상; 또는 모두는 상기 화학식 1-A의 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 또는 Cy2가 상기 화학식 1-A의 고리인 경우, a* 내지 d* 중 인접한 둘은 화학식 1에 축합되는 위치이다. 구체적으로, a* 및 b*; b* 및 c*; 또는 c* 및 d*가 화학식 1에 축합되는 위치이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy3가 상기 화학식 1-A의 고리인 경우, a* 내지 d* 중 인접한 셋은 화학식 1에 축합되는 위치이다. 구체적으로, a* 내지 c*; 또는 b* 내지 d*가 화학식 1에 축합되는 위치이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy4 또는 Cy5가 상기 화학식 1-A의 고리인 경우, a* 내지 d* 중 하나는 화학식 1에 연결되는 위치이다. 구체적으로, a*; b*; c*; 또는 d*가 화학식 1에 연결되는 위치이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy4 및 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 상기 화학식 1-A; 또는 하기 화학식 1-B이다.
[화학식 1-B]
Figure pat00012
상기 화학식 1-B에 있어서,
점선은 화학식 1에 연결되는 위치이고,
R5는 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 아민기; 또는 상기 화학식 1-A이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
r5는 0 내지 5의 정수이고, r5가 2 이상인 경우 R5는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-B의 점선에 대하여 오르쏘(ortho) 위치에 수소가 아닌 치환기(R5)가 연결된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-B는 하기 화학식 1-B-1 또는 1-B-2 이다.
Figure pat00013
상기 화학식 1-B-1 및 1-B-2에 있어서,
점선, R5 및 r5는 화학식 1-B에서 정의한 바와 같고,
G8은 -O-; -S-; -NG9-; -CG9G10-; 또는 -SiG9G10-이고,
r51은 0 내지 7의 정수이고, r51이 2 이상인 경우 R5는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서에 있어서, R5 중 인접한 기는 각각 독립적으로 서로 결합하여 하기 구조 중 어느 하나의 고리를 형성한다.
Figure pat00014
상기 구조에서, S1 내지 S8은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
s1 내지 s5는 각각 0 내지 4의 정수이며,
s1이 2 이상인 경우, S1은 서로 같거나 상이하고,
s2가 2 이상인 경우, S2는 서로 같거나 상이하며,
s3이 2 이상인 경우, S3은 서로 같거나 상이하고,
s4가 2 이상인 경우, S4는 서로 같거나 상이하며,
s5가 2 이상인 경우, S5는 서로 같거나 상이하고,
*는 치환되는 위치를 표시한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, S6 내지 S8, G9 및 G10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, S6 내지 S8, G9 및 G10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-C30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, S6 내지 S8, G9 및 G10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; 또는 중수소 또는 C1-C6의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 C6-C20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, S6 내지 S8, G9 및 G10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 메틸기; 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-B-2는 하기 구조에서 선택된다.
Figure pat00015
상기 구조에 있어서, 점선, G8, R5 및 r51은 화학식 1-B-2에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C18의 알킬실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C60의 아릴실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-C20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; C1-C10의 알킬기; C1-C10의 알콕시기; C1-C10의 알킬티오기; 실릴기; C6-C30의 아릴기; C6-C30의 아릴옥시기; C6-C30의 아릴티오기; C2-C30의 헤테로고리기; 또는 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 C6-C30의 고리를 형성하고, 상기 치환기 또는 고리는 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C10의 알킬기, 실릴기 및 C6-C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C1-C18의 알킬실릴기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C6-C60의 아릴실릴기; 또는 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; C1-C6의 알킬기; 또는 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기 또는 C1-C18의 트리알킬실릴기로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기이거나, 인접한 R1과 서로 결합하여 C6-C20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이거나, 인접한 R1과 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소; 중수소; 메틸기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, 메틸기, tert-부틸기, 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, 메틸기, tert-부틸기, 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 중수소, 시아노기, 할로겐기, 메틸기, tert-부틸기, 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기이거나, 인접한 R1과 결합하여 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, r1은 2 이상이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 중 2개 또는 4개는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-A는 하기 화학식 1-A-1 내지 1-A-3 중 어느 하나이다.
Figure pat00016
상기 화학식 1-A-1 내지 1-A-3에 있어서,
a* 내지 d* 및 R1는 화학식 1-A에서 정의한 바와 같고,
r103은 0 내지 5의 정수이고, r104는 0 내지 7의 정수이고,
r103 및 r104가 각각 2 이상인 경우, R1은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-A-3은 하기 화학식 1-A-3-1 또는 1-A-3-2로 표시된다.
Figure pat00017
상기 화학식 1-A-3-1 및 1-A-3-2에 있어서,
a* 내지 d* 및 R1은 화학식 1-A에서 정의한 바와 같고,
r105은 0 내지 3의 정수이고, r105이 2 이상인 경우, R1은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, r103은 0 또는 1 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, r104는 0 또는 1 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, r105는 0 또는 1 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy1 또는 Cy2가 상기 화학식 1-A이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Cy4 또는 Cy5가 상기 화학식 1-A이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 또는 102이다.
[화학식 101]
Figure pat00018
[화학식 102]
Figure pat00019
상기 화학식 101 및 102에 있어서,
Cy4, Cy5, R1 및 n1은 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
R2 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
r101은 0 내지 10의 정수이고, r102는 0 내지 11의 정수이고, r2 및 r4는 0 내지 4의 정수이고, r3는 0 내지 3의 정수이고,
r101, r102 및 r2 내지 r4가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 111 내지 118 중 어느 하나이다.
[화학식 111]
Figure pat00020
[화학식 112]
Figure pat00021
[화학식 113]
Figure pat00022
[화학식 114]
Figure pat00023
[화학식 115]
Figure pat00024
[화학식 116]
Figure pat00025
[화학식 117]
Figure pat00026
[화학식 118]
Figure pat00027
상기 화학식 111 내지 118에 있어서,
R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
n1 내지 n4는 각각 1 또는 2이고,
r2 및 r4는 0 내지 4의 정수이고, r3는 0 내지 3의 정수이고, r5 및 r6은 0 내지 5의 정수이고, r101은 0 내지 10의 정수이고, r102는 0 내지 11의 정수이고,
r2 내지 r6, r101 및 r102가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 111 내지 118의 하기 고리는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 상기 화학식 1-A-1 내지 1-A-3 중 어느 하나이다.
Figure pat00028
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 C3-C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-C30의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 C3-C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C90의 아릴실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로고리기; 치환 또는 비치환된 C6-C60의 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60의 헤테로아릴아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-C30의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3-C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C90의 아릴실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 C6-C60의 아릴아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; C1-C10의 알킬기; C3-C30의 사이클로알킬기; C1-C30의 알킬실릴기; C6-C90의 아릴실릴기; C6-C30의 아릴기; C6-C30의 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; C2-C30의 헤테로고리기; 또는 C6-C60의 아릴아민기이고, 상기 R2 내지 R6은 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C10의 알킬기, 실릴기 및 C6-C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성한다.
상기 R2 내지 R6의 헤테로고리는 N, O 또는 S함유 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기일 수 있다. 구체적으로, R2 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기일 수 있으며, 바람직하게는 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기일 수 있다.
Figure pat00029
상기 구조에서, S21은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
X3은 O, S, 또는 CR"R"'이며,
R" 및 R"'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
s21 및 s22는 각각 0 내지 5의 정수이며,
s23 내지 s25는 각각 0 내지 4의 정수이고,
s26은 0 내지 6의 정수이며,
s27 및 s28은 0 내지 3의 정수이고,
s29는 0 내지 2의 정수이며,
s21 내지 s28이 각각 2 이상인 경우, S21은 서로 같거나 상이하고,
s29가 2인 경우, S21은 서로 같거나 상이하며,
*는 치환되는 위치를 표시한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R6의 N함유 헤테로고리는 하기 화학식 HAr1 또는 HAr2이다.
Figure pat00030
상기 화학식 HAr1 및 HAr2에 있어서,
점선은 화학식 1에 연결되는 위치이고,
G1은 직접결합; -O-; -S-; -CG6G7-; 또는 -SiG6G7-이고,
G2 내지 G7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
g2는 0 내지 12의 정수이고, g3은 0 내지 8의 정수이고,
g2 및 g3이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G1은 직접결합; -O-; -S-; 또는 -CG6G7-이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G2 내지 G5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G2 내지 G5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C90의 아릴실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-C30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G2 내지 G5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; C1-C18의 알킬실릴기; C6-C60의 아릴실릴기; 또는 중수소 또는 C1-C6의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 C6-C20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G2 및 G3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 트리메틸실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G2 및 G3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 메틸기; tert-부틸기; 트리메틸실릴기; 또는 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 벤젠고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G4 및 G5는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G6 및 G7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G6 및 G7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6-C30의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G6 및 G7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; 또는 중수소 또는 C1-C6의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 C6-C20의 방향족 탄화수소고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G6 및 G7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 메틸기; 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 및 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 이소프로필기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 사이클로헥실기; 치환 또는 비치환된 아다만틸기; 치환 또는 비치환된 트리메틸실릴기; 치환 또는 비치환된 헥사하이드로카바졸기; 치환 또는 비치환된 페녹사진기; 치환 또는 비치환된 페노싸이아진기; 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 다이페닐아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 및 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 이소프로필기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 사이클로헥실기; 치환 또는 비치환된 아다만틸기; 치환 또는 비치환된 트리메틸실릴기; 상기 화학식 HAr1; 상기 화학식 HAr2; 또는 치환 또는 비치환된 다이페닐아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 및 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 메틸기; 에틸기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 이소프로필기; tert-부틸기; 사이클로헥실기; 아다만틸기; 트리메틸실릴기; 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 헥사하이드로카바졸기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페녹사진기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페노싸이아진기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘기; 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환되고, 사이클로헥센고리 또는 사이클로펜텐고리가 축합 또는 비축합된 다이페닐아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 이소프로필기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 사이클로헥실기; 치환 또는 비치환된 아다만틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 헥사하이드로카바졸기; 치환 또는 비치환된 헥사하이드로벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 페녹사진기; 치환 또는 비치환된 페노싸이아진기; 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 다이페닐아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 이소프로필기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 사이클로헥실기; 치환 또는 비치환된 아다만틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 상기 화학식 HAr1; 상기 화학식 HAr2; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 다이페닐아민기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐바이페닐아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3는 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 메틸기; 에틸기; 이소프로필기; tert-부틸기; 사이클로헥실기; 아다만틸기; 중수소, 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 나프틸기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소, 메틸기, tert-부틸기, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, tert-부틸페닐기 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 헥사하이드로카바졸기; 헥사하이드로벤조카바졸기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페녹사진기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 페노싸이아진기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로아크리딘기; 메틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 메틸기, tert-부틸기, 페닐기 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환되고, 사이클로헥센고리 또는 사이클로펜텐고리가 축합 또는 비축합된 다이페닐아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 C3-C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2-C30의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 중수소 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C1-C6의 알킬기; C3-C20의 사이클로알킬기; C1-C18의 알킬실릴기; C6-C60의 아릴실릴기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 C2-C20의 헤테로고리기; 또는 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환되고, 사이클로헥센 또는 사이클로펜텐이 축합 또는 비축합된, C6-C40의 아릴아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 중수소, 시아노기, 할로겐기, C1-C6의 알킬기, 실릴기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기 또는 상기 군에서 선택된 2 이상의 기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C25의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 이소프로필기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 사이클로헥실기; 치환 또는 비치환된 아다만틸기; 치환 또는 비치환된 트리메틸실릴기; 치환 또는 비치환된 tert-부틸디메틸실릴기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 중수소, 할로겐기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 메틸기; 에틸기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 이소프로필기; tert-부틸기; 사이클로헥실기; 아다만틸기; 트리메틸실릴기; tert-부틸디메틸실릴기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 2-메틸-2-페닐프로필기, 트리플루오로메틸기, 사이클로헥실기, 아다만틸기, 트리메틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 시아노기, 할로겐기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 2-메틸-2-페닐프로필기, 트리플루오로메틸기, 사이클로헥실기, 아다만틸기, 트리메틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5는 인접한 R5와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R6은 인접한 R6과 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 또는 R6이 인접한 치환기와 서로 결합하여 형성한 고리는 인덴고리; 스피로[플루오렌-인덴]고리; 인돌고리; 벤조퓨란고리; 벤조티오펜고리; 벤조실롤고리; 벤조인돌고리; 나프토퓨란고리; 나프토티오펜고리; 또는 나프토실롤고리이고, 상기 고리는 전술한 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 인접한 치환기와 서로 결합하여 인덴고리; 스피로[플루오렌-인덴]고리; 인돌고리; 벤조퓨란고리; 벤조티오펜고리; 벤조실롤고리; 벤조인돌고리; 나프토퓨란고리; 나프토티오펜고리; 또는 나프토실롤고리를 형성하고, 상기 고리는C1-C6의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6은 인접한 치환기와 서로 결합하여 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 인덴고리; 스피로[플루오렌-인덴]고리; 페닐기로 치환 또는 비치환된 인돌고리; 메틸기, tert-부틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란고리; 메틸기, tert-부틸기 또는 페닐기로 벤조티오펜고리; 메틸기 또는 페닐기로 벤조실롤고리; 또는 나프토퓨란고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택된 하나이다.
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
Figure pat00046
Figure pat00047
이하, 화학식 2에 관하여 상세히 설명한다.
[화학식 2]
Figure pat00048
상기 화학식 2에 있어서,
L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 고리이고,
R11은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
r11은 0 내지 9의 정수이고, r11이 2 이상인 경우 R11은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 C9-C20의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6-C20의 아릴기; C1-C6의 알킬기로 치환 또는 비치환된, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 C9-C20의 축합고리기; 또는 C2-C20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴기; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 나프틸기; 페난트레닐기; 트리페닐레닐기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 나프토벤조퓨란기; 또는 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 다환의 C10-C30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 다환의 C10-C20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 1-나프틸기; 치환 또는 비치환된 2-나프틸기; 치환 또는 비치환된 9-페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 C9-C20의 축합고리기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 C6-C20의 아릴기; C1-C6의 알킬기로 치환 또는 비치환된, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리 및 지방족 탄화수소고리의 C9-C20의 축합고리기; 또는 C2-C20의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴기; 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 쿼터페닐기; 나프틸기; 페난트레닐기; 트리페닐레닐기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 다이하이드로인덴기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 테트라하이드로나프탈렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 나프토벤조퓨란기; 또는 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 구조에서 선택된다.
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
상기 구조에서,
점선은 결합위치를 나타내고,
S11 및 S12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6-C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60의 2가의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6-C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60의 2가의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3가 모두 직접결합인 경우는 제외한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3 중 1 이상은 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 하기 구조에서 선택된다.
Figure pat00052
상기 구조에 있어서, 점선은 화학식 2에 연결되는 위치이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3 중 1 이상; 2 이상; 또는 모두는 상기 구조에서 선택된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 하기 구조에서 선택된다.
Figure pat00053
Figure pat00054
상기 구조에 있어서, 점선은 화학식 2에 연결되는 위치이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1 내지 L3 중 1 이상; 2 이상; 또는 모두는 상기 구조에서 선택된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R11은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 C3-C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C3-C30의 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R11은 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R11은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 201이다.
[화학식 201]
Figure pat00055
상기 화학식 201에 있어서,
L1 내지 L3, Ar1, Ar2, R11 및 r11은 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2은 하기 화합물 중에서 선택된 하나이다.
Figure pat00056
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Figure pat00094
상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 화합물의 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 하기 반응식 1 및 2와 같은 방법으로 합성될 수 있다.
예컨대 상기 화학식 1의 화합물은 하기 반응식 1과 같이 화학식 1의 화합물이 제조될수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00095
반응식 1에서, cy1 내지 cy5는 화학식 1의 정의와 같으며, X 및 X'는 서로 상이하며, 각각 독립적으로 Cl, Br, I 등의 할로겐기일 수 있다.
질소 분위기하에서 화합물 a, 화합물 b, 소듐-tert-부톡사이드 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 1.0g을 톨루엔에 넣은 후 일정시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 c를 수득하였다.
질소 분위기하에서 화합물 c, 화합물 d, 소듐-tert-부톡사이드 및 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0)을 톨루엔에 넣은 후 일정시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 e를 수득하였다.
질소 분위기하에서 화합물 e 및 보론트리아이오다이드를 1,2-다이클로로벤젠에 넣은 후 가열하여 일정시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화학식 1의 화합물을 수득하였다.
본 출원의 일 실시 상태에 따른 화학식 2의 화합물은 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있다.
예컨대 상기 화학식 2의 화합물은 하기 반응식 2와 같이 화학식 2의 화합물이 제조될수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00096
반응식 2에서, R11, r11, L1 내지 L3, Ar1 및 Ar2는 화학식 2에서 정의한 바와 같으며, Y는 Cl, Br, I 등의 할로겐기일 수 있다.
화합물 f, 화합물 g 그리고 소듐 터트-부톡사이드(NaOtBu)에 톨루엔을 가한 후, 일정시간 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔에 용해시킨 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(BTP)을 가한 후 일정시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화학식 2의 화합물을 수득하였다.
상기 화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드갭이 작아진다.
본 발명에서는 상기와 같이 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질 및 전자 수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 구비된 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층은 발광층 및 제1 유기물층을 포함하고, 상기 제1 유기물층은 상기 애노드 및 상기 발광층 사이에 구비되고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 제1 유기물층은 상기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 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, 정공주입 및 정공수송을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층 또는 더 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 유기물층은 상기 발광층 및 상기 애노드 사이에 구비된다. 즉, 제1 유기물층은 정공 수송 영역에 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 유기물층은 상기 발광층에 직접 접하여 구비된다. 이때, 발광층과 제1 유기물층 사이에 추가의 유기물층을 포함하지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 유기물층은 상기 발광층 및 상기 애노드 사이에 구비되고, 상기 발광층에 직접 접하여 구비된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 유기물층은 전자차단층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층의 최대 발광 피크는 400 nm 내지 500 nm이다. 즉, 상기 발광층은 청색 발광층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 도펀트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 다환 화합물을 도펀트로서 포함하고, 형광 호스트 또는 인광 호스트를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 안트라센계 화합물을 호스트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 호스트는 하기 화학식 H의 화합물을 포함한다.
[화학식 H]
Figure pat00097
상기 화학식 H에 있어서,
L21 및 L22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
R201 및 R202는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
n202는 0 내지 7의 정수이고, n202가 2 이상일 때 R202는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L21 및 L22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L21 및 L22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L21 및 L22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐릴렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 2가의 디벤조퓨란기; 또는 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 내지 4환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트렌기; 디벤조퓨란기; 나프토벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21 및 Ar22 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 다른 하나는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21은 치환 또는 비치환된 아릴기이고, 상기 Ar22은 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar21은 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고, 상기 Ar22은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 중수소; 불소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 단환 또는 다환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 단환 내지 4환의 헤테로고리기다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 중수소; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소, 또는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R201은 수소; 중수소; 중수소, 페닐기, 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 중수소, 페닐기, 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 디벤조퓨란기; 나프토벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R202은 수소; 또는 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R202 중 4개 이상은 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R202은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R202은 중수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H로 표시되는 화합물이 중수소로 치환된 경우, 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 30% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H의 구조는 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 40% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H의 구조는 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 60% 이상 치환된다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H의 구조는 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 80% 이상 치환된다. 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H의 구조는 치환 가능한 위치의 수소가 중수소로 100% 치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나이다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 발광층의 도펀트로 포함하고, 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 발광층의 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 호스트 및 도펀트는 99: 1 내지 1:99 중량비, 바람직하게는 99: 1 내지 70: 30 중량비, 더욱더 바람직하게는 99:1 내지 90: 10의 중량비로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 호스트와 도펀트의 중량비는 99:1 내지 90: 10이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 발광층 외에 추가의 발광층을 포함할 수 있다. 이 때, 추가의 발광층은 인광 도펀트 또는 형광 도펀트를 포함하고, 인광 호스트 또는 형광 도펀트를 포함한다. 추가의 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광한다.
상기 발광층은 호스트 재료를 더 포함할 수 있고, 상기 호스트는 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 또는 트리아진 유도체 등이 있으며, 이들의 2 종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 1 종 이상의 호스트를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 발광층은 2종 이상의 혼합 호스트를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1, 도 2, 도 8 및 도 9에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자 주입 및 수송층(8) 및 캐소드(11)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시 되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 발광층(6)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 정공주입층(3) 또는 정공수송층(4)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 전자차단층(5), 발광층(6), 전자 주입 및 수송층(8) 및 캐소드(11)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 발광층(6)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 정공주입층(3), 정공수송층(4), 또는 전자차단층(5)에 포함될 수 있다.
도 8에는 기판(1), 애노드(2), p-도핑된 정공수송층(4p), 정공수송층(4R, 4G, 4B), 발광층(6RP, 6GP, 6BF), 제1 전자수송층(9a), 제2 전자수송층(9b), 전자주입층(10), 캐소드(11) 및 캡핑층(14)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 발광층(6RP, 6GP, 6BF)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 p-도핑된 정공수송층(4p) 및 정공수송층(4R, 4G, 4B) 중 1층 이상의 층에 포함될 수 있다.
도 9에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 제1 정공수송층(4b), 발광층(6), 정공차단층(7), 전자 주입 및 수송층(8) 및 캐소드(11)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 발광층(6)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a) 또는 제1 정공수송층(4b)에 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 두 개 이상의 독립된 소자가 직렬로 연결된 탠덤 구조일 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 탠덤 구조는 각각의 유기 발광 소자가 전하생성층으로 접합된 형태일 수 있다. 탠덤 구조의 소자는 같은 밝기를 기준으로 단위 소자보다 낮은 전류에서 구동 가능하므로, 소자의 수명 특성이 크게 향상되는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 1층 이상의 발광층을 포함하는 제1 스택; 1층 이상의 발광층을 포함하는 제2 스택; 및 상기 제1 스택과 상기 제2 스택의 사이에 구비된 1층 이상의 전하생성층을 포함한다.
본 명세서의 다른 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 1층 이상의 발광층을 포함하는 제1 스택; 1층 이상의 발광층을 포함하는 제2 스택; 및 1층 이상의 발광층을 포함하는 제3 스택을 포함하고, 상기 제1 스택과 상기 제2 스택의 사이; 및 상기 제2 스택과 상기 제3 스택의 사이에 각각 1층 이상의 전하생성층을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 전하생성층(Charge Generating layer)이란 전압을 걸면 정공과 전자가 발생하는 층을 의미한다. 상기 전하생성층은 N형 전하생성층 또는 P형 전하생성층일 수 있다. 본 명세서에서, N형 전하생성층이란 P형 전하생성층보다 애노드에 가깝게 위치한 전하생성층을 의미하고, P형 전하생성층이란 N형 전하생성층보다 캐소드에 가깝게 위치한 전하생성층을 의미한다.
상기 N형 전하생성층 및 P형 전하생성층은 접하여 구비될 수 있으며, 이 경우 NP 접합을 형성한다. NP 접합에 의하여 P형 전하생성층 내에서 정공이, N형 전하생성층 내에서 전자가 용이하게 형성된다. 전자는 N형 전하생성층의 LUMO 준위를 통하여 애노드 방향으로 수송되고, 정공은 P형 유기물층의 HOMO 준위를 통하여 캐소드 방향으로 수송된다.
상기 제1 스택, 제2 스택 및 제3 스택은 각각 1층 이상의 발광층을 포함하며, 추가로 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 전자주입층, 전자수송층, 정공차단층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층(정공 주입 및 수송층), 및 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층(전자 주입 및 수송층) 중 1층 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스택 및 제2 스택을 포함하는 유기 발광 소자를 도 3에 예시하였다.
도 3에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 전자차단층(5), 제1 발광층(6a), 제1 전자수송층(9a), N형 전하생성층(12), P형 전하생성층(13), 제2 정공수송층(4b), 제2 발광층(6b), 전자 주입 및 수송층(8) 및 캐소드(11)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 제1 발광층(6a) 또는 제2 발광층(6b)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 제1 정공수송층(4a) 또는 전자차단층(5)에 포함될 수 있다.
상기 제1 스택 내지 제 3 스택을 포함하는 유기 발광 소자를 도 4 내지 7에 예시하였다.
도 4에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 전자차단층(5), 제1 발광층(6a), 제1 전자수송층(9a), 제1 N형 전하생성층(12a), 제1 P형 전하생성층(13a), 제2 정공수송층(4b), 제2 발광층(6b), 제2 전자수송층(9b), 제2 N형 전하생성층(12b), 제2 P형 전하생성층(13b), 제3 정공수송층(4c), 제3 발광층(6c), 제3 전자수송층(9c) 및 캐소드(11)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 제1 발광층(6a), 제2 발광층(6b) 및 제3 발광층(6c)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 제1 정공수송층(4a), 전자차단층(5), 제2 정공수송층(4b) 및 제3 정공수송층(4c) 중 1층 이상의 층에 포함될 수 있다.
도 5에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 제2 정공수송층(4b), 제1 청색 형광 발광층(6BFa), 제1 전자수송층(9a), 제1 N형 전하생성층(12a), 제1 P형 전하생성층(13a), 제3 정공수송층(4c), 적색 인광 발광층(6RP), 황색 녹색 인광 발광층(6YGP), 녹색 인광 발광층(6GP), 제2 전자수송층(9b), 제2 N형 전하생성층(12b), 제2 P형 전하생성층(13b), 제4 정공수송층(4d), 제5 정공수송층(4e), 제2 청색 형광 발광층(6BFb), 제3 전자수송층(9c), 전자주입층(10), 캐소드(11) 및 캡핑층(14)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 제1 청색 형광 발광층(6BFa) 또는 제2 청색 형광 발광층(6BFb)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 제2 정공수송층(4b), 제3 정공수송층(4c), 제4 정공수송층(4d), 또는 제5 정공수송층(4e)에 포함될 수 있다.
도 6에는 기판(1), 애노드(2), 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 제2 정공수송층(4b), 제1 청색 형광 발광층(6BFa), 제1 전자수송층(9a), 제1 N형 전하생성층(12a), 제1 P형 전하생성층(13a), 제3 정공수송층(4c), 적색 인광 발광층(6RP), 녹색 인광 발광층(6GP), 제2 전자수송층(9b), 제2 N형 전하생성층(12b), 제2 P형 전하생성층(13b), 제4 정공수송층(4d), 제5 정공수송층(4e), 제2 청색 형광 발광층(6BFb), 제3 전자수송층(9c), 전자주입층(10), 캐소드(11) 및 캡핑층(14)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 제1 청색 형광 발광층(6BFa) 또는 제2 청색 형광 발광층(6BFb)에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 정공주입층(3), 제1 정공수송층(4a), 제2 정공수송층(4b), 제3 정공수송층(4c), 또는 제4 정공수송층(4d)에 포함될 수 있다.
도 7에는 기판(1), 애노드(2), 제1 p-도핑된 정공수송층(4pa), 제1 정공수송층(4a), 제2 정공수송층(4b), 제1 청색 형광 발광층(6BFa), 제1 전자수송층(9a), 제1 N형 전하생성층(12a), 제1 P형 전하생성층(13a), 제3 정공수송층(4c), 제4 정공수송층(4d), 제2 청색 형광 발광층(6BFb), 제2 전자수송층(9b), 제2 N형 전하생성층(12b), 제2 P형 전하생성층(13b), 제5 정공수송층(4e), 제6 정공수송층(4f), 제3 청색 형광 발광층(6BFc), 제3 전자수송층(9c), 전자주입층(10), 캐소드(11) 및 캡핑층(14)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 제1 청색 형광 발광층(6BFa), 제2 청색 형광 발광층(6BFb) 및 제3 청생 형광 발광층(6BFb) 중 1층 이상의 층에 포함될 수 있고, 상기 화학식 2의 화합물은 제1 p-도핑된 정공수송층(4pa), 제1 정공수송층(4a), 제2 정공수송층(4b), 제3 정공수송층(4c), 제4 정공수송층(4d), 제5 정공수송층(4e) 및 제6 정공수송층(4f) 중 1층 이상의 층에 포함될 수 있다.
상기 N형 전하생성층은 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4TCNQ), 불소-치환된 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드(PTCDA), 시아노-치환된 PTCDA, 나프탈렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드(NTCDA), 불소-치환된 NTCDA, 시아노-치환된 NTCDA, 헥사아자트리페닐린 유도체 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시상태에 있어서, 상기 N형 전하생성층은 벤조이미다조페난트리닌계 유도체와 Li의 금속을 동시에 포함할 수 있다.
상기 P형 전하생성층은 아릴아민계 유도체와 시아노기를 포함하는 화합물을 동시에 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층이 상기 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.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 정공수송 및 정공주입을 동시에 하는 층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 및 전자수송 및 전자주입을 동시에하는 층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1층 이상을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
상기 애노드는 정공을 주입하는 전극으로, 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide)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 캐소드는 전자를 주입하는 전극으로, 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 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 정공주입층은 애노드로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하는 층이며, 단층 또는 다층구조일 수 있다, 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 애노드로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 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 한정되는 것은 아니다. 정공주입층의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 정공주입층은 2층 이상의 다층 구조이다.
상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 정공 수송 물질로는 애노드나 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.
정공주입층과 정공수송층 사이에 추가로 정공버퍼층이 구비될 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 정공주입 또는 수송재료를 포함할 수 있다.
정공수송층과 발광층 사이에 전자차단층이 구비될 수 있다. 상기 전자차단층은 전술한 스피로 화합물 또는 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 발광할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 청색으로 발광하는 발광층에 사용될 수 있으며, 구체적으로 청색으로 발광하는 발광층에 호스트와 함께 도펀트로 사용될 수 있다.
유기 발광 소자에서, 다수의 발광층을 구비하는 경우, 추가의 발광층에 사용될 수 있는 화합물의 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.
이때의 추가의 발광층의 호스트 재료로는 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.
추가의 발광층이 적색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 추가의 발광층이 녹색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광물질이나, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다. 추가의 발광층이 청색 발광을 하는 경우, 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
전자수송층과 발광층 사이에 정공차단층이 구비될 수 있으며, 당 기술분야에 알려져 있는 재료가 사용될 수 있다.
상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하는 것으로, 단층 또는 다층구조일 수 있다. 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자수송층의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 전자수송층의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 전자수송층은 2층 이상의 다층 구조이며, 캐소드에 인접한 전자수송층은 n형 도펀트를 포함한다.
상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 전자 주입 물질로는 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 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.
상기 정공차단층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예 및 비교예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 비교예에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예 및 비교예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<화학식 1의 합성예>
합성예 1. 화합물 1의 합성
1) 중간체 1의 합성
Figure pat00120
질소 분위기하에서 1-브로모-3-클로로-5-메틸벤젠 40g, 비스(4-(터트-부틸)페닐)아민 54.8g, 소듐-터트-부톡사이드 56.1g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 1.0g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 1(65g)을 수득하였다. (수율 82%). MS[M+H]+ = 407
2) 중간체 2의 합성
Figure pat00121
질소 분위기하에서 중간체 1(30g), N-(5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-일)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 30.5g, 소듐-터트-부톡사이드 14.2g 및 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 450ml에 넣은 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 2(45g)를 수득하였다. (수율 78%). MS[M+H]+ = 782
3) 화합물 1의 합성
Figure pat00122
질소 분위기하에서 중간체 2(25g) 및 보론트리아이오다이드 21.3g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 1(8g)을 수득하였다 (수율 32%). MS[M+H]+ = 789
합성예 2. 화합물 2의 합성
1) 중간체 3의 합성
Figure pat00123
중간체 1(30g), N-(4-(터트-부틸)-2-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)페닐)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 38.6g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 3(46g)을 수득하였다. (수율 70%). MS[M+H]+ = 892
2) 화합물 2의 합성
Figure pat00124
질소 분위기하에서, 중간체 3(25g), 보론트리아이오다이드 20.2g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 2(8.1g)를 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 900
합성예 3. 화합물 3의 합성
1) 중간체 4의 합성
Figure pat00125
1-브로모-3-클로로-5-메틸벤젠 40g, 비스(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)아민 75.8g을 중간체 1의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 1의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 4(72g)를 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 515
2) 중간체 5의 합성
Figure pat00126
중간체 4(30g), 5-(터트-부틸)-N-(3-(터트-부틸)페닐)-[1,1'-바이페닐]-2-아민 20.9g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 5(39g)를 수득하였다. (수율 80%). MS[M+H]+ = 840
3) 화합물3의 합성
Figure pat00127
질소 분위기하에서 중간체 5(25g) 및 보론트리아이오다이드 19.9g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 3(8.1g)을 수득하였다 (수율 32%). MS[M+H]+ = 849
합성예 4. 화합물 4의 합성
1) 중간체 5-1의 합성
Figure pat00128
중간체 4(30g) 및 비스(4-(2-페닐프로판-2-일)페닐)아민 23.7g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 5-1(36g)을 수득하였다. (수율 70%). MS[M+H]+ = 884
2) 화합물 4의 합성
Figure pat00129
질소 분위기하에서 중간체 5-1(25g) 및 보론트리아이오다이드 18.8g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 4(7.6g)를 수득하였다 (수율 30%). MS[M+H]+ = 892
합성예 5. 화합물 5의 합성
1) 중간체 6의 합성
Figure pat00130
중간체 4 (30g), N-(5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-일)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 24.7g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 6(39g)을 수득하였다. (수율 75%). MS[M+H]+ = 890
2) 화합물 5의 합성
Figure pat00131
질소 분위기하에서 중간체 6 (25g) 및 보론트리아이오다이드 18.7g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 5(7.2g)를 수득하였다 (수율 29%). MS[M+H]+ = 898
합성예 6. 화합물 6의 합성
1) 중간체 7의 합성
Figure pat00132
중간체 4(30g), N-(5'-(터트-부틸)-[1,1':3',1''-터페닐]-2'-일)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 28.5g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 7(42g)을 수득하였다. (수율 75%). MS[M+H]+ = 966
2) 화합물 6의 합성
Figure pat00133
질소 분위기하에서 중간체 7(25g) 및 보론트리아이오다이드 17.3g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 6(7.6g)을 수득하였다 (수율 30%). MS[M+H]+ = 974
합성예 7. 화합물 7의 합성
1) 중간체 8의 합성
Figure pat00134
중간체 4(30g), N-(4-(터트-부틸)-2-메틸페닐)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 20.4g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 8(33g)을 수득하였다. (수율 68%). MS[M+H]+ = 828
2) 화합물 7의 합성
Figure pat00135
질소 분위기하에서 중간체 8(25g) 및 보론트리아이오다이드 20.1g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 7(7.7g)을 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 836
합성예 8. 화합물 8의 합성
1) 중간체 9의 합성
Figure pat00136
1,3-다이브로모-5-터트-부틸벤젠 20g, 3,5,5,8,8-펜타메틸-N-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 55.3g, 소듐-터트-부톡사이드 16.5g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 1.0g을 톨루엔 400ml에 넣은 후 4시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정 통하여 중간체 9(41.7g)를 수득하였다. (수율 68%). MS[M+H]+ = 938
2) 화합물 8의 합성
Figure pat00137
질소 분위기하에서 중간체 9 (25g) 및 보론트리아이오다이드 20.1g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 150℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 8(7.8g)을 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 946
합성예 9. 화합물 9의 합성
1) 중간체 10의 합성
Figure pat00138
중간체 1 (15g), N-(5-(터트-부틸)-2'-플루오로-[1,1'-비페닐]-2-yl)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 15.8g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 10(20.3g)을 수득하였다. (수율 69%). MS[M+H]+ = 780
2) 화합물 9의 합성
Figure pat00139
질소 분위기하에서 중간체 10 (15g) 및 보론트리아이오다이드 11g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 150℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 9(5g)를 수득하였다 (수율 33%). MS[M+H]+ = 808
합성예 10. 화합물 10의 합성
1) 중간체 11의 합성
Figure pat00140
1-브로모-3-(터트-부틸)-5-클로로벤젠 40g, N-(5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-일)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 66.5g을 중간체 1의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 1의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 11(75g)을 수득하였다. (수율 80%). MS[M+H]+ = 579
2) 중간체 12의 합성
Figure pat00141
중간체 11 (40g), 4-터트-부틸아닐린 11.3g, 소듐-터트-부톡사이드 19.9g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류하고, 반응 진행 여부를 확인 후에 환류 반응 중 1-브로모-3-클로로벤젠 13.2g을 투입하고 1시간 동안 더 환류반응을 진행한다. 반응 종료 후 추출한 후에 재결정 통하여 중간체 12(28.8g)를 수득하였다. (수율 52%). MS[M+H]+ = 801
3) 중간체 13의 합성
Figure pat00142
질소 분위기하에서 중간체 12 (25g) 및 보론트리아이오다이드 20.4g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 13(5.5g)을 수득하였다 (수율 22%). MS[M+H]+ = 809
4) 화합물 10의 합성
Figure pat00143
중간체 13 (5g), 다이페닐아민 1.5g, 소듐-터트-부톡사이드 1.2g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 10(4.6g)을 수득하였다. (수율 80%). MS[M+H]+ = 943
합성예 11. 화합물 11의 합성
1) 중간체 14의 합성
Figure pat00144
중간체 4 (40g), 5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-아민 17.6g, 소듐-터트-부톡사이드 22.4g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류하고, 반응 진행 여부를 확인 후에 환류 반응 중 1-브로모-3-클로로벤젠 14.9g을 투입하고 1시간 동안 더 환류반응을 진행한다. 반응 종료 후 추출한 후에 재결정 통하여 중간체 14(45g)를 수득하였다. (수율 71%). MS[M+H]+ = 814
2) 중간체15의 합성
Figure pat00145
질소 분위기하에서 중간체 14(25g) 및 보론트리아이오다이드 20.4g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 15(8.3g)를 수득하였다 (수율 33%). MS[M+H]+ = 822
3) 화합물 11의 합성
Figure pat00146
중간체 15 (7g), 비스(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-yl)아민 3.4g, 소듐-터트-부톡사이드 1.7g 및 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 11(7.4g)을 수득하였다. (수율 74%). MS[M+H]+ = 1175
합성예 12. 화합물 12의 합성
1) 중간체 16의 합성
Figure pat00147
3-브로모-5-클로로페놀 40g 및 N-(5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-일)-5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 79.4g을 중간체 1의 합성방법과 동일한 물질 및 당량을 사용하여 재결정 통하여 중간체 16-1(70g)을 수득하였다. (수율 57%). MS[M+H]+ = 539
중간체 16-1(40g), 1,1,2,2,3,3,4,4,4-노나플로로부탄-1-설포닐 플로라이드 20ml 및 포타슘카보네이트30g을 테트라하이드로퓨란 400ml과 물 200ml의 혼합용매에 넣은 후 3시간 동안 반응후 반응 종료 후 추출한 후에 용액을 제거해 중간체 16(58g)을 수득하였다. (수율 97%).
2) 중간체17의 합성
Figure pat00148
질소 분위기하에서 중간체 16 (40g), 비스(4-(터트-부틸)페닐)아민 14g, 트리스(비벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd(dba)2) 0.85g, 2-디사이클로헥실포스피노-2',4',6'-트리이소프로필비페닐 (2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphenyl, Xphos) 1.42g 및 세슘카보네이트 48.6g을 자일렌 500ml에 넣은후 24시간 동안 환류 교반 하였다. 반응 종료 후 추출한뒤, 재결정을 통하여 중간체 17(31g)을 수득하였다 (수율 78%). MS[M+H]+ = 802
3) 중간체 18의 합성
Figure pat00149
중간체 17(25g) 및 보론트리아이오다이드 20.8g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 18(7.9g)을 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 810
4) 화합물 12의 합성
Figure pat00150
중간체 18(7g), 다이페닐아민-d5 1.5g, 소듐-터트-부톡사이드 2.5g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 12(6.2g)를 수득하였다. (수율 76%). MS[M+H]+ = 948
합성예 13. 화합물 13의 합성
1) 중간체 19의 합성
Figure pat00151
중간체 4(40g), 다이벤조[b,d]퓨란-1-아민 14.3g, 소듐-터트-부톡사이드 22.4g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류하고, 반응 진행 여부를 확인 후에 환류 반응 중 6-브로모-1,1,4,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 20.8g을 투입하고 1시간 동안 더 환류반응을 진행한다. 반응 종료 후 추출한 후에 재결정 통하여 중간체 19(54g)를 수득하였다. (수율 82%). MS[M+H]+ = 848
2) 화합물 13의 합성
Figure pat00152
질소 분위기하에서 중간체 19(25g) 및 보론트리아이오다이드 19.7g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 13(7.5g)을 수득하였다 (수율 30%). MS[M+H]+ = 856
합성예 14. 화합물 14의 합성
1) 중간체 20의 합성
Figure pat00153
중간체 4(40g) 및 다이벤조[b,d]싸이오펜-4-아민 15.5g을 중간체 19의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 19의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 20(54g)을 수득하였다. (수율 78%). MS[M+H]+ = 864
2) 화합물 14의 합성
Figure pat00154
질소 분위기하에서 중간체 20(25g) 및 보론트리아이오다이드 19.3g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 14(7.6g)를 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 872
합성예 15. 화합물 15의 합성
1) 중간체 21의 합성
Figure pat00155
중간체 4(40g), 다이벤조[b,d]퓨란-4-브로마이드 18.1g 및 3-(터트-부틸)아닐린 11.6g을 중간체 19의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 19의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 21(50g)을 수득하였다. (수율 76%). MS[M+H]+ = 850
2) 화합물 15의 합성
Figure pat00156
질소 분위기하에서 중간체 21(25g) 및 보론트리아이오다이드 21g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 15(8.3g)를 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 858
합성예 16. 화합물 16의 합성
1) 중간체 22의 합성
Figure pat00157
중간체 4(40g), 다이벤조[b,d]퓨란-1-아민 14.3g, 소듐-터트-부톡사이드 22.4g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류하고, 반응 진행 여부를 확인 후에 환류 반응 중 1-브로모-3-클로로벤젠 14.9g을 투입하고 1시간 동안 더 환류반응을 진행한다. 반응 종료 후 추출한 후에 재결정 통하여 중간체 22(46g)를 수득하였다. (수율 77%). MS[M+H]+ = 771
2) 중간체 23의 합성
Figure pat00158
질소 분위기하에서 중간체 22(25g) 및 보론트리아이오다이드 21.6g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 23(7.8g)을 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 780
3) 화합물 16의 합성
Figure pat00159
중간체 23(7g), 4a,9a-디메틸-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸 1.8g, 소듐-터트-부톡사이드 1.7g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 16(6.1g)을 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 945
합성예 17. 화합물 17의 합성
1) 중간체 24의 합성
Figure pat00160
N-(3-클로로-5-(메틸-d3)페닐)-5,5,8,8-테트라메틸-N-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 30g 및 3,5,5,8,8-펜타메틸-N-(m-톨일)-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-아민 17.9g을 중간체 2의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 2의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 24(31.3g)를 수득하였다. (수율 69%). MS[M+H]+ = 789
2) 화합물 17의 합성
Figure pat00161
질소 분위기하에서 중간체 24(25g) 및 보론트리아이오다이드 20.4g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 17(7g)을 수득하였다 (수율 29%). MS[M+H]+ = 797
합성예 18. 화합물 18의 합성
1) 중간체 25의 합성
Figure pat00162
N-(5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-일)-N-(3-클로로-5-메틸페닐)-1,1,3,3-테트라메틸-2,3-다이하이드로-1H-인덴-5-아민 40g, 4-(터트-부틸)-2-메틸아닐린 12.1g, 소듐-터트-부톡사이드 22.1g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류하고, 반응 진행 여부를 확인 후에 환류 반응 중 1-브로모-3-클로로벤젠 14.6g을 투입하고 1시간 동안 더 환류반응을 진행한다. 반응 종료 후 추출한 후에 재결정 통하여 중간체 25(43g)를 수득하였다. (수율 74%). MS[M+H]+ = 760
2) 중간체 26의 합성
Figure pat00163
질소 분위기하에서 중간체 25(25g) 및 보론트리아이오다이드 21.9g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 26(7.1g)을 수득하였다 (수율 28%). MS[M+H]+ = 768
3) 화합물 18의 합성
Figure pat00164
중간체 26(7g), 비스(4-(터트-부틸)페닐)아민 2.5g, 소듐-터트-부톡사이드 1.7g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 18(6.5g)을 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 1013
합성예 19. 화합물 19의 합성
1) 중간체 28의 합성
Figure pat00165
여기서, Onf는 1,1,2,2,3,3,4,4,4-노나플로로부탄-1-설포닐기를 의미한다.
3-브로모-5-클로로페놀 40g, 비스(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라히이드로나프탈렌-2-일)아민 75.2g을 중간체 35의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 35의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 27(70g)을 수득하였다. (수율 70%). MS[M+H]+ = 517
중간체 27(40g)을 중간체 16의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 16의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 28(56g)을 수득하였다. (수율 92%). MS[M+H]+ = 783
2) 중간체 29의 합성
Figure pat00166
중간체 28 (40g) 및 N-(4-(다이벤조[b,d]싸이오펜-2-일)페닐)-3-메틸-[1,1'-바이페닐]-4-아민 34g을 중간체 17의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 17의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 29(54g)를 수득하였다. (수율 74%). MS[M+H]+ = 940
3) 중간체 30의 합성
Figure pat00167
질소 분위기하에서 중간체 29(25g) 및 보론트리아이오다이드 17.7g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 30(7.5g)을 수득하였다 (수율 30%). MS[M+H]+ = 948
3) 화합물 19의 합성
Figure pat00168
중간체 30(7g), 비스(4-(터트-부틸)페닐)아민 2.1g, 소듐-터트-부톡사이드 1.7g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 19(6.6g)를 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 1235
합성예 20. 화합물 20의 합성
1) 중간체 31의 합성
Figure pat00169
질소 분위기하 1,3-다이브로모-5-클로로벤젠 40g 및 비스(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)아민 115.3g을 중간체 9의 합성방법과 동일한 물질 및 당량으로 사용하고, 중간체 9의 합성방법과 동일한 방법으로 중간체 31(99g)을 수득하였다. (수율 75%). MS[M+H]+ = 888
2) 중간체 32의 합성
Figure pat00170
질소 분위기하에서 중간체 31(25g) 및 보론트리아이오다이드 18.7g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 32(7.7g)를 수득하였다 (수율 31%). MS[M+H]+ = 896
3) 화합물 20의 합성
Figure pat00171
중간체 32 (7g), 비스(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-yl)아민 3g, 소듐-터트-부톡사이드 1.5g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.04g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 20(7.1g)을 수득하였다. (수율 73%). MS[M+H]+ = 1249
합성예 21. 화합물 21의 합성
1) 중간체 33의 합성
Figure pat00172
합성예 1의 중간체 1를 합성하는 방법과 동일한 방법으로 비스(3-이소프로필페닐)아민 25g을 이용하여 중간체 33(25g)을 수득하였다. (수율 67%). MS[M+H]+ = 378
2) 중간체 34의 합성
Figure pat00173
합성예 1의 중간체 2를 합성하는 방법과 동일한 방법으로 N-(5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-일)-9,9,10,10-테트라메틸-9,10-다이하이드로안트라센-2-아민 27.3g을 이용하여 중간체 34(32.2g)를 수득하였다. (수율 71%). MS[M+H]+ = 858
3) 화합물 21의 합성
Figure pat00174
질소 분위기하에서 중간체 34(25g) 및 보론트리아이오다이드 20.1g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 21(7.3g)을 수득하였다 (수율 29%). MS[M+H]+ = 866
합성예 22. 화합물 22의 합성
1) 화합물 22의 합성
Figure pat00175
질소 분위기하에서 중간체 32(7g), 4a,9a-디메틸-6-페닐-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸 1.93g, 소듐-터트-부톡사이드 1.52g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.04g을 자일렌 80ml에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 22(6.9g)를 수득하였다. (수율 78%). MS[M+H]+ = 1137
합성예 23. 화합물 23의 합성
1) 중간체 36의 합성
Figure pat00176
합성예 12의 중간체 16을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 디([1,1'-비페닐]-3-일)아민 35g을 이용하여 중간체 36(40.5g)을 수득하였다. (수율 51%)
2) 중간체 37의 합성
Figure pat00177
합성예 12의 중간체 17을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 N-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)디벤조[b,d]퓨란-1-아민 20.4g을 이용하여 중간체 37(31.8g)을 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 799
3) 중간체 38의 합성
Figure pat00178
합성예 12의 중간체 18을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 중간체 37(30g)을 이용하여 중간체 38(11.8g)을 수득하였다. (수율 39%). MS[M+H]+ = 808
3) 화합물 23의 합성
Figure pat00179
합성예 12의 화합물 12를 합성하는 방법과 동일한 방법으로 중간체 38 (7g) 및 4a,9a-디메틸-6-(트리메틸실릴)-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸 2.4g을 이용하여 화합물 23(6.2g)을 수득하였다. (수율 69%). MS[M+H]+ = 1045
합성예 24. 화합물24의 합성
1) 중간체39의 합성
Figure pat00180
합성예 1의 중간체 1을 합성하는 방법과 동일한 방법으로 3'-브로모-5'-클로로-2,6-디메틸-1,1'-비페닐 25g 및 비스(3-(터트-부틸)페닐)아민 23.8g을 이용하여 중간체 39(27.3g)를 수득하였다. (수율 65%). MS[M+H]+ = 496
2) 중간체 40의 합성
Figure pat00181
합성예 1의 중간체 2을 합성하는 방법과 동일하게 중간체 39(22g) 및 9,9-디메틸-N-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)-9H-플루오렌-4-아민 17.5g을 이용하여 중간체 40(23.9g)을 수득하였다. (수율 63%). MS[M+H]+ = 856
3) 화합물24의 합성
Figure pat00182
합성예 1의 화합물 11 합성하는 방법과 동일한 방법으로 중간체 39(20g)을 이용하여 화합물 24(4.2g)를 수득하였다. (수율 21%). MS[M+H]+ = 864
합성예 25. 화합물 26의 합성
1) 화합물 26의 합성
Figure pat00183
질소 분위기하에서 중간체 4(7g), 4a,9a-다이메틸-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸-5,6,7,8-d4 1.6g, 소듐-터트-부톡사이드 1.6g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.04g을 톨루엔 100ml에 넣은 후 6시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 26(6.5g)을 수득하였다. (수율 78%). MS[M+H]+ = 1065
합성예 26. 화합물 25의 합성
1) 중간체 41의 합성
Figure pat00184
질소 분위기하에서 A1 (40g), 비스(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)아민 69g, 소듐-터트-부톡사이드 34.1g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.9g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 41(70g)을 수득하였다. (수율 74%). MS[M+H]+ = 535
2) 중간체 42의 합성
Figure pat00185
질소 분위기하에서 중간체 41 (40g), 5-(터트-부틸)-[1,1'-바이페닐]-2-아민 16.9g, 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g 및 소듐-터트-부톡사이드 18g 을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류 교반하였다. 그후 반응의 진행 유무를 확인한 후 1-브로모-3-클로로벤젠 14.3g을 교반중 투입 후 4시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 42(45g)를 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 835
3) 중간체 43의 합성
Figure pat00186
질소 분위기하에서 중간체 42 (25g) 및 보론트리아이오다이드 20.0g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 43(7.4g)을 수득하였다 (수율 29%). MS[M+H]+ = 843
4) 화합물 25의 합성
Figure pat00187
질소 분위기하에서 중간체 43 (7g), 6-(터트-부틸)-4a,9a-다이메틸-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸 4.3g, 소듐-터트-부톡사이드 1.6g, 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 톨루엔 100ml에 넣은 후 6시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 25(7.7g)를 수득하였다. (수율 72%). MS[M+H]+ = 1284
합성예 27. 화합물 27의 합성
1) 중간체 44의 합성
Figure pat00188
질소 분위기하에서 A2(40g), N-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)다이벤조[b,d]퓨란-4-아민 71.9g, 소듐-터트-부톡사이드 37.4g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 1.0g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 44(72g)를 수득하였다. (수율 75%). MS[M+H]+ = 495
2) 중간체 45의 합성
Figure pat00189
질소 분위기하에서 중간체 44 (40g), 다이벤조[b,d]퓨란-4-아민 14.8g, 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g 및 소듐-터트-부톡사이드 19g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류 교반하였다. 그후 반응의 진행 유무를 확인한 후 1-브로모-3-클로로벤젠 15.5g을 교반중 투입 후 4시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 45(45g)를 수득하였다. (수율 74%). MS[M+H]+ = 752
3) 중간체 46의 합성
Figure pat00190
질소 분위기하에서 중간체 45(25g) 및 보론트리아이오다이드 22.1g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 46(7.7g)을 수득하였다 (수율 30%). MS[M+H]+ = 760
4) 화합물 27의 합성
Figure pat00191
질소 분위기하에서 중간체 46(7g), 6-(터트-부틸)-4a,9a-다이메틸-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸 2.4g, 소듐-터트-부톡사이드 1.8g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 톨루엔 100ml에 넣은 후 6시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 27(6.7g)을 수득하였다. (수율 74%). MS[M+H]+ = 981
합성예 28. 화합물 28의 합성
1) 중간체 47의 합성
Figure pat00192
질소 분위기하에서 A2(40g), N-(5,5,8,8-테트라메틸-5,6,7,8-테트라하이드로나프탈렌-2-일)다이벤조[b,d]퓨란-1-아민 71.9g, 소듐-터트-부톡사이드 37.4g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 1.0g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 47(73g)을 수득하였다. (수율 76%). MS[M+H]+ = 495
2) 중간체 48의 합성
Figure pat00193
질소 분위기하에서 중간체 47(40g), 다이벤조[b,d]싸이오펜-4-아민 16.1g, 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.4g을 톨루엔 600ml에 넣은 후 1시간 동안 환류 교반하였다. 그후 반응의 진행 유무를 확인한 후 1-브로모-3-클로로벤젠 15.5g을 교반중 투입 후 4시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 48(44g)을 수득하였다. (수율 71%). MS[M+H]+ = 768
3) 중간체 49의 합성
Figure pat00194
질소 분위기하에서 중간체 48 (25g) 및 보론트리아이오다이드 21.7g을 1,2-다이클로로벤젠 250ml에 넣은 후 160℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 중간체 49(7.4g)를 수득하였다 (수율 29%). MS[M+H]+ = 776
4) 화합물 28의 합성
Figure pat00195
질소 분위기하에서 중간체 49(7g), 4a,5,7,9a-테트라메틸-2,3,4,4a,9,9a-헥사하이드로-1H-카바졸 2.1g, 소듐-터트-부톡사이드 1.8g 및 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(0) 0.05g을 톨루엔 100ml에 넣은 후 6시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 추출한 뒤, 재결정을 통하여 화합물 28(6.8g)을 수득하였다. (수율 78%). MS[M+H]+ = 969
<화학식 2의 합성예>
합성예 A-1. 화합물 A-1의 합성
Figure pat00196
9-(4-클로로페닐)페난트렌 (20.0 g, 69.26 mmol), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (22.71 g, 70.64 mmol) 그리고 소듐 터트-부톡사이드(NaOtBu) (9.32 g, 96.96 mmol)에 톨루엔(150 ml)을 가한 후, 10분 동안 가열 교반하였다. 상기 혼합물에 톨루엔(10ml)에 용해시킨 비스(트리-터트-부틸포스핀)팔라듐(BTP) (0.18 g, 0.35 mmol)을 가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종결 및 여과 후, 톨루엔과 물로 층분리 하였다. 용매 제거 후 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 A-1 (3102 g, 78.52 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 574)
합성예 A-2. 화합물 A-2의 합성
Figure pat00197
9-(4-클로로페닐)페난트렌 (20.0 g, 69.26 mmol)과 비스(4-(나프탈렌-1-일)페닐)아민 (29.78 g, 70.64 mmol)을 이용하여 상기 합성예 A-1과 동일한 방법으로 상기 화합물 A-2 (37.0 g, 79.28 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 A-3. 화합물 A-3의 합성
Figure pat00198
9-(4-클로로페닐)페난트렌 (20.0 g, 69.26 mmol)과 비스(4-(나프탈렌-2-일)페닐)아민 (29.78 g, 70.64 mmol)을 이용하여 상기 합성예 A-1과 동일한 방법으로 상기 화합물 A-3 (36.0 g, 77.13 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 674)
합성예 A-4. 화합물 A-4의 합성
Figure pat00199
9-(4-클로로페닐)페난트렌 (20.0 g, 69.26 mmol)과 4-(페난트렌-9-일)-N-페닐아닐린 (24.40 g, 70.64 mmol)을 이용하여 상기 합성예 A-1과 동일한 방법으로 상기 화합물 A-4 (33.0 g, 79.71 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 598)
합성예 A-5. 화합물 A-5의 합성
Figure pat00200
9-(4-클로로페닐)페난트렌 (20.0 g, 69.26 mmol)과 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디페닐-9H-플루오렌-2-아민 (34.30 g, 70.64 mmol)을 이용하여 상기 합성예 A-1과 동일한 방법으로 상기 화합물 A-5 (40.0 g, 78.26 % 수율)를 수득하였다. (MS[M+H]+ = 738)
합성예 A-6. 화합물 A-6의 합성
Figure pat00201
9-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-4-일)페난트렌 (20.0 g, 69.26 mmol)과 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 (25.77 g, 70.64 mmol)을 이용하여 상기 합성예 A-1과 동일한 방법으로 상기 화합물 A-6 (36.0 g, 79.99 % 수율)을 수득하였다. (MS[M+H]+ = 650)
<실험예 및 비교 실험예>
실험예 1-1
ITO(Indium Tin Oxide)가 1,400Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(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.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식 HAT로 표시되는 화합물을 100Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 제1 정공수송층으로 하기 화학식 HA로 표시되는 화합물을 1150Å 두께로 진공 증착한 후, 제2 정공수송층으로 상기 합성예 A-1에서 제조된 화합물 A-1을 50Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 이어서, 발광층으로 하기 화학식 BH로 표시되는 화합물 및 합성예 1에서 제조된 화합물 1을 50:1의 중량비로 200Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 정공차단층으로 하기 화학식 HB로 표시되는 화합물을 50Å의 두께로 진공 증착하였다. 이어서, 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층(전자 주입 및 수송층)으로 하기 화학식 ET로 표시되는 화합물과 하기 Liq로 표시되는 화합물을 1:1의 중량비로 310Å의 두께로 열 진공 증착하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å의 두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 캐소드를 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00202
실험예 1-2 내지 1-74 및 비교예 1-1 내지 1-36
상기 실험예 1-1에서 발광층으로 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하고, 정공수송층으로 화합물 A-1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 실험예 1-2 내지 1-74 및 비교예 1-1 내지 1-36의 유기 발광 소자를 제작하였다. 실험예 및 비교예에서 제조한 유기 발광 소자에 10 mA/cm2의 전류를 인가하였을 때, 전압, 효율, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 한편, T95는 휘도가 초기 휘도(6000 nit)에서 95%로 감소되는 데 소요되는 시간을 의미한다.
Figure pat00203
Figure pat00204
Figure pat00205
Figure pat00206
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 발광층으로 사용되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 정공수송층으로 사용된 유기 발광 소자는 구동 전압, 효율, 수명 면에서 현저한 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
1: 기판/ 2: 애노드/ 3: 정공주입층/ 4: 정공수송층/ 4a: 제1 정공수송층/ 4b: 제2 정공수송층/ 4c: 제3 정공수송층/ 4d: 제4 정공수송층/ 4e: 제5 정공수송층/ 4f: 제6 정공수송층/ 4p: p-도핑된 정공수송층/ 4pa: 제1 p-도핑된 정공수송층/ 4R: 적색 정공수송층/ 4G: 녹색 정공수송층/ 4B: 청색 정공수송층/ 5: 전자차단층/ 6: 발광층/ 6a: 제1 발광층/ 6b: 제2 발광층/ 6c: 제3 발광층/ 6BF: 청색 형광 발광층/ 6BFa: 제1 청색 형광 발광층/ 6BFb: 제2 청색 형광 발광층/ 6BFc: 제3 청색 형광 발광층/ 6YGP: 황색 녹색 인광 발광층/ 6RP: 적색 인광 발광층/ 6GP: 녹색 인광 발광층/ 7: 정공차단층/ 8: 전자 주입 및 수송층/ 9: 전자수송층/ 9a: 제1 전자수송층/ 9b: 제2 전자수송층/ 9c: 제3 전자수송층/ 10: 전자주입층/ 11: 캐소드/ 12: N형 전하생성층/ 12a: 제1 N형 전하생성층/ 12b: 제2 N형 전하생성층/ 13: P형 전하생성층/ 13a: 제1 P형 전하생성층/ 13b: 제2 P형 전하생성층/ 14: 캡핑층

Claims (15)

  1. 애노드; 상기 애노드에 대향하여 구비된 캐소드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층은 발광층과, 상기 애노드와 상기 발광층 사이에 구비된 제1 유기물층을 포함하고,
    상기 발광층은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하며,
    상기 제1 유기물층은 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00207

    상기 화학식 1에 있어서,
    Cy1 내지 Cy5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 및 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리로 이루어진 군에서 선택된 하나이거나, 상기 군에서 선택된 2 이상의 고리가 축합된 고리이고,
    Cy1 내지 Cy5 중 1 이상은 하기 화학식 1-A의 고리이고,
    [화학식 1-A]
    Figure pat00208

    상기 화학식 1-A에 있어서,
    a* 내지 d* 중 하나 내지 셋은 화학식 1에 축합 또는 연결되는 위치이고,
    R1은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    n1은 1 또는 2이고,
    r1은 0 내지 11의 정수이고, r1이 2 이상인 경우 R1은 서로 동일하거나 상이하고,
    [화학식 2]
    Figure pat00209

    상기 화학식 2에 있어서,
    L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    R11은 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    r11은 0 내지 9의 정수이고, r11이 2 이상인 경우 R11은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 101 또는 102인 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 101]
    Figure pat00210

    [화학식 102]
    Figure pat00211

    상기 화학식 101 및 102에 있어서,
    Cy4, Cy5, R1 및 n1은 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    R2 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    r101은 0 내지 10의 정수이고, r102는 0 내지 11의 정수이고, r2 및 r4는 0 내지 4의 정수이고, r3는 0 내지 3의 정수이고,
    r101, r102 및 r2 내지 r4가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1-A는 하기 화학식 1-A-1 내지 1-A-3 중 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00212

    상기 화학식 1-A-1 내지 1-A-3에 있어서,
    a* 내지 d* 및 R1는 화학식 1-A에서 정의한 바와 같고,
    r103은 0 내지 5의 정수이고, r104는 0 내지 7의 정수이고,
    r103 및 r104이 각각 2 이상인 경우, R1은 서로 동일하거나 상이하다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 111 내지 118 중 어느 하나인 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 111]
    Figure pat00213

    [화학식 112]
    Figure pat00214

    [화학식 113]
    Figure pat00215

    [화학식 114]
    Figure pat00216

    [화학식 115]
    Figure pat00217

    [화학식 116]
    Figure pat00218

    [화학식 117]
    Figure pat00219

    [화학식 118]
    Figure pat00220

    상기 화학식 111 내지 118에 있어서,
    R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬티오기; 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티오기; 치환 또는 비치환된 헤테로고리기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기이거나, 인접한 치환기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    n1 내지 n4는 각각 1 또는 2이고,
    r2 및 r4는 0 내지 4의 정수이고, r3는 0 내지 3의 정수이고, r5 및 r6은 0 내지 5의 정수이고, r101은 0 내지 10의 정수이고, r102는 0 내지 11의 정수이고,
    r2 내지 r6, r101 및 r102가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 201인 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 201]
    Figure pat00221

    상기 화학식 201에 있어서,
    L1 내지 L3, Ar1, Ar2, R11 및 r11은 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 구조에서 선택되는 것인 유기 발광 소자:

    Figure pat00222

    Figure pat00223

    Figure pat00224

    상기 구조에서,
    점선은 결합위치를 나타내고,
    S11 및 S12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 하기 구조에서 선택되는 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00225

    상기 구조에 있어서, 점선은 결합위치이다.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택된 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00226

    Figure pat00227

    Figure pat00228

    Figure pat00229

    Figure pat00230

    Figure pat00231

    Figure pat00232

    Figure pat00233

    Figure pat00234

    Figure pat00235

    Figure pat00236

    Figure pat00237

    Figure pat00238

    Figure pat00239

    Figure pat00240

    Figure pat00241

    Figure pat00242
    .
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중에서 선택된 하나인 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00243

    Figure pat00244

    Figure pat00245

    Figure pat00246

    Figure pat00247

    Figure pat00248

    Figure pat00249

    Figure pat00250

    Figure pat00251

    Figure pat00252

    Figure pat00253

    Figure pat00254

    Figure pat00255

    Figure pat00256

    Figure pat00257

    Figure pat00258

    Figure pat00259

    Figure pat00260

    Figure pat00261

    Figure pat00262

    Figure pat00263

    Figure pat00264

    Figure pat00265

    Figure pat00266

    Figure pat00267

    Figure pat00268

    Figure pat00269

    Figure pat00270

    Figure pat00271

    Figure pat00272

    Figure pat00273

    Figure pat00274

    Figure pat00275

    Figure pat00276

    Figure pat00277

    Figure pat00278

    Figure pat00279

    Figure pat00280

    Figure pat00281
    .
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유기물층은 상기 발광층에 직접 접하여 구비되는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층의 최대 발광 피크는 400 nm 내지 500 nm인 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 호스트는 하기 화학식 H의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 H]
    Figure pat00282

    상기 화학식 H에 있어서,
    L21 및 L22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    R201 및 R202는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    n202는 0 내지 7의 정수이고, n202가 2 이상일 때 R202는 서로 같거나 상이하다.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 호스트는 하기 구조 중 어느 하나의 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    Figure pat00283

    Figure pat00284

    Figure pat00285

    Figure pat00286

    Figure pat00287

    Figure pat00288

    Figure pat00289

    Figure pat00290

    Figure pat00291

    Figure pat00292

    Figure pat00293

    Figure pat00294

    Figure pat00295

    Figure pat00296

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    Figure pat00298

    Figure pat00299

    Figure pat00300

    Figure pat00301

    Figure pat00302

    Figure pat00303

    Figure pat00304
    .
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 호스트와 도펀트의 중량비는 99:1 내지 90: 10인 것인 유기 발광 소자.
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