KR20220084633A - 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 대한 것으로, 보다 상세하게는 열적 안정성, 전기화학적 안정성, 발광능, 자 수송능이 우수한 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 대한 것이다.

Description

유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 {ORGANIC LIGHT-EMITTING COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 수송 능력이 우수한 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층 구조의 유기 전계 발광 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 전계 발광 소자를 만들기 위하여, 소자내 각각의 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어주면 애노드(anode)에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 캐소드(cathode)에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자수송층 재료로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광층 재료로는 안트라센 유도체들이 보고되고 있다. 특히, 발광층 재료 중 효율 향상 측면에서 장점을 가지고 있는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색(blue), 녹색(green), 적색(red)의 인광 도판트 재료로 사용되고 있으며, 4,4-디카바졸리비페닐(4,4-dicarbazolybiphenyl, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure pat00001
그러나 종래의 유기물층 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 전계 발광소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 성능이 뛰어난 유기물층 재료의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 KR2015-7027517 대한민국 공개특허 KR2019-0061314
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있으며, 열적 안전성과 더불어 전자 주입 및 수송능, 발광능 등이 모두 우수한 신규 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내며 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
Q1 내지 Q3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C6 내지 C10의 방향족고리고,
L은 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노아릴포스피닐기, C6~C60의 디아릴포스피닐기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
A는 하기 화학식 a로 표시되는 치환기이며,
[화학식 a]
Figure pat00003
상기 화학식 a에서,
*는 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고,
Y는 S 또는 O이고,
X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고, 다만 X1 내지 X4 중 적어도 2개는 N이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노아릴포스피닐기, C6~C60의 디아릴포스피닐기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
a 내지 d와 n은 각각 0 내지 3의 정수이고,
상기 L의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와 R1 내지 R4, 및Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노아릴포스피닐기, 디아릴포스피닐기, 아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
아울러, 본 발명은 (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 화합물은 열적 안정성, 전자 주입능/수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 상기 화합물을 유기물층에 포함하는 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
<신규 화합물>
본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 신규 화합물은 스파이로 구조(예를 들면, fluorene-xanthene)에 벤젠고리, 나프탈렌 고리 등의 단일환 또는 다환의 방향족고리가 축합된 구조를 코어(core)로 하고, 상기 코어에 전자흡수성이 큰 전자끌게기(electron withdrawing group, EWG)로서 헤테로환(예를 들면, BTP(Benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine), BFP(Benzofuro[3,2-d]pyrimidine) 등)이 직접적으로 또는 다양한 링커(L)를 통해 연결된 구조를 기본 골격으로 한다. 전술한 화학식 1의 화합물은 전자 주입능 및 수송능이 뛰어나므로, 전자수송층 또는 전자수송 보조층 재료로서 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 스파이로 구조는 기본적으로 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도(Tg)를 가지고, 캐리어 수송 능력이 우수하며, 특히 전자 이동성이 매우 우수하여 청색 발광 효율이 상승되는 특성을 나타낸다. 상기 스파이로 구조에 벤젠고리, 나프탈렌 고리 등의 단일환 또는 다환의 방향족고리가 축합된 구조를 가질 경우, 스파이로 구조 본연의 특성은 유지하면서 컨쥬게이션 길이(conjugation length)가 늘어나게 되므로, 이를 포함하는 소자의 열적 안정성을 강화하여 수명 특성을 상승시킬 수 있다. 또한, 상기 스파이로 구조를 포함하는 코어를 가지는 화합물은 플루오렌을 코어로 가지는 화합물 보다 고리가 더 형성되어 코어의 패킹을 줄일 수 있다. 따라서 발광층으로 사용되는 경우 굴절률이 상승되어 디바이스의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
아울러 본 발명에서는 상기 스파이로 구조의 코어에 아진 계열 보다 우수한 전자끌게 능력(EWG)을 가진 헤테로환(예를 들면, BTP(Benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine), BFP(Benzofuro[3,2-d]pyrimidine) 등)을 도입함으로써, 전자이동 속도를 향상시켜 전자 주입 및 전자수송에 더욱 적합한 물리화학적 성질을 가질 수 있게 된다.
한편, 공개특허공보 제2019-0061314호에는 전자수송층 또는 정공보조층에 사용하는 유기 화합물로써 스파이로 구조를 포함하는 코어가 헤테로환(예를 들면, BTP, BFP)의 2번 위치와 결합된 유기 화합물이 개시되어 있다.
본 발명에 따른 화합물은 스파이로 구조를 포함하는 코어가 상기 헤테로환의 4번 위치와 결합됨으로써 스파이로 구조를 포함하는 코어가 상기 헤테로환의 2번 위치와 결합된 상기 문헌의 화합물에 비해 전자를 끄는 성격이 더 강하게 나타나며 전자 이동도가 향상될 수 있고, 따라서 ETL, aETL의 특성이 뛰어날 수 있다.
전술한 화학식 1의 화합물을 전자수송층 또는 전자수송 보조층의 재료로 적용시, 음극으로부터 전자를 잘 수용할 수 있어 발광층으로 전자를 원활히 전달할 수 있으며, 이에 따라 소자의 구동전압을 낮추고 고효율 및 장수명을 유도할 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 결과적으로 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
이에 더하여, 상기 화학식 1의 화합물은 치환기의 방향이나 위치에 따라 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 쉽게 조절할 수 있으므로 전자의 이동성(mobility)이 우수할 수 있다. 따라서, 이 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 효율이 높게 나타난다.
전술한 바와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자수송능과 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 발광층, 전자수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 청색 인광의 발광층의 재료, 또는 전자수송층 재료로 사용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(그린, 적색, 청색의 인광 호스트 재료), 전자수송층/주입층 재료, 발광보조층 재료, 전자수송 보조층 재료, 더욱 바람직하게는 발광층 재료, 전자수송층 재료, 전자수송 보조층 재료로 사용될 수 있다. 이러한 화학식 1의 화합물을 포함하는 본 발명의 유기 전계 발광소자는 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있고, 이러한 유기 전계 발광 소자가 적용된 풀 칼라 유기 발광 패널도 성능이 극대화될 수 있다.
본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 신규 화합물은 스파이로 구조(예를 들면, fluorene-xanthene)에 벤젠고리, 나프탈렌 고리 등의 단일환 또는 다환의 방향족고리가 축합된 구조를 코어(core)로 하고, 상기 코어에 헤테로환(예를 들면, BTP, BFP)이 직접적으로 또는 다양한 링커(L)를 통해 연결된 구조를 기본 골격으로 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서 Q1 내지 Q3는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C6 내지 C10의 방향족고리다. 상기 Q1 내지 Q3의 구체예로는 페닐렌 고리, 나프탈렌 고리 등이 있다. 구체적으로, Q1 내지 Q3는 모두 C6의 방향족고리이거나, 또는 Q1 내지 Q3 중 어느 하나는 C10의 방향족고리이고 나머지는 C6의 방향족고리일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, a 내지 d는 0 내지 3의 정수이다.
여기서, a 내지 d가 각각 0인 경우, 수소가 각각 치환기 R1 내지 R4로 치환되지 않는 것을 의미한다. 또한, a 내지 d가 0이 아닌 경우, 구체적으로 a 내지 d가 1 내지 3의 정수인 경우, 복수의 R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노아릴포스피닐기, C6~C60의 디아릴포스피닐기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1에서 Q1 내지 Q3이 축합된 코어와 직접 또는 별도의 링커(L)를 통해 결합되는 헤테로환인 치환기 a는 전자 수송능이 뛰어난 전자끄는기(Electron Withdrawing Group, EWG)의 일종으로서 하기 화학식 A로 나타난다.
[화학식 a]
Figure pat00004
상기 화학식 a에서 *는 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고, Y는 S 또는 O이고, X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고, 다만 X1 내지 X4 중 적어도 2개는 N이다. 치환기 a는 아진 계열 보다 EWG가 더 강하게 나타나므로 우수한 전자 흡수특성을 나타내어 전자 주입 및 수송에 유리하다.
상기 화학식 a에서 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노아릴포스피닐기, C6~C60의 디아릴포스피닐기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 상기 Ar1은 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 구성된 군에서 선택되고, 상기 A1의 아릴기 및 헤테로아릴기는, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 Ar2는 수소일 수 있다.
상기 치환기 a의 일 실시예를 들면 상기 X1 내지 X4는 중 2개는 N일 수 있다.
상기 치환체 a의 다른 일 실시예를 들면, 상기 화학식 a는 하기 화학식 a-1로 구체화될 수있다.
[a-1]
Figure pat00005
전술한 치환기 A는 상기 코어에 직접 결합되거나 또는 별도의 링커(L)을 통해 결합될 수 있다. 이와 같이, 치환기 A와 코어 사이에 별도의 링커(L)가 존재할 경우, HOMO 영역을 확장시켜 HOMO-LUMO 분포에 이득을 주고, HOMO-LUMO의 적절한 중첩을 통하여 전하 이동 효율을 높일 수 있다.
이러한 링커(L)는 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(Linker)일 수 있다. 일례로, L은 단일결합이거나 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택될 수 있다.
또, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, n은 0 내지 3의 정수이고, 구체적으로는 0 내지 2이다.
여기서, n이 0인 경우, L이 단일결합인 경우를 의미하고, n이 1 내지 3의 정수인 경우, L은 2가(divalent)의 연결기(linker)로서, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일례에 따르면, 상기 L은 단일결합 또는 하기 구조식에서 선택되는 연결기(linker)로 보다 구체화될 수 있다.
Figure pat00006
여기서, *는 상기 화학식 1과 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
상기 L의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와 R1 내지 R4, 및Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노아릴포스피닐기, 디아릴포스피닐기, 아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
일례에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 코어에 축합되는 환의 종류 및 위치에 따라 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
[화학식 2]
Figure pat00007
[화학식 3]
Figure pat00008
[화학식 4]
Figure pat00009
[화학식 5]
Figure pat00010
상기 화학식 2 내지 5에서,
Q1 내지 Q3은 각각 C10의 방향족고리이고,
L, R1 내지 R4, A, a 내지 d 및 n은 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
일례에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 코어에 축합되는 환의 종류 및 위치에 따라 하기 화학식 6 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
[화학식 6]
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[화학식 7]
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[화학식 8]
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[화학식 9]
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[화학식 10]
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[화학식 11]
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[화학식 12]
Figure pat00017
상기 화학식 6 내지 12에서, L, A 및 n은 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
일례에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 코어에 결합되는 링커(L)의 위치에 따라 하기 화학식 13 내지 18 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
[화학식 13]
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[화학식 14]
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[화학식 15]
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[화학식 16]
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[화학식 17]
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[화학식 18]
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상기 화학식 13 내지 18에서, Q1 내지 Q3, L, R1 내지 R4, A, a 내지 d 및 n은 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다. 이 때, 치환기 A가 화학식 1로 표시되는 스파이로 화합물의 하단에 결합되는 경우(예를 들면, 화학식 16 내지 18) 스파이로 화합물의 상단에 결합되는 경우에 비해 전자 이동도가 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 예시 화합물, 예컨대 화합물 1 내지 화합물 361로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
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본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된탄소수 6 내지 40의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 40의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
<전자수송층 재료>
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자수송층을 제공한다.
상기 전자수송층(ETL)은 음극에서 주입되는 전자를 인접하는 층, 구체적으로 발광층으로 이동시키는 역할을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 전자수송층(ETL) 재료로서 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 당 분야에 공지된 전자수송층 재료와 혼용될 수 있다. 바람직하게는 단독으로 사용되는 것이다.
상기 화학식 1의 화합물과 혼용될 수 있는 전자수송층 재료는, 당 분야에서 통상적으로 공지된 전자수송 물질을 포함한다. 사용 가능한 전자 수송 물질의 비제한적인 예로는 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물(예: Alq3 (트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄(tris(8-quinolinolato)-aluminium) BAlq, SAlq, Almq3, 갈륨 착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물과 전자수송층 재료를 혼용할 경우, 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
<전자수송 보조층 재료>
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자수송 보조층을 제공한다.
상기 전자수송층은 발광층과 전자수송층 사이에 배치되어, 상기 발광층에서 생성된 엑시톤 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 전자수송 보조층 재료로서 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 당 분야에 공지된 전자수송층 재료와 혼용될 수 있다. 바람직하게는 단독으로 사용되는 것이다.
상기 화학식 1의 화합물과 혼용될 수 있는 전자수송 보조층 재료는, 당 분야에서 통상적으로 공지된 전자수송 물질을 포함한다. 일례로, 상기 전자수송 보조층은 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체(예를 들면 BCP), 질소를 포함하는 헤테로환 유도체 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물과 전자수송 보조층 재료를 혼용할 경우, 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
<유기 전계 발광 소자>
한편, 본 발명의 다른 측면은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(이하, '유기 EL 소자')에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 발광층, 발광보조층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층, 및 전자수송 보조층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 전자수송층, 전자수송 보조층인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층은 상기 화학식 1의 화합물 이외의 화합물을 호스트로 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색, 적색의 인광 호스트 재료로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 청색 및/또는 녹색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 전계 발광 소자에 포함되는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 주입 및 수송능이 우수하므로 전자수송층 재료인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 기판, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 한편 상기 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 전술한 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 당 업계에 공지된 재료 및 방법으로 유기물층 및 전극을 형성하여 제조할 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판은 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 있다.
또, 양극 물질의 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질의 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정공주입층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] Core 1의 합성
Figure pat00105
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (92 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 1 (83 g, 수율 75 %)을 얻었다
[LCMS] : 550
[준비예 2] Core 2의 합성
Figure pat00106
4,4,5,5-Tetramethyl-3-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (92 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 2 (96 g, 수율 86 %)을 얻었다
[LCMS] : 550
[준비예 3] Core 3의 합성
Figure pat00107
4,4,5,5-Tetramethyl-4-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (92 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 3 (86 g, 수율 77 %)을 얻었다
[LCMS] : 550
[준비예 4] Core 4의 합성
Figure pat00108
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[benzo[c]fluorene-7,9'-xanthen]-9-yl)-1,3,2-dioxaborolane (102 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 4 (79 g, 수율 66 %)을 얻었다
[LCMS] : 600
[준비예 5] Core 5의 합성
Figure pat00109
4,4,5,5-Tetramethyl-4-(spiro[benzo[c]fluorene-7,9'-xanthen]-9-yl)-1,3,2-dioxaborolane (102 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 5 (94 g, 수율 78 %)을 얻었다
[LCMS] : 600
[준비예 6] Core 6의 합성
Figure pat00110
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[benzo[b]fluorene-11,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (102 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 6 (78 g, 수율 65 %)을 얻었다
[LCMS] : 600
[준비예 6] Core 7의 합성
Figure pat00111
4,4,5,5-Tetramethyl-4-(spiro[benzo[b]fluorene-11,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (102 g, 200 mmol)와 2,4-Dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (51 g, 200 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (9.2 g, 8 mmol), NaOH (24 g, 600 mmol) 를 1,000 ml THF와 300 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터한다. 그리고 Toluene으로 고체를 녹여 Silica filter 한 후에 농축한다. 농축한 후에는 Toluene으로 재결정하여 Core 7 (96 g, 수율 80 %)을 얻었다
[LCMS] : 600
[합성예 1] 화합물 2의 합성
Figure pat00112
Core 1 (5.5 g, 10.0 mmol)과 [1,1'-Biphenyl]-4-ylboronic acid (2.0 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 2 (4.2 g, 수율 63 %)을 얻었다.
[LCMS]: 668
[합성예 2] 화합물 7의 합성
Figure pat00113
Core 1 (5.5 g, 10.0 mmol)과 (4-(Naphthalen-1-yl)phenyl)boronic acid (2.5 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 7 (4.7 g, 수율 65 %)을 얻었다.
[LCMS]: 718
[합성예 3] 화합물 30의 합성
Figure pat00114
Core 2 (5.5 g, 10.0 mmol)과 Naphthalen-2-ylboronic acid (1.7 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 30 (3.8 g, 수율 60 %)을 얻었다.
[LCMS]: 642
[합성예 4] 화합물 50의 합성
Figure pat00115
Core 3 (5.5 g, 10.0 mmol)과 [1,1'-Biphenyl]-4-ylboronic acid (2.0 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 50 (4.7 g, 수율 70 %)을 얻었다.
[LCMS]: 668
[합성예 5] 화합물 61의 합성
Figure pat00116
Core 3 (5.5 g, 10.0 mmol)과 (3-Cyanophenyl)boronic acid (1.5 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 61 (3.4 g, 수율 55 %)을 얻었다.
[LCMS]: 617
[합성예 6] 화합물 98의 합성
Figure pat00117
Core 4 (6.0 g, 10.0 mmol)과 [1,1'-Biphenyl]-4-ylboronic acid (2.0 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 98 (3.9 g, 수율 54 %)을 얻었다.
[LCMS]: 718
[합성예 7] 화합물 125의 합성
Figure pat00118
Core 5 (6.0 g, 10.0 mmol)과 Phenylboronic acid (1.2 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 125 (5.0 g, 수율 78 %)을 얻었다.
[LCMS]: 642
[합성예 8] 화합물 138의 합성
Figure pat00119
Core 6 (6.0 g, 10.0 mmol)과 [1,1'-Biphenyl]-4-ylboronic acid (2.0 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 138 (4.8 g, 수율 67 %)을 얻었다.
[LCMS]: 718
[합성예 9] 화합물 161의 합성
Figure pat00120
Core 7 (6.0 g, 10.0 mmol)과 Phenylboronic acid (1.2 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 125 (3.3 g, 수율 51 %)을 얻었다.
[LCMS]: 642
[합성예 10] 화합물 211의 합성
Figure pat00121
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.6 g, 10.0 mmol)과 4-(3-Chlorophenyl)-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (3.7 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 211 (4.9 g, 수율 74 %)을 얻었다.
[LCMS]: 668
[합성예 11] 화합물 231의 합성
Figure pat00122
4,4,5,5-Tetramethyl-4-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.6 g, 10.0 mmol)과 4-(4-Chlorophenyl)-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine (3.6 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 231 (5.2 g, 수율 80 %)을 얻었다.
[LCMS]: 652
[합성예 12] 화합물 286의 합성
Figure pat00123
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.6 g, 10.0 mmol)과 4-(4'-Chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-2-(naphthalen-1-yl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (5.0 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 286 (5.1 g, 수율 65 %)을 얻었다.
[LCMS]: 794
[합성예 13] 화합물 295의 합성
Figure pat00124
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.6 g, 10.0 mmol)과 4-(3'-Chloro-[1,1'-biphenyl]-4-yl)-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (4.5 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 295 (5.5 g, 수율 74 %)을 얻었다.
[LCMS]: 744
[합성예 14] 화합물 311의 합성
Figure pat00125
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (5.1 g, 10.0 mmol)과 4-(3'-chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (4.5 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 311 (7.6 g, 수율 87 %)을 얻었다.
[LCMS]: 870
[합성예 15] 화합물 312의 합성
Figure pat00126
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (5.1 g, 10.0 mmol)과 4-(3'-Chloro-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-2-(naphthalen-1-yl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (5.0 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 312 (5.9 g, 수율 70 %)을 얻었다.
[LCMS]: 844
[합성예 16] 화합물 321의 합성
Figure pat00127
4,4,5,5-Tetramethyl-2-(spiro[fluorene-9,9'-xanthen]-4-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.6 g, 10.0 mmol)과 4-(9-Chlorodibenzo[b,d]furan-1-yl)-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (4.6 g, 10.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.46 g, 0.4 mmol), NaOH (1.2 g, 30.0 mmol) 를 THF 50 ml와 H2O 25 ml 에 넣고 80℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 20 ml를 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 ??터하였다. 필터 후 고체는 Toluene에 녹여 Silica filter 후 Toluene으로 재결정하여 목적 화합물인 화합물 321 (6.6 g, 수율 87 %)을 얻었다.
[LCMS]: 758
[실시예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 1에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 5분간 세정하고 진공 증착기로 코팅된 유리 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205(두산社) (80 nm) / NPB (15nm) / ADN + 5%DS-405(두산社) (30nm) / 화합물 2 / LiF (1 nm) / Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다. 이 때, 사용된 NPB 및 ADN의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00128
[실시예 2 내지 16] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 발광층 물질로 사용된 화합물 2 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 각각 전자 수송층 재료로 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 1 내지 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 2 대신 하기 화합물 Alq3, T-1, T-2를 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00129
Figure pat00130
[평가예 1]
실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 3에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 수명을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 전자 수송층 재료 구동전압
(V)		 발광피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 1 화합물 2 3.2 454 10.0
실시예 2 화합물 7 3.3 456 10.1
실시예 3 화합물 30 3.2 457 9.9
실시예 4 화합물 50 3.5 452 8.7
실시예 5 화합물 61 3.1 455 10.3
실시예 6 화합물 98 3.6 452 10.1
실시예 7 화합물 125 3.7 453 9.9
실시예 8 화합물 138 3.2 454 8.8
실시예 9 화합물 161 3.8 455 8.7
실시예 10 화합물 211 3.9 456 10.3
실시예 11 화합물 231 4.0 456 10.1
실시예 12 화합물 286 3.6 456 9.9
실시예 13 화합물 295 3.7 456 9.9
실시예 14 화합물 311 3.8 456 8.8
실시예 15 화합물 312 3.5 456 8.7
실시예 16 화합물 321 3.6 456 8.2
비교예 1 Alq3 5.4 458 5.5
비교예 2 T-1 4.5 459 5.9
비교예 3 T-2 4.4 458 6.0
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 16)는 종래의 Alq3를 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 1)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 17] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 준비된 ITO 투명 전극 위에 DS-205(두산社)(80 nm) / NPB(15nm) / ADN + 5%DS-405(두산社)(30nm) / 화합물 2(5 nm) / Alq3(25 nm) / LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[실시예 18 내지 32] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 18에서 전자수송 보조층 재료로 사용된 화합물 2 대신 하기 표 2에 기재된 화합물을 각각 전자수송 보조층 재료로 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 18과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 4 내지 6] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자수송 보조층 물질로서 화합물 2 대신 화합물 Alq3, T-1, T-2를 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[평가예 2]
실시예 17 내지 32 및 비교예 4 내지 6에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 수명을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 전자수송 보조층 재료 구동전압
(V)		 발광피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 17 화합물 2 3.8 454 8.5
실시예 18 화합물 7 3.7 456 8.9
실시예 19 화합물 30 3.9 457 8.7
실시예 20 화합물 50 3.5 452 9.3
실시예 21 화합물 61 3.4 455 9.5
실시예 22 화합물 98 3.6 452 9.2
실시예 23 화합물 125 3.7 453 9.5
실시예 24 화합물 138 3.2 454 8.8
실시예 25 화합물 161 3.8 455 8.7
실시예 26 화합물 211 3.2 454 10.0
실시예 27 화합물 231 3.2 454 10.0
실시예 28 화합물 286 3.3 456 10.1
실시예 29 화합물 295 3.2 457 9.9
실시예 30 화합물 311 3.5 452 8.7
실시예 31 화합물 312 3.1 455 10.3
실시예 32 화합물 321 3.6 452 10.1
비교예 4 - 4.8 458 6.0
비교예 5 T-1 4.7 457 6.1
비교예 6 T-2 4.6 456 6.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 전자수송 보조층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 17 내지 32)는 전자수송 보조층을 포함하지 않는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 4)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00131

    상기 화학식 1에서,
    Q1 내지 Q3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 C6 내지 C10의 방향족고리이고,
    L은 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노아릴포스피닐기, C6~C60의 디아릴포스피닐기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    A는 하기 화학식 a로 표시되는 치환기이며,
    [화학식 a]
    Figure pat00132

    상기 화학식 a에서,
    *는 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고,
    Y는 S 또는 O이고,
    X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고, 다만 X1 내지 X4 중 적어도 2개는 N이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노아릴포스피닐기, C6~C60의 디아릴포스피닐기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    a 내지 d와 n은 각각 0 내지 3의 정수이고,
    상기 L의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와 R1 내지 R4, 및Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노아릴포스피닐기, 디아릴포스피닐기, 아릴아민기, 아릴헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00133

    [화학식 3]
    Figure pat00134

    [화학식 4]
    Figure pat00135

    [화학식 5]
    Figure pat00136

    상기 화학식 2 내지 5에서,
    Q1 내지 Q3은 각각 C10의 방향족고리이고,
    L, R1 내지 R4, A, a 내지 d 및 n은 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 6 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 6]
    Figure pat00137

    [화학식 7]
    Figure pat00138

    [화학식 8]
    Figure pat00139

    [화학식 9]
    Figure pat00140

    [화학식 10]
    Figure pat00141

    [화학식 11]
    Figure pat00142

    [화학식 12]
    Figure pat00143

    상기 화학식 6 내지 12에서,
    L, A 및 n은 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 13 내지 18 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 13]
    Figure pat00144

    [화학식 14]
    Figure pat00145

    [화학식 15]
    Figure pat00146

    [화학식 16]
    Figure pat00147

    [화학식 17]
    Figure pat00148

    [화학식 18]
    Figure pat00149

    상기 화학식 13 내지 18에서,
    Q1 내지 Q3, L, R1 내지 R4, A, a 내지 d 및 n은 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 L은 단일결합이거나, 또는 하기 구조식 중에서 선택되는 링커인 화합물.
    Figure pat00150

    상기 식에서,
    *는 상기 화학식 1과 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 X1 내지 X4는 중 2개는 N인 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 A는 하기 화학식 a-1로 표시되는 화합물.
    [a-1]
    Figure pat00151

    상기 화학식 a-1에서,
    *은 상기 화학식 1과 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
    Y, Ar1 및 Ar2는 각각 제1항에 정의된 바와 같다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 구성된 군에서 선택되고,
    상기 A1의 아릴기 및 헤테로아릴기는, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 것인 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 화합물 군 중에서 선택되는 화합물.
    Figure pat00152
    Figure pat00153
    Figure pat00154
    Figure pat00155
    Figure pat00156
    Figure pat00157
    Figure pat00158
    Figure pat00159
    Figure pat00160
    Figure pat00161
    Figure pat00162
    Figure pat00163
    Figure pat00164
    Figure pat00165
    Figure pat00166
    Figure pat00167
    Figure pat00168
    Figure pat00169
    Figure pat00170
    Figure pat00171
    Figure pat00172
    Figure pat00173
    Figure pat00174
    Figure pat00175
    Figure pat00176
    Figure pat00177
    Figure pat00178
    Figure pat00179
    Figure pat00180
    Figure pat00181
    Figure pat00182
    Figure pat00183
    Figure pat00184
    Figure pat00185
    Figure pat00186
    Figure pat00187
    Figure pat00188
    Figure pat00189
    Figure pat00190
    Figure pat00191
    Figure pat00192
    Figure pat00193
    Figure pat00194
    Figure pat00195
    Figure pat00196
    Figure pat00197
    Figure pat00198
    Figure pat00199
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 화합물 군 중에서 선택되는 화합물.
    Figure pat00200
    Figure pat00201
    Figure pat00202
    Figure pat00203
    Figure pat00204
    Figure pat00205
    Figure pat00206
    Figure pat00207
    Figure pat00208
    Figure pat00209
    Figure pat00210
    Figure pat00211
    Figure pat00212
    Figure pat00213
    Figure pat00214
    Figure pat00215
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 화합물 군 중에서 선택되는 화합물.
    Figure pat00216
    Figure pat00217
    Figure pat00218
    Figure pat00219
    Figure pat00220
    Figure pat00221
    Figure pat00222
    Figure pat00223
    Figure pat00224
    Figure pat00225
    Figure pat00226
    Figure pat00227
    Figure pat00228
    Figure pat00229
    Figure pat00230
    Figure pat00231
    Figure pat00232
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자수송층 또는 전자수송 보조층 재료인 화합물.
  13. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광보조층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층, 및 전자수송 보조층으로 구성된 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 전자수송층 또는 전자수송 보조층인 유기 전계 발광 소자.
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