KR20230025198A - 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물 - Google Patents

헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20230025198A
KR20230025198A KR1020210107426A KR20210107426A KR20230025198A KR 20230025198 A KR20230025198 A KR 20230025198A KR 1020210107426 A KR1020210107426 A KR 1020210107426A KR 20210107426 A KR20210107426 A KR 20210107426A KR 20230025198 A KR20230025198 A KR 20230025198A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
formula
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020210107426A
Other languages
English (en)
Inventor
이남진
김지운
정원장
김동준
Original Assignee
엘티소재주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘티소재주식회사 filed Critical 엘티소재주식회사
Priority to KR1020210107426A priority Critical patent/KR20230025198A/ko
Publication of KR20230025198A publication Critical patent/KR20230025198A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 유기물층용 조성물에 관한 것이다.

Description

헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물{HETEROCYCLIC COMPOUND, ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND COMPOSITION FOR ORGANIC LAYER OF ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 유기물층용 조성물에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 저지, 정공 저지, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
미국 등록특허 제4,356,429호
본 발명은 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 유기물층용 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O, S 또는 NRa이고,
Ra는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 R101, R102, 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에 있어서,
Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며,
n은 0 내지 2의 정수이고, n이 2인 경우, R5는 서로 같거나 상이하며,
m은 0 내지 5의 정수이고, m이 2 인경우, L은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 발명은, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 유기물층이 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계가 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는, 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기 발광 소자에서 정공주입층 재료, 전자저지층 재료, 정공수송층 재료, 발광층 재료, 전자수송층 재료, 정공저지층 재료, 전자주입층 재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물이 유기 발광 소자의 정공수송층 재료 또는 전자저지층 재료로 사용될 수 있다.
상기 화합물을 정공 수송층에 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여, 구동 전압이 낮아지고, 발광 효율 및 수명이 현저하게 개선되는 효과를 나타낸다. 또한, 상기 화합물을 전자 저지층에 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여, 구동 전압이 낮아지고, 발광 효율 및 수명이 현저하게 개선되는 효과를 나타낸다. 구체적으로, 상기 화합물은 높은 LUMO 에너지 레벨 및 보다 넓은 밴드갭(band gap)을 가짐으로써, 전자 차단 능력이 우수하고, 정공과 전자가 전하균형(charge balance)을 이루게 한다. 이로 인하여, 유기 발광 소자의 정공 수송층 계면이 아닌 발광층 내부에서 발광이 일어나게 됨으로써, 구동, 효율 및 수명 모든 면에서 우수한 효과를 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하 본 출원에 대해서 자세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 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 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란, C1 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C3 내지 C60의 단환 또는 다환의 시클로알킬; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴아민; 및 C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)R101R102로 표시되고, R101 및 R102는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 구체적으로 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR104R105R106로 표시되고, R104 내지 R106은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 스피로기는 스피로 구조를 포함하는 기로서, 탄소수 15 내지 60일 수 있다. 예컨대, 상기 스피로기는 플루오레닐기에 2,3-디히드로-1H-인덴기 또는 시클로헥산기가 스피로 결합된 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하기 스피로기는 하기 구조식의 기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
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 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 발명에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 탄소 원자에 수소 원자가 결합된 것을 의미한다. 다만, 중수소(2H, Deuterium)는 수소의 동위원소이므로, 일부 수소 원자는 중수소일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 치환기로 올 수 있는 위치가 모두 수소 또는 중수소인 것을 의미할 수 있다. 즉, 중수소의 경우 수소의 동위원소로, 일부의 수소 원자는 동위원소인 중수소일 수 있으며, 이 때 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어서, "중수소의 함량이 0%", "수소의 함량이 100%", "치환기는 모두 수소" 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 중수소는 수소의 동위원소(isotope) 중 하나로 양성자(proton) 1개와 중성자(neutron) 1개로 이루어진 중양성자(deuteron)를 원자핵(nucleus)으로 가지는 원소로서, 수소-2로 표현될 수 있으며, 원소기호는 D 또는 2H로 쓸 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 동위원소는 원자 번호(atomic number, Z)는 같지만, 질량수(mass number, A)가 다른 원자를 의미하는 동위원소는 같은 수의 양성자(proton)를 갖지만, 중성자(neutron)의 수가 다른 원소로도 해석할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 특정 치환기의 함량 T%의 의미는 기본이 되는 화합물이 가질 수 있는 치환기의 총 개수를 T1으로 정의하고, 그 중 특정의 치환기의 개수를 T2로 정의하는 경우 T2/T1×100 = T%로 정의할 수 있다.
즉, 일 예시에 있어서,
Figure pat00016
로 표시되는 페닐기에 있어서 중수소의 함량 20%라는 것은 페닐기가 가질 수 있는 치환기의 총 개수는 5(식 중 T1)개이고, 그 중 중수소의 개수가 1(식 중 T2)인 경우를 의미할 수 있다. 즉, 페닐기에 있어서 중수소의 함량 20%라는 것인 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure pat00017
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 발명에 있어서, 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에서 중수소의 함량은 0 내지 100%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30 내지 100%일 수 있다.
본 발명에 있어서, C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리는 C6 내지 C60개의 탄소와 수소로 이루어진 방향족 고리를 포함하는 화합물을 의미하며, 예를 들어, 벤젠, 비페닐, 트리페닐, 트리페닐렌, 나프탈렌, 안트라센, 페날렌, 페난트렌, 플루오렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 아줄렌 등을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니며, 상기 탄소수를 충족하는 것으로서 이 분야에 공지된 방향족 탄화수소 고리 화합물을 모두 포함한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00018
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O, S 또는 NRa이고,
Ra는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 R101, R102, 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
[화학식 2]
Figure pat00019
화학식 2에 있어서,
Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며,
n은 0 내지 2의 정수이고, n이 2인 경우, R5는 서로 같거나 상이하며,
m은 0 내지 5의 정수이고, m이 2 인경우, L은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 X는 O 또는 S일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 X는 S 또는 NRa일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 X는 O 또는 NRa일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 X는 O일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 X는 S일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 X는 NRa일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 Ra는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ra는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ra는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ra는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 바이페닐기, 또는 나프틸기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기, 또는 디벤조티오페닐기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2의 조합은 2개의 치환 또는 비치환된 페닐기의 조합, 2개의 치환 또는 비치환된 나프틸기의 조합, 치환 또는 비치환된 바이페닐기와 치환 또는 비치환된 페닐기의 조합, 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨라닐기와 치환 또는 비치환된 페닐기의 조합, 치환 또는 비치환된 다이벤조티오페닐기와 치환 또는 비치환된 페닐기의 조합, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기와 치환 또는 비치환된다이벤조티오페닐기의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 및 상기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 R101, R102, 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 및 상기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 R101, R102, 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기; 및 상기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R9 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R9 중 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R5 내지 R9가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것;
상기 n이 1 이상이고, R5 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R1 내지 R4 및 R6 내지 R9가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것; 및
상기 R6 내지 R9 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R1 내지 R5가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 R1 내지 R4 중 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R5 내지 R9가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것;
상기 n이 1 이상이고, R5 중 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R1 내지 R4 및 R6 내지 R9가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것; 및
상기 R6 내지 R9 중 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R1 내지 R5가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 2 중 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 2 중 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 2 중 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기, 9,9-디메틸플루오레닐기, 9,9-디페닐플루오레닐기 또는 스피로바이플루오레닐기, 또는 치환 또는 비치환된 다이벤조퓨라닐기 또는 다이벤조티오페닐기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
상기 L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
상기 L의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기의 구체적인 예를 하기에 표시하나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00020
본 발명의 일 실시형태에 있어서, n은 0 내지 2의 정수일 수 있고, n이 2인 경우, R5는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, n은 0 내지 1의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, m은 0 내지 3의 정수일 수 있고, m이 2 이상인 경우, L은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, m은 0 내지 2의 정수일 수 있고, m이 2 이상인 경우, L은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표시되는 헤테로 고리 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00021
[화학식 1-2]
Figure pat00022
[화학식 1-3]
Figure pat00023
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서,
X, Ar1, Ar2, R1 내지 R9 및 n의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 치환기로서 적어도 하나의 중수소를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1 중 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 0% 이상, 1% 이상, 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상 또는 50% 이상일 수 있고, 100% 이하, 90% 이하, 80% 이하, 70% 이하, 60% 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1 중 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 20% 내지 90%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1 중 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 30% 내지 80%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1 중 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 50% 내지 60%일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 헤테로 고리 화합물일 수 있다.
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 전자 저지층 물질, 정공 수송층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질, 정공 저지층 물질 및 전자 주입층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층, 발광 보조층, 전자 저지층, 정공 수송층 및 정공 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층, 발광 보조층, 전자 저지층, 정공 수송층 및 정공 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다. 상기 발광 보조층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시키는 역할을 하며, 상기 전자 저지층은 전자 수송 영역으로부터의 전자 주입을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 발광 보조층은 음극과 발광층 사이에 위치하거나, 양극과 발광층 사이에 위치하는 층으로서, 발광 보조층이 상기 양극과 발광층 사이에 위치할 경우, 정공의 주입 및/또는 전달을 원활하게 하거나 전자의 오버플로우를 차단하는 용도로 사용될 수 있고, 발광 보조층이 음극과 발광층 사이에 위치할 경우, 전자의 주입 및/또는 전달을 원활하게 하거나 정공의 오버플로우를 차단하는 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함할 수 있고, 상기 정공 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층을 포함할 수 있고, 상기 전자 저지층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 발광 보조층을 포함할 수 있고, 상기 발광 보조층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층 또는 전자 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 저지층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 수송층, 발광층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 수송층, 발광층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층을 포함하고, 상기 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다. 예를 들면, 발광 보조층을 추가할 수 있다(도 3에 도시되지 않음).
상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물은 유기 발광 소자의 유기물 형성시 이용할 수 있고, 특히, 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층 형성시 보다 바람직하게 이용할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 헤테로 고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로 고리 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 정공 주입층, 전자 저지층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 정공 저지층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 유기물층을 형성하는 단계가 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 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.
정공 주입층 재료로는 공지된 정공 주입층 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송층 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송층 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입층 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광층 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광층 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광층 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광층 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 헤테로 고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<제조예>
<제조예 1> 화합물 002의 제조
Figure pat00057
1) 화합물 002-P4의 제조
2-브로모-4-클로로-1-니트로벤젠(2-bromo-4-chloro-1-nitrobenzene) 100g(422.92mmol)과 디벤조[b,d]퓨란-4아민(dibenzo[b,d]furan-4-amine) 92.98g(507.51mmol)을 톨루엔(Toluene) 1000ml에 녹인 다음, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 19.36g(21.15mmol), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 20.16g(42.29mmol), NaOtBu 81.29g(845.84mmol)을 넣고, 2시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음, 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P4 110g(수율: 77%)을 얻었다.
2) 화합물 002-P3의 제조
화합물 002-P4 110g(324.73mmol)과 브로모벤젠(bromobenzene) 53.54g(340.97mmol)을 톨루엔(Toluene) 1000ml에 녹인 다음, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 14.87g(16.24mmol), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 15.48g(32.47mmol), NaOtBu (62.41g, 649.47mmol)을 넣고 2시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음, 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P3 100g(수율: 74%)을 얻었다.
3) 화합물 002-P2의 제조
화합물 002-P3 100g(214.06mmol)과 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine) 158.07g(602.64mmol)을 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene) 1000ml에 넣고 7시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음, 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P2 80g(수율: 87%)을 얻었다.
4) 화합물 002-P1의 제조
화합물 002-P2 80g(208.96mmol)과 브로모벤젠(bromobenzene) 36.09g(229.86mmol)을 톨루엔(Toluene) 800ml에 녹인 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 9.57g(10.45mmol), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 9.96g(20.90mmol), NaOtBu (40.16g, 417.93mmol)을 넣고, 2시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P1 75g(수율: 78%)을 얻었다.
5) 화합물 002의 제조
화합물 002-P1 10g(21.79mmol)과 N-페닐-[1,1'-바이페닐]-4-아민(N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine) 5.35g(21.79mmol)을 톨루엔(Toluene) 100ml에 녹인 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 1.00g(1.09mmol), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 1.04g(2.18mmol), NaOtBu 4.19g(43.58mmol)을 넣고, 3시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음, 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 다음, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 후, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002 11g(수율: 76%)을 얻었다.
상기 제조예 1의 1-1에서 사용된 2-브로모-4-클로로-1니트로벤젠(2-bromo-4-chloro-1-nitrobenzene) 대신 하기 표 1의 화합물 A를 사용하고, 디벤조[b,d]퓨란-4-아민(dibenzo[b,d]furan-4-amine) 대신 하기 표 1의 화합물 B를 사용하고, 제조예 1-2에서 사용된 브로모벤젠(bromobenzene) 대신 하기 표 1의 화합물 C를 사용하고, 제조예 1-4에서 사용된 브로모벤젠(bromobenzene) 대신 하기 표 1의 화합물 D를 사용하고, 제조예 1-5에서 사용된 N-페닐-[1,1'-바이페닐]-4-아민(N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine) 대신 하기 표 1의 화합물 E를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 하기 표 1의 목적화합물을 합성하였다.
번호 화합물 A 화합물 B 화합물 C 화합물 D 화합물 E 목적화합물 수율
003
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063

 71%
004
Figure pat00064
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069

 72%
007
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075

 79%
015
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00081

 67%
016
Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087

 80%
022
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093

 75%
024
Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099

 73%
028
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105

 75%
040
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00111

 72%
058
Figure pat00112
Figure pat00113
Figure pat00114
Figure pat00115
Figure pat00116
Figure pat00117

 78%
063
Figure pat00118
Figure pat00119
Figure pat00120
Figure pat00121
Figure pat00122
Figure pat00123

 66%
075
Figure pat00124
Figure pat00125
Figure pat00126
Figure pat00127
Figure pat00128
Figure pat00129

 80%
083
Figure pat00130
Figure pat00131
Figure pat00132
Figure pat00133
Figure pat00134
Figure pat00135

 72%
094
Figure pat00136
Figure pat00137
Figure pat00138
Figure pat00139
Figure pat00140
Figure pat00141

 73%
095
Figure pat00142
Figure pat00143
Figure pat00144
Figure pat00145
Figure pat00146
Figure pat00147

 80%
100
Figure pat00148
Figure pat00149
Figure pat00150
Figure pat00151
Figure pat00152
Figure pat00153

 79%
107
Figure pat00154
Figure pat00155
Figure pat00156
Figure pat00157
Figure pat00158
Figure pat00159

 78%
110
Figure pat00160
Figure pat00161
Figure pat00162
Figure pat00163
Figure pat00164
Figure pat00165

 71%
123
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
Figure pat00170
Figure pat00171

 76%
132
Figure pat00172
Figure pat00173
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
Figure pat00177

 73%
133
Figure pat00178
Figure pat00179
Figure pat00180
Figure pat00181
Figure pat00182
Figure pat00183

 77%
146
Figure pat00184
Figure pat00185
Figure pat00186
Figure pat00187
Figure pat00188
Figure pat00189

 70%
147
Figure pat00190
Figure pat00191
Figure pat00192
Figure pat00193
Figure pat00194
Figure pat00195

 75%
182
Figure pat00196
Figure pat00197
Figure pat00198
Figure pat00199
Figure pat00200
Figure pat00201

 81%
184
Figure pat00202
Figure pat00203
Figure pat00204
Figure pat00205
Figure pat00206
Figure pat00207

 72%
187
Figure pat00208
Figure pat00209
Figure pat00210
Figure pat00211
Figure pat00212
Figure pat00213

 77%
193
Figure pat00214
Figure pat00215
Figure pat00216
Figure pat00217
Figure pat00218
Figure pat00219

 72%
195
Figure pat00220
Figure pat00221
Figure pat00222
Figure pat00223
Figure pat00224
Figure pat00225

 73%
203
Figure pat00226
Figure pat00227
Figure pat00228
Figure pat00229
Figure pat00230
Figure pat00231

 73%
216
Figure pat00232
Figure pat00233
Figure pat00234
Figure pat00235
Figure pat00236
Figure pat00237

 77%
224
Figure pat00238
Figure pat00239
Figure pat00240
Figure pat00241
Figure pat00242
Figure pat00243

 77%
236
Figure pat00244
Figure pat00245
Figure pat00246
Figure pat00247
Figure pat00248
Figure pat00249

 79%
274
Figure pat00250
Figure pat00251
Figure pat00252
Figure pat00253
Figure pat00254
Figure pat00255

 71%
283
Figure pat00256
Figure pat00257
Figure pat00258
Figure pat00259
Figure pat00260
Figure pat00261

 66%
315
Figure pat00262
Figure pat00263
Figure pat00264
Figure pat00265
Figure pat00266
Figure pat00267

 75%
323
Figure pat00268
Figure pat00269
Figure pat00270
Figure pat00271
Figure pat00272
Figure pat00273

 79%
334
Figure pat00274
Figure pat00275
Figure pat00276
Figure pat00277
Figure pat00278
Figure pat00279

 76%
346
Figure pat00280
Figure pat00281
Figure pat00282
Figure pat00283
Figure pat00284
Figure pat00285

 72%
382
Figure pat00286
Figure pat00287
Figure pat00288
Figure pat00289
Figure pat00290
Figure pat00291

 79%
385
Figure pat00292
Figure pat00293
Figure pat00294
Figure pat00295
Figure pat00296
Figure pat00297

 71%
387
Figure pat00298
Figure pat00299
Figure pat00300
Figure pat00301
Figure pat00302
Figure pat00303

 79%
399
Figure pat00304
Figure pat00305
Figure pat00306
Figure pat00307
Figure pat00308
Figure pat00309

 67%
454
Figure pat00310
Figure pat00311
Figure pat00312
Figure pat00313
Figure pat00314
Figure pat00315

 70%
461
Figure pat00316
Figure pat00317
Figure pat00318
Figure pat00319
Figure pat00320
Figure pat00321

 68%
486
Figure pat00322
Figure pat00323
Figure pat00324
Figure pat00325
Figure pat00326
Figure pat00327

 71%
502
Figure pat00328
Figure pat00329
Figure pat00330
Figure pat00331
Figure pat00332
Figure pat00333

 73%
514
Figure pat00334
Figure pat00335
Figure pat00336
Figure pat00337
Figure pat00338
Figure pat00339

 79%
533
Figure pat00340
Figure pat00341
Figure pat00342
Figure pat00343
Figure pat00344
Figure pat00345

 71%
542
Figure pat00346
Figure pat00347
Figure pat00348
Figure pat00349
Figure pat00350
Figure pat00351

 70%
<제조예 2> 화합물 553의 제조
Figure pat00352
1) 화합물 553의 제조
화합물 002-P1 10g(21.79mmol)과 N-페닐-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2일)페닐)-[1,1'-바이페닐]-3-아민(N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-3-amine) 9.75g(21.79mmol)을 1,4-다이옥산(1,4-Dioxane) 100ml와 증류수 20ml에 녹인 후, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(Bis(dibenzylideneacetone)palladium, Pd(dba)2) 0.63g(1.09mol)과 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 1.04g(2.18mmol)과 K2CO3 7.53g(54.47mmol)을 넣고, 12시간동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액을 디클로로메탄과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 다음, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 후, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 553 12g(수율: 74%)를 얻었다.
상기 제조예 2에서, 화합물 002-P1 대신 하기 표 2의 화합물 F를 사용하고, N-페닐-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2일)페닐)-[1,1'-바이페닐]-3-아민(N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-3-amine) 대신 하기 표 2의 화합물 G를 사용한 것을 제외하고 상기 제조예 2의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 하기 표 2의 목적 화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 화합물 F 화합물 G 목적화합물 수율
554
Figure pat00353
Figure pat00354
Figure pat00355

 71%
564
Figure pat00356
Figure pat00357
Figure pat00358

 75%
565
Figure pat00359
Figure pat00360
Figure pat00361

 73%
<제조예 3> 화합물 602의 제조
Figure pat00362
1) 화합물 602-P1의 제조
상기 화합물 602-P1 15g(32.68mmol)과 트리플루오로메탄설포닉 애씨드(Trifluoromethanesulfonic acid) 7.36g(49.03mmol)와 D6-벤젠(D6-benzene) 300ml를 반응 플라스크에 넣은 후, 5시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후, 물을 투입하여 반응을 종결시킨 다음, 디클로로메탄과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 602-P1 13g(수율: 83%)를 얻었다
2) 화합물 602의 제조
화합물 602-P1 10g(20.92mmol)과 디([1,1'-바이페닐]-4-일)아민(di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine) 6.72g(20.92mmol)을 톨루엔(Toluene) 100ml에 녹인 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 0.96g(1.05mmol), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 1.00g(2.09mmol), NaOtBu 4.02g(41.84mmol)을 넣고, 3시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음, 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 다음, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 후, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 602 12g(수율: 75%)을 얻었다.
<제조예 4> 화합물 603의 제조
Figure pat00363
상기 화합물 003 10g(13.44mmol)과 트리플루오로메탄설포닉 애씨드(Trifluoromethanesulfonic acid) 3.03g(20.16mmol)와 D6-벤젠(D6-benzene) 200ml를 반응 플라스크에 넣은 후, 5시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후, 물을 투입하여 반응을 종결시킨 다음, 디클로로메탄과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 603 9g(수율: 87%)를 얻었다. LC/MS(Liquid chromatography-mass spectrometry) 분석을 통하여 중수소가 평균 28개 치환됨을 확인하였다.
<제조예 5> 화합물 605의 제조
Figure pat00364
1) 화합물 605-P1의 제조
상기 화합물 N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine 15g(61.14mmol)과 트리플루오로메탄설포닉 애씨드(Trifluoromethanesulfonic acid) 13.76g(91.72mmol)와 D6-벤젠(D6-benzene) 300ml를 반응 플라스크에 넣은 후, 5시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후, 물을 투입하여 반응을 종결시킨 다음, 디클로로메탄과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 다음, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 605-P1 13g(수율: 82%)를 얻었다
2) 화합물 605의 제조
화합물 605-P1 10g(21.79mmol)과 11-chloro-5,13-diphenyl-5,13-dihydrobenzofuro[2,3-a]phenazine 5.67g(21.79mmol)을 톨루엔(Toluene) 100ml에 녹인 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone) dipalladium, Pd2(dba)3) 1.00g(1.09mmol), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소 프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 1.04g(2.18mmol), NaOtBu 4.19g(43.58mmol)을 넣고, 3시간 동안 환류교반하였다. 반응 완료 후, 반응액에 디클로로메탄를 넣어 용해시킨 다음, 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 다음, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거한 후, 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 605 11g(수율: 74%)을 얻었다.
상기 제조예 1 내지 5과 표 1 내지 표 2에 기재된 화합물 이외의 나머지 화합물도 전술한 제조예에 기재된 방법과 동일한 방법으로 제조하였으며, 합성결과를 표 3 및 표 4에 나타내었다. 하기 표 3은 1H NMR(CDCl3, 300MHz)의 측정값이고, 하기 표 4는 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
화합물 1H NMR(CDCl3, 300MHz)
002 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (9H, m), 7.20 (6H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (6H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
003 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (16H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (4H, d), 6.63 (4H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
004 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (15H, m), 7.20 (4H, d), 7.00 (1H, d), 6.88 (2H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.59 (1H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
007 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55-7.20 (15H, m), 7.00 (1H, d), 6.89-6.88 (2H, m), 6.81 (2H, t), 6.75 (1H, s), 6.63 (4H, d), 6.59-6.58 (2H, m), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
015 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.32 (10H, m), 7.20 (4H, t), 7.06 (1H, s), 7.00 (1H, d), 6.89-6.81 (5H, m), 6.63 (4H, d), 6.59 (1H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
016 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.73 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (12H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
022 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (9H, m), 7.20 (6H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (6H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
024 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (15H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.89-6.88 (2H, m), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.59 (1H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
028 δ= 7.93-7.87 (3H, m), 7.77 (1H, s), 7.66 (1H, d), 7.63 (1H, d), 7.55 (1H, d), 7.54 (2H, d), 7.38-7.2 (10H, m), 7.00 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (6H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
040 δ= 7.89 (1H, d), 7.66-7.65 (3H, m), 7.54-7.32 (12H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.39 (1H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
058 δ= 7.89 (2H, d), 7.66 (2H, d), 7.54-7.20 (16H, m), 7.07 (1H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.39 (1H, d), 6.31 (1H, t), 6.08 (1H, d), 5.74 (2H, t)
063 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.38 (16H, m), 7.20 (4H, t), 6.81 (2H, t), 6.69 (4H, d), 6.63 (4H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d), 5.28 (1H, s)
075 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.32 (10H, m), 7.20 (4H, t), 7.06 (1H, s), 6.89-6.76 (6H, m), 6.63-6.56 (7H, m), 6.38 (2H, d)
083 δ= 7.65 (1H, s), 7.54-7.41 (15H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (4H, d), 6.63 (4H, d), 6.56 (2H, t), 6.39-6.38 (3H, m), 6.08 (1H, d)
094 δ= 7.87 (1H, d), 7.75 (2H, d), 7.62 (1H, d), 7.55 (1H, d), 7.38-7.16 (15H, m), 7.02 (1H, d), 7.00 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.75 (1H, s) 6.63-6.56 (9H, m), 6.38 (2H, d), 6.33 (1H, d), 6.08 (1H, d)
095 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.65 (1H, s), 7.52-7.41 (9H, m), 7.20 (4H, t), 7.06 (1H, s), 7.00 (1H, d), 6.89-6.88 (3H, m), 6.81 (2H, t), 6.63 (4H, d), 6.59 (1H, d), 6.56 (2H, t), 6.39-6.38 (3H, m), 6.08 (1H, d)
100 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.65 (2H, s), 7.54-7.32 (11H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.56 (2H, t), 6.39 (2H, d), 6.38 (2H, d), 6.08 (1H, d)
107 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55-7.20 (15H, m), 6.88-6.75 (5H, m), 6.63-5.56 (8H, m), 6.38 (2H, d), 5.34 (1H, s), 1.72 (6H, s)
110 δ= 8.07 (1H, d), 8.02 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.57-7.32 (13H, m), 7.20 (4H, t), 6.98 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d), 5.34 (1H, s)
123 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (16H, m), 7.20 (4H, t), 6.81 (2H, t), 6.77 (1H, d), 6.69 (4H, d), 6.63 (4H, d), 6.14-6.13 (2H, m), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
132 δ= 7.89-7.74 (6H, m), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55-7.49 (3H, m), 7.38-7.20 (9H, m), 6.81-6.75 (4H, m), 6.63-6.58 (5H, m), 6.14-6.13 (2H, m), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
133 δ= 8.93 (2H, d), 8.12 (2H, d), 7.89-7.82 (5H, m), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (9H, m), 7.20 (4H, t), 6.91 (1H, s), 6.81-6.77 (3H, m), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.14-6.13 (2H, m), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
146 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66-7.51 (9H, m), 7.41-7.20 (9H m), 6.81-6.63 (11H, m), 6.14 (1H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
147 δ= 7.87 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55-7.20 (15H, m), 6.89-6.77 (6H, m), 6.63 (4H, d), 6.59-6.58 (2H, m), 6.14 (1H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
182 δ= 7.64 (1H, d), 7.54-7.41 (8H, m), 7.20 (6H, t), 6.81 (3H, t), 6.77 (1H, d), 6.69 (2H, d), 6.63 (6H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d), 6.33 (1H, d), 6.14 (1H, d)
184 δ= 7.54-7.41 (13H, m), 7.20 (4H, t), 7.07 (1H, t), 6.89-6.77 (5H, m), 6.69-6.59 (9H, m), 6.39-6.38 (3H, m), 6.14 (1H, d)
187 δ= 7.87 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55-7.38 (8H, m), 7.28-7.20 (6H, m), 7.07 (1H, t), 6.89-6.75 (6H, m), 6.63-6.56 (8H, m), 6.39-6.38 (3H, m), 6.14 (1H, d), 1.72 (6H, s)
193 δ= 8.93 (2H, d), 8.12 (2H, d), 7.88 (2H, t), 7.82 (2H, t), 7.64 (1H, d), 7.54-7.41 (8H, m), 7.20 (4H, t), 6.91 (1H, s), 6.81-6.56 (11H, m), 6.38 (2H, d), 6.33 (1H, d), 6.14 (1H, d)
195 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.64 (1H, d), 7.52-7.41 (9H, m), 7.20 (4H, t), 7.06 (1H, s), 6.89-6.77 (6H, m), 6.63-6.56 (7H, m), 6.38 (2H, d), 6.33 (1H, d), 6.14 (1H, d)
203 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.54-7.41 (16H, m), 7.20 (4H, t), 7.16 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (4H, d), 6.63 (5H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
216 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.73 (1H, d), 7.54-7.40 (12H, m), 7.20 (4H, t), 7.16 (1H, d), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (5H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
224 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.54-7.41 (15H, m), 7.20 (4H, t), 7.16 (1H, d), 6.89-6.81 (4H, m), 6.69-6.59 (8H, m), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
236 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.73 (1H, d), 7.54-7.40 (12H, m), 7.20 (4H, t), 7.16 (1H, d), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (5H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
274 δ= 8.45 (2H, d), 7.98 (2H, d), 7.81 (1H, d), 7.54-7.41 (11H, m), 7.27 (1H, t), 7.20 (4H, t), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d), 5.48 (1H, s)
283 δ= 7.73 (1H, d), 7.54-7.40 (15H, m), 7.20 (4H, t), 7.16 (1H, d), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (4H, d), 6.63 (5H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d)
315 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (2H, d), 7.80 (1H, d), 7.52-7.41 (10H, m), 7.20 (4H, t), 7.06 (1H, s), 6.89-6.81 (5H, m), 6.63 (4H, d), 6.59 (1H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d), 5.46 (1H, s)
323 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.54-7.41 (16H, m), 7.20 (4H, t), 7.09 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (4H, d), 6.63 (4H, d), 6.61 (1, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
334 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (2H, d), 7.81 (1H, d), 7.54-7.41 (11H, m), 7.27 (1H, t), 7.20 (4H, t), 7.09 (1H, d), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.61 (1H, d) 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
346 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.55-7.38 (12H, m), 7.28 (1H, t), 7.20 (4H, t), 7.09 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.75 (1H, d), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 6.61 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
382 δ= 7.80 (1H, d), 7.54-7.41 (6H, m), 7.41 (1H, t), 7.20 (6H, t), 7.09 (1H, d), 7.06 (1H, s), 6.88 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (6H, d), 6.61 (1H, d), 6.56 (2H, t), 6.38 (2H, d)
385 δ= 7.87 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55 (1H, d), 7.38 (1H, t), 7.28 (1H, t), 7.20 (6H, t), 7.09 (1H, d), 7.06 (1H, d), 6.88 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.75 (1H, s) 6.63 (6H, d), 6.61 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.56 (2H, t) 6.38 (2H, d), 1.72 (6H, s)
387 δ= 7.87 (1H, d), 7.81 (1H,d), 7.62 (1H, d), 7.55-7.38 (8H, m), 7.28 (1H, t), 7.27 (1H, t), 7.20 (4H, t), 7.09 (1H, d), 6.89-6.75 (6H, m), 6.63-6.56 (9H, m), 6.38 (2H, d), 1.72 (6H, s)
399 δ= 7.89 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.64 (1H, d), 7.52-7.38 (9H, m), 7.20 (4H, t), 7.09 (1H, d), 7.06 (1H, d), 6.89-6.81 (5H, m), 6.63-6.56 (8H, m), 6.38 (2H, d), 6.33 (1H, d)
454 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.58-7.45 (7H, m), 7.33-7.20 (8H, m), 7.06 (1H, d), 6.88 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.74 (1H, d), 6.63 (6H, d), 6.52 (1H, d), 6.13 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
461 δ= 8.18 (1H, d), 7.58-7.41 (12H, m), 7.20 (6H, t), 6.81-6.52 (16H, m), 6.38 (2H, d), 5.85 (1H, d)
486 δ= 7.89-7.74 (9H, m), 7.66 (1H, d), 7.50-7.49 (4H, m), 7.38-7.32 (4H, m), 7.20 (4H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.63 (4H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
502 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66-7.41 (9H, m), 7.41-7.20 (9H, m), 7.00 (1H, d), 6.81-6.63 (10H, m), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s), 1.72 (6H, s)
514 δ= 7.89 (1H, d), 7.66-7.65 (2H, m), 7.52-7.20 (14H, m), 7.07 (1H, t), 7.00 (1H, d), 6.89-6.81 (4H, m), 6.63-6.56 (7H, m), 6.39-6.38 (4H, m), 6.08 (1H, d)
533 δ= 8.45 (2H, d), 7.98 (2H, d), 7.89 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.73 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.50 (4H, m), 7.40-7.32 (3H, m), 7.20 (4H, t), 7.06 (1H, s), 7.00 (1H, d), 6.88-6.81 (4H, m), 6.63 (4H, d), 6.13 (1H, d), 6.08 (1H, d), 5.74 (1H, d), 5.52 (1H, s)
542 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.88-7.74 (6H, m), 7.54-7.36 (12H, m), 7.20 (2H, t), 7.16 (1H, d), 7.06 (2H, s), 6.88-6.81 (3H, m), 6.69-6.56 (7H, m), 6.38 (2H, d)
553 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (10H, m), 7.20 (6H, t), 7.00 (1H, d), 6.90-6.81 (6H, m), 6.69-6.59 (10H, m), 6.44 (1H, d), 6.08 (1H, d)
554 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55 (1H, d), 7.54 (2H, d), 7.38-7.20 (10H, m), 7.00 (1H, d), 6.90 (1H, d), 6.81-6.58 (14H, m), 6.44 (1H, d), 6.08 (1H, d), 1.72 (6H, s)
564 δ= 8.11-8.05 (3H, m), 7.54 (2H, d), 7.20 (8H, t), 7.16 (1H, d), 6.81 (4H, t), 6.69-6.56 (13H, m), 6.38 (2H, d)
565 δ= 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.54-7.41 (11H, m), 7.20 (6H, t), 7.16 (1H, d), 6.90 (1H, d), 6.81 (3H, t), 6.69-6.63 (12H, m), 6.44 (1H, d)
602 δ= 7.54-7.41 (14H, m), 6.69 (4H, d)
603 δ= 7.80 (1H, s), 7.66 (1H, s), 7.19 (1H, s), 6.70 (2H, s), 6.64 (2H, s), 6.39 (1H, s), 6.14 (1H, s)
605 δ= 7.25-7.20 (5H, m), 7.07 (1H, t), 7.00 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.63 (4H, d), 6.56 (2H, t), 6.39-7.38 (3H, m), 6.08 (1H, d)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
002 m/z= 667.80 (C48H33N3O=667.26) 003 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29)
004 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29) 007 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32)
015 m/z= 773.94 (C54H35N3OS=773.25) 016 m/z= 773.94 (C54H35N3OS=773.25)
022 m/z= 667.80 (C48H33N3O=667.26) 024 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29)
028 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32) 040 m/z= 757.87 (C54H35N3O2=757.27)
058 m/z= 757.87 (C54H35N3O2=757.27) 063 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29)
075 m/z= 773.94 (C54H35N3OS=773.25) 083 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29)
094 m/z= 829.98 (C61H39N3O=829.31) 095 m/z= 773.94 (C54H35N3OS=773.25)
100 m/z= 757.87 (C54H35N3O2=757.27) 107 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32)
110 m/z= 717.75 (C52H35N3O=717.28) 123 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29)
132 m/z= 757.92 (C55H39N3O=757.31) 133 m/z= 767.91 (C56H37N3O=767.29)
146 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32) 147 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32)
182 m/z= 667.80 (C48H33N3O=667.26) 184 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29)
187 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32) 193 m/z= 767.91 (C56H37N3O=767.29)
195 m/z= 773.94 (C54H35N3OS=773.25) 203 m/z= 759.96 (C54H37N3S=759.27)
216 m/z= 790.01 (C54H35N3S2=789.23) 224 m/z= 759.96 (C54H37N3S=759.27)
236 m/z= 790.01 (C54H35N3S2=789.23) 274 m/z= 790.01 (C54H35N3S2=789.23)
283 m/z= 759.96 (C54H37N3S=759.27) 315 m/z= 790.01 (C54H35N3S2=789.23)
323 m/z= 759.96 (C54H37N3S=759.27) 334 m/z= 790.01 (C54H35N3S2=789.23)
346 m/z= 800.02 (C57H41N3S=799.30) 382 m/z= 683.86 (C48H33N3S=683.24)
385 m/z= 723.92 (C51H37N3S=723.27) 387 m/z= 800.02 (C57H41N3S=799.30)
399 m/z= 773.94 (C54H35N3OS=773.25) 454 m/z= 772.96 (C54H36N4S=772.27)
461 m/z= 742.91 (C54H38N4=742.31) 486 m/z= 691.82 (C50H33N3O=691.26)
502 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32) 514 m/z= 757.87 (C54H35N3O2=757.27)
533 m/z= 803.99 (C54H33N3OS2=803.21) 542 m/z= 840.06 (C58H37N3S2=839.24)
553 m/z= 743.89 (C54H37N3O=743.29) 554 m/z= 783.95 (C57H41N3O=783.32)
564 m/z= 683.86 (C48H33N3O=683.24) 565 m/z= 759.96 (C54H37N3S=759.27)
602 m/z= 763.01 (C54H18D19N3O=762.41) 603 m/z= 772.06 (C54H9D28N3O=771.47)
605 m/z= 681.88 (C48H19D14N3O=681.35)
<실험예>
<실험예 1>
(1) 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO(Indium Tin Oxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO의 일함수 증대 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
이어서, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å의 두께로 정공 주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 표 5에 표시되어 있는 화합물을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공 주입층 위에 1000Å 두께의 정공 수송층을 증착하였다.
Figure pat00365
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 9-[4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐]-9'-페닐-3,3'-바이-9H-카바졸(9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-Bi-9H-carbazole)의 화합물을 400Å의 두께로 증착하였고, 호스트에 녹색 인광 도펀트[Ir(ppy)3]를 호스트 재료의 중량에 대하여 7%로 도핑하여 증착하였다. 이후, 정공 저지층으로 BCP(bathocuproine)를 60Å의 두께로 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 E1을 300Å의 두께로 증착하였다. 마지막으로, 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å의 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
Figure pat00366
Figure pat00367
Figure pat00368
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
이때, 하기 비교예의 정공 수송층에서 사용된 비교 화합물은 하기와 같다.
Figure pat00369
Figure pat00370
(2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 T95을 측정하였다.
상기 측정 결과로 나타난 본 발명의 유기 발광 소자들의 특성은 하기 표 5와 같다.
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 수명
(T95)
실시예 1 002 4.17 126.33 132
실시예 2 003 4.35 125.66 142
실시예 3 004 4.19 122.12 139
실시예 4 007 4.22 123.12 144
실시예 5 015 4.14 120.78 140
실시예 6 016 4.04 130.46 145
실시예 7 022 4.12 127.61 135
실시예 8 024 4.13 124.75 136
실시예 9 028 4.29 126.43 131
실시예 10 040 4.15 117.66 141
실시예 11 058 4.02 114.11 142
실시예 12 063 4.12 122.39 139
실시예 13 075 3.92 118.21 138
실시예 14 083 3.88 114.47 140
실시예 15 094 3.95 121.17 138
실시예 16 095 4.17 116.31 130
실시예 17 100 4.17 117.46 138
실시예 18 107 4.02 118.31 147
실시예 19 110 3.97 120.54 132
실시예 20 123 3.93 120.21 138
실시예 21 132 4.22 122.33 135
실시예 22 133 4.06 121.67 136
실시예 23 146 3.99 120.75 142
실시예 24 147 4.10 114.45 137
실시예 25 182 4.15 115.35 131
실시예 26 184 4.17 118.16 130
실시예 27 187 4.21 121.67 130
실시예 28 193 4.09 120.75 134
실시예 29 195 3.89 113.67 136
실시예 30 203 4.09 119.65 131
실시예 31 216 3.97 120.15 134
실시예 32 224 4.16 123.18 141
실시예 33 236 4.07 118.51 143
실시예 34 274 4.11 114.85 131
실시예 35 283 3.90 118.55 133
실시예 36 315 4.08 122.14 137
실시예 37 323 4.17 117.51 135
실시예 38 334 4.26 120.30 136
실시예 39 346 4.18 118.31 144
실시예 40 382 3.99 117.32 142
실시예 41 387 4.06 118.11 149
실시예 42 399 4.07 116.35 130
실시예 43 454 3.98 119.46 141
실시예 44 461 4.03 120.33 128
실시예 45 486 4.19 121.98 133
실시예 46 502 4.20 117.78 145
실시예 47 514 3.92 121.92 134
실시예 48 533 3.99 123.36 137
실시예 49 542 4.00 120.18 142
실시예 50 553 4.19 117.42 139
실시예 51 554 4.08 116.89 132
실시예 52 564 4.26 118.62 130
실시예 53 565 4.30 119.87 140
비교예 1 NPB 5.63 87.30 106
비교예 2 M1 5.19 102.37 115
비교예 3 M2 5.31 99.82 108
상기 표 5의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 정공 수송층 재료로 이용한 유기 발광 소자인 실시예 1 내지 53은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 정공 수송층의 재료로 이용하지 않은 유기 발광 소자인 비교예 1 내지 3에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선됨을 확인할 수 있었다.
<실험예 2>
(1) 유기 발광 소자의 제작
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 각 5분간 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 하기 4,4',4"-트리스(N,N-(2-나프틸)-페닐아미노)트리페닐 아민 (4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenyl amine: 2-TNATA)을 투입하였다.
Figure pat00371
이어서, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공 주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 N,N'-비스(α-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공 주입층 위에 1000Å 두께의 정공 수송층을 증착하였다. 이후, 상기 정공수송층 상부에 하기 표 6에 표시되어 있는 화합물로 100Å 두께의 전자저지층을 형성하였다.
Figure pat00372
이와 같이 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착시켰다. 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 300Å 두께로 진공 증착시키고 그 위에 청색 발광 도판트 재료인 D1을 호스트 재료의 중량에 대하여 5%로 진공 증착시켰다.
Figure pat00373
Figure pat00374
이어서 전자 수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure pat00375
전자 주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고, Al 음극을 1,000Å의 두께로 하여 OLED 소자를 제작하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
이때, 하기 비교예의 전자 저지층에서 사용된 비교 화합물은 하기와 같다.
Figure pat00376
(2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 T95을 측정하였다.
상기 측정 결과로 나타난 본 발명의 유기 발광 소자들의 특성은 하기 표 6과 같다.
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 수명
(T95)
실시예 54 002 5.47 6.89 52
실시예 55 003 5.38 6.78 49
실시예 56 015 5.57 6.84 56
실시예 57 016 5.49 7.22 53
실시예 58 040 5.44 6.94 58
실시예 59 063 5.41 6.54 60
실시예 60 083 5.55 7.10 64
실시예 61 095 5.35 6.66 54
실시예 62 107 5.47 6.61 54
실시예 63 123 5.42 6.46 62
실시예 64 132 5.39 6.52 54
실시예 65 147 5.35 6.85 55
실시예 66 184 5.48 6.78 61
실시예 67 193 5.52 6.70 58
실시예 68 216 5.40 6.83 55
실시예 69 274 5.39 6.79 55
실시예 70 315 5.30 6.99 62
실시예 71 346 5.72 6.97 57
실시예 72 385 5.66 6.84 53
실시예 73 399 5.31 6.83 57
실시예 74 454 5.49 6.75 54
실시예 75 461 5.48 6.59 70
실시예 76 486 5.34 7.21 62
실시예 77 502 5.62 6.83 53
실시예 78 514 5.59 6.77 52
실시예 79 533 5.34 6.92 61
실시예 80 542 5.42 6.78 57
실시예 81 553 5.69 6.81 62
실시예 82 554 5.61 6.63 55
실시예 83 564 5.43 6.60 63
실시예 84 565 5.57 6.94 57
실시예 85 602 5.45 6.81 80
실시예 86 603 5.36 6.76 85
실시예 87 605 5.41 6.79 88
비교예 4 NPB 6.57 5.44 38
비교예 5 M1 6.09 5.77 42
비교예 6 M2 6.12 5.92 39
상기 표 6의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 전자 저지층 재료로 이용한 유기 발광 소자인 실시예 54 내지 88은, 비교예 4 내지 비교예 6 에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선됨을 확인할 수 있었다.
일반적으로, 전자가 발광층에서 결합되지 않고 정공 수송층을 지나서 양극으로 가게 되면 유기 발광 소자의 효율 및 수명이 감소되는 문제점이 발생한다. 이 때, 높은 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨을 갖는 화합물을 전자 저지층으로 사용하게 되면, 발광층을 지나 양극으로 이동하려는 전자가 전자 저지층의 에너지 장벽에 막히게 됨으로써 유기 발광 소자의 발광효율 및 수명이 감소되는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 높은 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨(level)을 갖는 화합물을 전자 저지층으로 사용할 경우, 정공과 전자가 엑시톤을 형성할 확률이 높아지고, 발광층에서 빛으로 방출될 가능성이 높아지게 된다.
따라서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 비교예 5 및 6의 화합물보다 높은 LUMO 에너지 레벨(LUMO Level) 및 더 넓은 밴드갭(band gap)을 가지기 때문에, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 발광 소자의 전자 저지층으로 사용할 경우, 전자차단능력이 보다 우수하고, 정공과 전자가 전하균형(charge balance)을 이룸으로써, 정공 수송층의 계면이 아닌 발광층 내부에서 발광되어 구동전압, 발광효율 및 수명의 모든 면에서 우수한 효과를 나타낸다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 기판
200 : 양극
300 : 유기물층
301 : 정공 주입층
302 : 정공 수송층
303 : 발광층
304 : 정공 저지층
305 : 전자 수송층
306 : 전자 주입층
400 : 음극

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00377

    상기 화학식 1에 있어서,
    X는 O, S 또는 NRa이고,
    Ra는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R1 내지 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 R101, R102, 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    [화학식 2]
    Figure pat00378

    화학식 2에 있어서,
    Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며,
    n은 0 내지 2의 정수이고, n이 2인 경우, R5는 서로 같거나 상이하며,
    m은 0 내지 5의 정수이고, m이 2 인경우, L은 서로 같거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1이 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표시되는, 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00379

    [화학식 1-2]
    Figure pat00380

    [화학식 1-3]
    Figure pat00381

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서,
    X, Ar1, Ar2, R1 내지 R9 및 n의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R9 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 헤테로 고리 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R5 내지 R9가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것;
    상기 n이 1 이상이고, R5 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R1 내지 R4 및 R6 내지 R9가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것; 및
    상기 R6 내지 R9 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 상기 R1 내지 R5가 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인, 헤테로 고리 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 치환기로서 적어도 하나의 중수소를 갖는 것인, 헤테로 고리 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물이 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량이 1% 내지 100%인, 헤테로 고리 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로 고리 화합물:
    Figure pat00382

    Figure pat00383

    Figure pat00384

    Figure pat00385

    Figure pat00386

    Figure pat00387

    Figure pat00388

    Figure pat00389

    Figure pat00390

    Figure pat00391

    Figure pat00392

    Figure pat00393

    Figure pat00394

    Figure pat00395

    Figure pat00396

    Figure pat00397

    Figure pat00398

    Figure pat00399

    Figure pat00400

    Figure pat00401

    Figure pat00402

    Figure pat00403

    Figure pat00404

    Figure pat00405

    Figure pat00406

    Figure pat00407

    Figure pat00408

    Figure pat00409

    Figure pat00410

    Figure pat00411

    Figure pat00412

    Figure pat00413

    Figure pat00414
  8. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층;을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층 중 1 층 이상은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 주입층, 정공 주입층, 전자 수송층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 정공 주입층, 전자 수송층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 전자 주입층, 전자 수송층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
KR1020210107426A 2021-08-13 2021-08-13 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물 KR20230025198A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210107426A KR20230025198A (ko) 2021-08-13 2021-08-13 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210107426A KR20230025198A (ko) 2021-08-13 2021-08-13 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230025198A true KR20230025198A (ko) 2023-02-21

Family

ID=85328201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210107426A KR20230025198A (ko) 2021-08-13 2021-08-13 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230025198A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356429A (en) 1980-07-17 1982-10-26 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent cell

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356429A (en) 1980-07-17 1982-10-26 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102267451B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102585738B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102541983B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210068935A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102301533B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102319692B1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
KR102626318B1 (ko) 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102541980B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102513399B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102286819B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210155993A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102570243B1 (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물
KR20230086852A (ko) 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220158892A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220125770A (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물
KR102610155B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102509974B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102563303B1 (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물
KR20230025198A (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물
KR102556335B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102476835B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102291411B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102554747B1 (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기전계발광소자, 및 유기물층용 조성물
KR102625596B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20230029441A (ko) 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination