KR20230050503A - 축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 화학식 1의 축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {CONDENSED MULTICYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING SAME}
본 명세서는 축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
전계 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, 정공주입, 정공수송, 전자차단, 정공차단, 전자수송, 전자주입 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 특허 제4,356,429호
본 명세서는 축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1의 축합 다환 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -SiRR'R"; -NRR'; -P(=O)RR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 제1 전극; 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 축합 다환 화합물은 유기 발광 소자에 사용되었을 때, 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 축합 다환 화합물은 시클로헵텐에 3개의 벤젠고리가 축합된 코어구조를 가지며, 아민기 또는 아진(azine)기가 링커를 통해 코어구조와 결합되는 것을 특징으로 한다.
아민기를 치환기로 가지는 경우, 높은 HOMO 레벨로 인하여 정공 이동도가 증가하고, 전자 차단 효과를 가짐으로써, 정공 수송층의 재료로 사용될 경우, 구동 전압이 낮아지는 효과가 있고, 발광층의 재료로 사용될 경우, current leakage 감소 및 electron confinement 효과를 통해 효율이 개선된다.
아진기를 치환기로 가지는 화합물은 우수한 전자 수송 능력을 가져, 발광층의 재료로서 본 발명의 아민기를 치환기로 가지는 화합물과 조합하여 사용할 경우, 엑시플렉스 현상이 일어남에 따라, 구동 전압을 낮추고 수명이 향상되는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층 구조를 예시적으로 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 화학식의
Figure pat00002
는 결합되는 위치를 의미한다.
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 중수소; 할로겐기; -CN; C1 내지 C60의 알킬기; C2 내지 C60의 알케닐기; C2 내지 C60의 알키닐기; C1 내지 C60의 할로알킬기; C1 내지 C60의 알콕시기; C6 내지 C60의 아릴옥시기; C1 내지 C60의 알킬티옥시기; C6 내지 C60의 아릴티옥시기; C1 내지 C60의 알킬술폭시기; C6 내지 C60의 아릴술폭시기; C3 내지 C60의 시클로알킬기; C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; C6 내지 C60의 아릴기; C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 -NRR'로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기, 또는 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미하고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기이다.
본 명세서에 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 출원의 일 실시상태에 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 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어, 중수소의 함량이 0%, 수소의 함량이 100%, 치환기는 모두 수소 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 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 출원의 일 실시상태에 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 출원의 일 실시상태에 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 pat00003
로 표시되는 페닐기에 있어 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 경우 20%로 표시될 수 있다. 즉, 페닐기에 있어 중수소의 함량이 20%인 것은 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure pat00004
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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, 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, 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, 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, 할로알킬기는 할로겐기로 치환된 알킬기를 의미하며, 구체적인 예로는, -CF3, -CF2CF3 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 -O(R101)로 표시되고, R101은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 -O(R102)로 표시되고, R102는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기는 -S(R103)로 표시되고, R103은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴티옥시기는 -S(R104)로 표시되고, R104는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬술폭시기는 -S(=0)2(R105)로 표시되고, R105는 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴술폭시기는 -S(=0)2(R106)로 표시되고, R106은 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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, 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, 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, 터페닐기(terphenyl), 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, 상기 터페닐기는 하기 구조 중에서 선택될 수 있다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플로오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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, 2,3-디히드로벤조[b]티오펜, 2,3-디히드로벤조퓨란, 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, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -Si(R107)(R108)(R109)로 표시되고, R107 내지 R109는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는
Figure pat00012
(트리메틸실릴기),
Figure pat00013
(트리에틸실릴기),
Figure pat00014
(t-부틸디메틸실릴기),
Figure pat00015
(비닐디메틸실릴기),
Figure pat00016
(프로필디메틸실릴기),
Figure pat00017
(트리페닐실릴기),
Figure pat00018
(디페닐실릴기),
Figure pat00019
(페닐실릴기) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)(R110)(R111)로 표시되고, R110 및 R111은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 구체적으로 알킬기 또는 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 알킬기 및 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디메틸포스핀옥사이드기, 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -N(R112)(R113)로 표시되고, R112 및 R113은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 상기 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; 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 2가기인 것을 제외하고, 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 헤테로아릴기의 예시가 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.
인접한 기들이 형성할 수 있는 탄화수소고리 및 헤테로고리는 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리를 포함하고, 상기 고리들은 1가기가 아닌 것을 제외하고는 각각 전술한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로시클로알킬기 및 헤테로아릴기로 예시된 구조들이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -SiRR'R"; -NRR'; -P(=O)RR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -(L)m-(Z)n이고, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이며, Z는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며, m은 0 내지 5의 정수이며, 2 이상인 경우 L은 같거나 상이하고, n은 1 내지 5의 정수이며, 2 이상인 경우 Z는 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -(L)m-(Z)n이고, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이며, Z는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 NRR'; 또는 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 NRR'; 및 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기 중 적어도 하나를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합이거나, 하기 구조 중 어느 하나로 표시될 수 있고,
Figure pat00020
는 화학식 1 및 Z와 결합하는 위치이며, 하기 구조는 중수소로 더 치환될 수 있다.
Figure pat00021
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'; 또는 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'; 또는 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고 O나 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐기, -CN, 알킬기 또는 할로알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 O나 S를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 -NRR'이고, R 및 R'은 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐기 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소, 할로겐기, -CN, 알킬기 또는 할로알킬기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환되고 -C=N- 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서에서 -C=N- 결합은 탄소와 질소의 이중결합을 의미하며, -C=N- 결합을 포함하는 헤테로아릴기의 예시로는, 피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기 등이 있으며, -C=N- 결합을 포함하지 않는 헤테로아릴기의 예로는, 카바졸기 등을 들 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 트리아진기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 퀴녹살린기; 치환 또는 비치환된 벤조퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 아세나프토피리미딘기; 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리미딘기; 치환 또는 비치환된 벤조퓨로피리미딘기; 치환 또는 비치환된 나프토티에노피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토퓨로피리미딘기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 하기 화학식 N-1, N-2 또는 P로 표시될 수 있다.
[화학식 N-1]
Figure pat00022
[화학식 N-2]
Figure pat00023
[화학식 P]
Figure pat00024
상기 화학식 N-1, N-2 및 P에 있어서,
X1 내지 X6 중 어느 하나는 L과 결합하는 위치이고,
X1 내지 X6 중 나머지는 각각 독립적으로, N 또는 C(R21)이며, X1 내지 X6 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성할 수 있고,
X1 내지 X6 중 적어도 2개는 N이며,
X7 내지 X10은 각각 독립적으로, N 또는 C(R22)이고,
X7 내지 X10 중 적어도 1개는 N이며,
R21 및 R22는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
L31 및 L32는 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기이며,
R31 및 R32는 각각 독립적으로, 할로겐기; 시아노기; 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 1 내지 10의 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고,
l31, l32, r31 및 r32는 각각 1 내지 3의 정수이며, 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
Figure pat00025
는 L과 결합하는 위치이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X6 중 2 이상이 C(R21)인 경우, R21은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X7 내지 X10 중 2 이상이 C(R22)인 경우, R22는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 아자디벤조나프토아줄렌기(azadibenzonaphtoazulene); 또는 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 수소; 중수소; 중수소, 할로겐기, -CN, 알킬기, 할로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 수소; 중수소; 중수소, 할로겐기, -CN, 알킬기, 할로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 나프틸기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 카바졸기; 벤조카바졸기; 디벤조카바졸기; 아자디벤조나프토아줄렌기(azadibenzonaphtoazulene); 또는 아릴기로 환 또는 비치환된 인돌로카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 치환 또는 비치환된 카바졸기는 카바졸의 질소 또는 탄소에 결합되는 것을 모두 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R22는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R22는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R22는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R22는 수소; 중수소; 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R22는 수소; 중수소; 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L31 및 L32는 각각 독립적으로, 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L31 및 L32는 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L31 및 L32는 각각 독립적으로, 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L31 및 L32는 각각 독립적으로, 직접결합; 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R31 및 R32는 각각 독립적으로, 할로겐기; 시아노기; 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R31 및 R32는 각각 독립적으로, 할로겐기; 시아노기; 메틸기; tert-부틸기; -CF3; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R31 및 R32는 각각 독립적으로, 할로겐기; 시아노기; 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 탄소수 1 내지 5의 할로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R31 및 R32는 각각 독립적으로, 할로겐기; 시아노기; 메틸기; tert-부틸기; -CF3; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X6 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 X1 내지 X6 중 N이 아닌 나머지는 C(R21)이고, 2 이상의 C(R21) 중 인접한 기가 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X6 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠 고리; 나프탈렌 고리; 아세나프탈렌 고리; 벤조퓨란 고리; 벤조티오펜 고리; 나프토퓨란 고리; 또는 나프토티오펜 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z는 하기 구조식으로 표시될 수 있고,
Figure pat00026
는 L과 결합하는 위치이며, 하기 구조식은 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 더 치환될 수 있다.
Figure pat00027
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 중수소, 할로겐기, -CN 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; tert-부틸기; 중수소, 할로겐기, -CN 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소; 중수소; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소; 중수소; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소; 중수소; -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R6 및 R9 내지 R12 중 어느 하나가 -(L)m-(Z)n인 경우, 상기 R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R2 내지 R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1, R3 내지 R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1, R2, R4 내지 R6, R9, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R3, R5, R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R4, R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R5 및 R7 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1, R2, R4 내지 R6 및 R9 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R9는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R6 및 R10 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1, R2, R4 내지 R6, R9, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11은 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1, R2, R4 내지 R6, R9, R10 및 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R6, R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-N 또는 1-P로 표시될 수 있다.
[화학식 1-N]
Figure pat00028
[화학식 1-P]
Figure pat00029
상기 화학식 1-N 및 1-P에 있어서,
N1 내지 N12 및 P1 내지 P12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -SiRR'R"; -NRR'; -P(=O)RR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
N1 내지 N12 중 적어도 하나는 -(L1)o-(N-Het)이고,
P1 내지 P12 중 적어도 하나는 -(L2)p-NRR'이며,
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
N-Het은 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
o 및 p는 각각 0 내지 5의 정수이고, 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N7 및 P7의 구체적인 설명은 전술한 R7의 설명과 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N8 및 P8의 구체적인 설명은 전술한 R8의 설명과 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2의 구체적인 설명은 전술한 L의 설명과 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N-Het은 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N-Het은 치환 또는 비치환되고 -C=N- 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N-Het은 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 트리아진기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 퀴녹살린기; 치환 또는 비치환된 벤조퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 아세나프토피리미딘기; 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리미딘기; 치환 또는 비치환된 벤조퓨로피리미딘기; 치환 또는 비치환된 나프토티에노피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토퓨로피리미딘기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N-Het는 상기 화학식 N으로 표시될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 N1, N5, N6, N9, N11 및 N12은 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 P1, P5, P6, P9, P11 및 P12은 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-N은 N-타입 호스트로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1-N은 N을 포함하는 헤테로고리기를 가짐으로써, 우수한 전자 수송 능력을 가지고 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1-P는 P-타입 호스트로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1-P는 아민기를 반드시 포함함으로써, 높은 HOMO 레벨로 인하여 정공 이동도가 증가하고, 전자 차단 효과를 가짐으로써, 정공 수송층의 재료로 사용될 경우, 구동 전압이 낮아지는 효과가 있고, 발광층의 재료로 사용될 경우, current leakage 감소 및 electron confinement 효과를 통해 효율이 개선된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0% 초과 100% 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 5% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%이거나, 1% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%이거나, 5% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%이거나, 10% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%이거나, 30% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%이거나, 50% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 중수소 함량은 0%이거나, 70% 내지 100%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
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Figure pat00058
Figure pat00059
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, 정공 수송층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 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.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 제1 전극; 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 또는 2종 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 또는 2종 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 재료를 포함하며, 상기 호스트 재료는 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 재료를 포함하며, 상기 호스트 재료는 상기 축합 다환 화합물을 1종 또는 2종 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 N-타입 호스트로서 상기 화학식 1-N의 축합 다환 화합물을 포함하며, P-타입 호스트로서 상기 화학식 1-P의 축합 다환 화합물을 포함할 수 있다.
상기 화학식 1의 축합 다환 화합물 2종, 즉 상기 화학식 1-N의 축합 다환 화합물과 상기 화학식 1-P의 축합 다환 화합물을 조합하여 호스트를 구성할 경우, 하나의 호스트를 사용할 때 보다 좋은 효율과 수명을 보인다.
구체적으로, 상기 화학식 1-N의 화합물과 화학식 1-P의 화합물을 동시에 발광층의 재료로 사용할 경우, 엑시플렉스 현상이 일어나게 되어, 소자의 구동 전압을 낮추고, 수명이 향상되는 효과가 있다. 상기 엑시플렉스 현상이란, 강한 donor 특성을 가진 분자와 강한 acceptor 특성을 가진 분자 간의 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO 레벨, acceptor(n-host) LUMO 레벨 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우, 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 N-타입 호스트로서 상기 화학식 1-N의 축합 다환 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 N-타입 호스트로서 상기 화학식 1-N의 축합 다환 화합물을 포함하고, P-타입 호스트로서 하기 화학식 A 또는 B의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 A]
Figure pat00060
[화학식 B]
Figure pat00061
상기 화학식 A 및 B에 있어서,
A1 내지 A5 및 B1 내지 B3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; - 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
A2 내지 A5 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성할 수 있으며,
L11은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기이고,
a1, b1 및 b2는 각각 1 내지 5의 정수이며, 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A2 내지 A5는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있고, A2 내지 A5 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A2 내지 A5는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있고, A2 내지 A5 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A2 내지 A5 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이거나, A2 내지 A5 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A2 내지 A5 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이거나, A2 내지 A5 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 인돌고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A2 내지 A5 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 카바졸기이거나, A2 내지 A5 중 인접한 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 인돌고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 또는 A-2로 표시될 수 있다.
[화학식 A-1]
Figure pat00062
[화학식 A-2]
Figure pat00063
상기 화학식 A-1 및 A-2에 있어서,
A1은 상기 화학식 A에서의 정의와 동일하고,
A11 및 A12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A11은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A11은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A12는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A12는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A12는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 터페닐기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00064
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B1 내지 B3는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B1 및 B2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B1 및 B2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B1 및 B2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B1 및 B2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B3는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B3는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B3는 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L11은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L11은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00065
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, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1의 축합 다환 화합물을 단독으로 이용하거나, 또는 화학식 1의 축합 다환 화합물 2종을 함께 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화학식 1의 축합 다환 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 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 치환기 종류에 따라 N-타입 호스트 물질 또는, P-타입 호스트 물질로 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 상기 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 청색 유기 발광 소자의 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 상기 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 상기 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물은 적색 유기 발광 소자의 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 여기자 저지층을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 3에 본 명세서의 일 실시상태에 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), 광 보조층(303), 전자 저지층(304), 발광층(305), 정공 저지층(306), 전자 수송층(307) 및 전자 주입층(308)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.
상기 화학식 1의 축합 다환 화합물을 포함하는 유기물층은 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 축합 다환 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 주입 재료로는 공지된 정공 주입 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-styrenesulfonate)) 등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 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 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 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, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 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 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 축합 다환 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 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.
본 명세서의 일 실시상태에 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 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1의 축합 다환 화합물을 포함하는 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
[제조 예 1] 목적 화합물의 제조
Figure pat00066
1) 화합물 A-1의 제조
1,8-디브로모나프탈렌(1,8-dibromonaphthalene) 15.0 g(52.45 mmol), (4-클로로페닐)보론산((4-chlorophenyl)boronic acid) (a) 9.84 g(62.95 mmol), Pd(PPh3)4(테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)) 3.03 g(2.62 mmol), 및 K2CO3 14.5 g(104.91 mmol)를 1,4-디옥산(1,4-Dioxane) 150ml, 및 H2O 30ml에 녹인 후 120℃에서 1시간 30분동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 디클로로메탄(Dichoromethane, DCM)을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:5)로 정제하여 화합물 A-1 10.0 g(수율 60.06%)을 얻었다.
2) 화합물 A의 제조
화합물 A-1 10.0 g(31.48 mmol), 디페닐아세틸렌(Diphenylacetylene) 11.45 g(62.97 mmol), Pd(OAc)2(팔라듐(II) 아세테이트) 0.71 g(3.15 mmol), 트리스(4-클로로페닐)포스핀)(Tris(4-chlorophenyl)phosphine) 3.46 g(9.445 mmol), 및 Ag2CO3 8.68 g(31.49 mmol)를 1,2-디클로로에탄(1,2-Dichloroethane) 100mL에 녹인 후 80℃에서 18시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:6)로 정제하여 화합물 A 5 g(38.27%)을 얻었다.
3) 화합물 164의 제조
화합물 A 5 g(12.05 mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민(N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine) (b) 4.36 g(12.05 mmol), Pd2(dba)3 0.55 g(0.6 mmol), Xphos(2-디시클로헥실포스피노-2',4',6'-트리이소프로필비페닐) 1.15 g(2.41 mmol), 및 NaOtBu 2.32 g(24.1 mmol)를 자일렌(Xylene) 50ml에 녹인 후 5시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 생성된 고체를 필터하고 메탄올(MeOH)로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로폼에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 목적화합물 164를 8 g(89.72%) 얻었다.
4) 화합물 101의 제조
화합물 A 5g(12.05 mmol), (4-(디페닐아미노)페닐)보론산((4-(diphenylamino)phenyl)boronic acid) (b') 3.48g(12.05 mmol), Pd2(dba)3(트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)) 0.55 g(0.6 mmol), Xphos 1.15 g(2.41 mmol), 및 NaOH 1.45g(36.15 mmol)를 1,4-Dioxane 50ml 및 H2O 10ml에 녹인 후 4시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름(Chloroform)에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 목적화합물 101를 6g(79.78%) 얻었다.
상기 제조 예 1에서 (4-클로로페닐)보론산 (a), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (b) 및 4-(디페닐아미노)페닐)보론산((4-(diphenylamino)phenyl)boronic acid) (b') 대신 하기 표 1의 중간체 (a)와 중간체 (b)/(b')를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조 예 1과 같은 방법으로 하기 목적화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 중간체 (a) 중간체 (b)/(b') 목적화합물 수율
107
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
 50%
108
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
 57%
130
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
 70%
143
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
 65%
162
Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00081
 59%
167
Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00084
 55%
179
Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087
 66%
195
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
 55%
250
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
 45%
260
Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00096
 59%
263
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
 66%
269
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
 57%
271
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105
 62%
279
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
 45%
284
Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00111
 51%
[제조 예 2] 목적 화합물의 제조
Figure pat00112
1) 화합물 B-2의 제조
1,8-dibromonaphthalene 15.0 g(52.45 mmol), (4-chlorophenyl)boronic acid (c) 9.84 g(62.95 mmol), Pd(PPh3)4 3.03 g(2.62 mmol), 및 K2CO3 14.5 g(104.91 mmol)를 1,4-Dioxane 150ml 및 H2O 30ml에 녹인 후 120℃에서 1시간 30분동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:5)로 정제하여 화합물 B-2 10.0 g(60.06%)을 얻었다.
2) 화합물 B-1의 제조
화합물 A-1 10.0 g(31.48 mmol), Diphenylacetylene 11.45 g(62.97 mmol), Pd(OAc)2 0.71 g(3.15 mmol), Tris(4-chlorophenyl)phosphine 3.46 g(9.445 mmol), 및 Ag2CO3 8.68 g(31.49 mmol)를 1,2-Dichloroethane 100mL에 녹인 후 80℃에서 18시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:6)로 정제하여 화합물 B-1 5 g(38.27%)을 얻었다.
3) 화합물 B의 제조
화합물 B-1 3.66 g(8.82 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-bi(1,3,2-디옥사보로란)(4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane)) 3.14 g(12.35 mmol), Pd2(dba)3 0.4 g(0.44 mmol), Xphos 0.42 g(0.88 mmol), 및 KoAc(포타슘 아세테이트) 1.73 g(17.64 mmol)를 1,4-Dioxane 50ml에 녹인 후 5시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:6)로 정제하여 화합물 B 3.82 g(85.51%)을 얻었다.
4) 화합물 381의 제조
화합물 B 3.82 g(7.54 mmol), 2-클로로-4,5-디페닐-1,3,5-트리아진(2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine) (d) 2.02 g(7.54 mmol), Pd(PPh3)4 0.35 g(0.38 mmol), 및 K2CO3 2.08 g(15.09 mmol)를 1,4-Dioxane 40ml 및 H2O 8ml에 녹인 후 3시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 목적화합물 381을 3.1 g(67.18%) 얻었다.
상기 제조 예 2에서 (4-클로로페닐)보론산 (c) 2-클로로-4,5-디페닐-1,3,5-트리아진 (d) 대신 하기 표 2의 중간체 (c)와 (d)를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조 예 2와 같은 방법으로 하기 목적화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 중간체 (c) 중간체 (d) 목적화합물 수율
386
Figure pat00113
Figure pat00114
Figure pat00115
 50%
390
Figure pat00116
Figure pat00117
Figure pat00118
 57%
392
Figure pat00119
Figure pat00120
Figure pat00121
 70%
414
Figure pat00122
Figure pat00123
Figure pat00124
 65%
420
Figure pat00125
Figure pat00126
Figure pat00127
 59%
422
Figure pat00128
Figure pat00129
Figure pat00130
 55%
425
Figure pat00131
Figure pat00132
Figure pat00133
 66%
438
Figure pat00134
Figure pat00135
Figure pat00136
 55%
478
Figure pat00137
Figure pat00138
Figure pat00139
 45%
489
Figure pat00140
Figure pat00141
Figure pat00142
 58%
499
Figure pat00143
Figure pat00144
Figure pat00145
 59%
513
Figure pat00146
Figure pat00147
Figure pat00148
 66%
[제조 예 3] 목적 화합물의 제조
Figure pat00149
1) 화합물 C-2의 제조
1,8-dibromonaphthalene 15.0 g(52.45 mmol), 페닐보론산(phenylboronic acid) 7.67 g(62.95 mmol), Pd(PPh3)4 3.03 g(2.62 mmol), 및 K2CO3 14.5 g(104.91 mmol)를 1,4-Dioxane 150ml, 및 H2O 30ml에 녹인 후 120℃에서 1시간 30분동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:5)로 정제하여 화합물 C-2 11.3 g(76.09%)을 얻었다.
2) 화합물 C-1의 제조
화합물 C-2 11.3 g(39.90 mmol), Diphenylacetylene 14.22 g(79.81 mmol), Pd(OAc)2 0.895 g(3.99 mmol), Tris(4-chlorophenyl)phosphine 4.37 g(11.97 mmol), 및 Ag2CO3 11 g(39.90 mmol)를 1,2-Dichloroethane 100mL에 녹인 후 80℃에서 18시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:6)로 정제하여 화합물 C-1 6.5g(42.82%)을 얻었다.
3) 화합물 C의 제조
화합물 C-1 6.5 g(17.08 mmol)을 클로로포름 65ml에 녹인 후 0℃에서 Br2 0.962ml(18.78 mmol)을 적가하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 화합물 C 6.78g (86.48%)을 얻었다.
4) 화합물 71의 제조
화합물 C 5.5 g(12.05 mmol), [1,1'-비페닐]-4-일(나프탈렌-2-일)-l2-아민([1,1'-biphenyl]-4-yl(naphthalen-2-yl)-l2-amine) (e) 3.55 g(12.05 mmol), Pd2(dba)3 0.55 g(0.6 mmol), Xphos 1.15 g(2.41 mmol), 및 NaOtBu 2.32 g(24.1 mmol)를 Xylene 50ml에 녹인 후 5시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 목적화합물 71을 7.2 g(85.71%) 얻었다.
5) 화합물 2의 제조
화합물 C 5.5 g(12.05 mmol), (4-(나프탈렌-2-일(페닐)아미노)페닐)보론산((4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)boronic acid) (f) 4.08g(12.05 mmol), Pd2(dba)3 0.55 g(0.6 mmol), Xphos 1.15 g(2.41 mmol), 및 NaOH 1.45g(36.15 mmol)를 1,4-Dioxane 50ml 및 H2O 10ml에 녹인 후 4시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 목적화합물 2를 7g(86.20%) 얻었다.
상기 제조 예 3에서 [1,1'-비페닐]-4-일(나프탈렌-2-일)-l2-아민 (e), (4-(나프탈렌-2-일(페닐)아미노)페닐)보론산 (f) 대신 하기 표 3의 중간체 (e) 또는 (f)를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조 예 3과 같은 방법으로 하기 목적화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 중간체 (e)/(f) 목적화합물 수율
2
Figure pat00150
Figure pat00151
 78%
19
Figure pat00152
Figure pat00153
 67%
35
Figure pat00154
Figure pat00155
 72%
43
Figure pat00156
Figure pat00157
 66%
57
Figure pat00158
Figure pat00159
 57%
64
Figure pat00160
Figure pat00161
 69%
68
Figure pat00162
Figure pat00163
 71%
71
Figure pat00164
Figure pat00165
 74%
79
Figure pat00166
Figure pat00167
 61%
96
Figure pat00168
Figure pat00169
 59%
[제조 예 4] 목적 화합물의 제조
Figure pat00170
1) 화합물 D-3의 제조
1,8-dibromonaphthalene 15.0 g(52.45 mmol), phenylboronic acid 7.67 g(62.95 mmol), Pd(PPh3)4 3.03 g(2.62 mmol), 및 K2CO3 14.5 g(104.91 mmol)를 1,4-Dioxane 150ml, 및 H2O 30ml에 녹인 후 120℃에서 1시간 30분동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:5)로 정제하여 화합물 D-3 11.3 g(76.09%)을 얻었다.
2) 화합물 D-2의 제조
화합물 D-3 11.3 g(39.90 mmol), Diphenylacetylene 14.22 g(79.81 mmol), Pd(OAc)2 0.895 g(3.99 mmol), Tris(4-chlorophenyl)phosphine 4.37 g(11.97 mmol), 및 Ag2CO3 11 g(39.90 mmol)를 1,2-Dichloroethane 100mL에 녹인 후 80℃에서 18시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:6)로 정제하여 화합물 D-2 6.5g(42.82%)을 얻었다.
3) 화합물 D-1의 제조
화합물 D-2 6.5 g(17.08 mmol)을 클로로포름 65ml에 녹인 후 0℃에서 Br2 0.962ml(18.78 mmol)을 적가하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 화합물 D-1 6.78g (86.48%)을 얻었다.
4) 화합물 D의 제조
화합물 D-1 6.78g (14.76 mmol), Pd(dppf)Cl2([1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(II)) 0.54 g(0.74 mmol), KoAc 2.89 g (29.52 mmol), 1,4-Dioxane 68ml에 녹인 후 120℃에서 2시간 30분동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:3)로 정제하여 화합물 D 6.2g (80%)을 얻었다.
5) 화합물 310의 제조
화합물 D 6.2g(12.24 mmol), 2-클로로-4,6-디(나프탈렌-2-일)-1,3,5-트리아진(2-chloro-4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazine) (g) 4.5g(12.24 mmol), Pd(PPh3)4 0.71g(0.612 mmol), 및 포타슘 카보네이트(Potassium carbonate) 3.4g(24.48 mmol)를 1,4-Dioxane 62ml 및 H2O 13ml에 녹인 후 2시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 생성된 고체를 필터하고 MeOH로 씻겨주어 건조시켰다. 건조된 고체를 클로로포름에 녹여 실리카 정제한 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 아세톤으로 재결정하여 목적화합물 310을 7.3g(83.81%) 얻었다.
상기 제조 예 4에서 2-클로로-4,6-디(나프탈렌-2-일)-1,3,5-트리아진 (g) 대신 하기 표 4의 중간체 (g)를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조 예 4와 같은 방법으로 하기 목적화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 중간체 (g) 목적화합물 수율
309
Figure pat00171
Figure pat00172
 68%
321
Figure pat00173
Figure pat00174
 62%
331
Figure pat00175
Figure pat00176
 70%
337
Figure pat00177
Figure pat00178
 72%
348
Figure pat00179
Figure pat00180
 49%
356
Figure pat00181
Figure pat00182
 52%
357
Figure pat00183
Figure pat00184
 57%
[제조 예 5] 목적 화합물 378의 제조
Figure pat00185
상기 제조 예 4에서 2-클로로-4,6-디(나프탈렌-2-일)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-(4-클로로페닐)-6-페닐-1,3,5-트리아진(2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-(4-chlorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazine)을 사용한 것을 제외하고 상기 제조 예 4와 같은 방법으로 화합물 1-378을 합성하였다.
화합물 1-378 (6.545 mmol)을 D6-benzene 5ml에 녹인 후 트리플릭산(Triflic acid) 3.9ml (44.50 mmol)를 적가한 다음 100℃에서 2시간동안 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 실리카 정제하였고 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:4)로 정제하여 화합물 378 4.9g (93.5%)을 얻었다.
상기 제조예 1 내지 5 및 표 1 내지 4에 기재된 화합물 이외의 나머지 화합물도 전술한 제조예에 기재된 방법과 동일한 방법으로 제조하였으며, 하기 표 5 및 6에 합성결과를 나타내었다. 하기 표 5는 1H NMR(CDCl3, 400Mz)의 측정값이고, 하기 표 6은 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
NO 1H NMR(CDCl3, 300Mz)
2 8.95 (d, 1H), 8.45 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.65-7.37 (m, 21H), 7.27 (t, 2H), 7.24 (t, 2H), 7.11-7.00 (m, 4H)
19 8.95 (d, 1H), 8.48 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.25 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.74-7.55 (m, 13H), 7.44-7.37 (m, 4H), 7.27-7.24 (m, 6H), 7.08-7.00 (m, 6H)
35 8.95 (d, 1H), 8.48 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (dd, 2H), 7.90 (d, 1H), 7.86 (d, 1H), 7.74-7.55 (m, 12H), 7.44-7.24 (m, 12H), 7.08-7.00 (t, 3H)
43 8.95 (d, 1H), 8.48 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 8.03 (s, 1H), 7.74-7.37 (m, 17H), 7.24 (t, 3H), 7.08-7.00 (t, 7H)
57 8.95 (d, 1H), 8.48 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.74-7.41 (m, 19H), 7.27 (d, 4H), 7.24 (t, 2H), 7.13-7.00 (m, 5H)
64 8.58 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.22 (d, 1H), 8.10 (t, 2H), 7.90-7.75 (m, 5H), 7.58-7.27 (m, 23H), 7.16 (d, 1H)
68 8.58 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.22 (d, 1H), 8.10 (t, 2H), 7.98 (d, 1H), 7.81 (t, 1H), 7.75 (d, 2H), 7.65-7.27 (m, 23H), 6.97 (d, 1H)
71 8.58 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.22 (d, 1H), 8.10 (t, 2H), 7.81 (t, 1H), 7.75 (d, 4H), 7.65-7.41 (m, 22H), 7.27 (d, 4H)
79 8.58 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.22 (d, 1H), 8.10 (t, 2H), 7.81 (t, 1H), 7.75 (d, 4H), 7.55-7.41 (m, 20H), 7.27 (d, 3H), 7.18-7.17 (d, 2H)
96 8.05 (d, 1H), 8.48 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.74-7.55 (m, 8H), 7.44-7.37 (m, 4H)
101 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-7.41 (m, 15H), 7.27-7.24 (m, 3H), 7.08-7.00 (m, 7H)
107 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.75-7.38 (m, 28H), 7.27 (d, 4H), 7.11 (s, 1H), 7.06 (d, 1H)
108 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.75 (d, 2H), 7.65-7.41 (m, 19H), 7.27-7.17 (m, 7H), 7.08-7.00 (m, 4H)
130 8.19 (d, 2H), 8.03 (s, 1H), 7.98 (d, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.55-7.24 (m, 23H), 7.08 (d, 2H), 7.00 (t, 1H), 6.91 (d, 1H)
143 8.19 (d, 2H), 8.03 (s, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (s, 2H), 7.65-7.41 (m, 17H), 7.24 (t, 4H), 7.08-7.00 (m, 7H), 6.91 (d, 1H)
162 8.19 (d, 2H), 7.90 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-7.38 (m, 23H), 7.28 (t, 1H), 7.11-7.05 (m, 3H), 6.93 (s, 1H)
164 8.19 (d, 2H), 7.90-7.84 (d, 4H), 7.75-7.27 (m, 26H), 7.16 (d, 1H), 7.08 (d, 1H), 6.93 (s, 1H)
167 8.19 (d, 2H), 8.03 (s, 1H), 7.98 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.75-7.27 (m, 26H), 7.08 (d, 1H), 6.93 (s, 1H), 6.91 (s, 1H)
179 8.19 (d, 2H), 7.84 (d, 2H), 7.75-7.41 (m, 25H), 7.27 (d, 3H), 7.18 (d,1H), 7.17 (d, 1H), 7.08 (d, 1H), 6.93 (s, 1H)
195 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.75 (d, 2H), 7.65-7.41 (m, 18H), 7.27-7.24 (d, 4H), 7.08-7.00 (m, 4H)
250 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-7.41 (m, 15H), 7.27 (d, 2H), 7.15 (d, 4H), 7.03 (d, 4H), 2.32 (s, 6H)
260 8.95 (d, 1H), 8.45 (d, 1H), 8.27 (d, 1H), 8.19 (d, 2H), 7.95 (s, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.86 (d, 1H), 7.85 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-24 (m, 22H), 7.08-7.00 (m, 4H)
263 8.19 (d, 2H), 8.03 (s, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-7.41 (m, 17H), 7.24 (d, 4H), 7.08-7.00 (m, 7H)
269 8.19 (d, 2H), 8.18 (s, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.86 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.74-7.41 (m, 15H), 7.24 (t, 4H), 7.16 (d, 1H), 7.08-7.00 (m, 7H), 1.69 (s, 6H)
271 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.86 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.78 (d, 1H), 7.65-7.41 (m, 15H), 7.24 (t, 4H), 7.16 (d, 1H), 7.08-7.00 (m, 7H), 1.69 (s, 6H)
279 8.45 (d, 1H), 8.19 (d, 2H), 7.86 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.74-7.41 (m, 17H), 7.31 (t, 1H), 7.24 (t, 2H), 7.08-7.00 (m, 5H)
284 8.19 (d, 2H), 7.84 (d, 2H), 7.75-7.41 (m, 26H), 7.27 (d, 2H), 7.27 (s, 1H), 7.18 (d, 1H), 7.17 (d, 1H), 7.08 (d, 1H), 6.93 (s, 1H)
309 8.97 (d, 3H), 8.61 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 8.00 (t, 2H), 7.94 (d, 2H), 7.84-7.81 (m, 6H), 7.55-7.41 (m, 15H),
310 9.09 (s, 2H), 8.97 (d, 1H), 8.61 (d, 1H), 8.49 (d, 2H), 8.42 (d, 2H), 8.16-8.00 (m, 8H), 7.81 (t, 1H), 7.67-7.55 (m, 13H), 7.41 (t, 2H)
321 8.97 (d, 1H), 8.61 (d, 1H), 8.55 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.36 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.82 (d, 1H), 7.81 (d, 1H), 7.67-7.41 (m, 22H), 7.16 (t, 1H), 7.11 (t, 1H)
331 8.97 (d, 1H), 8.61 (d, 1H), 8.50 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.30 (d, 2H), 8.13 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.89-7.77 (m, 7H), 7.65-7.55 (m, 10H), 7.41 (t, 3H), 7.35 (t, 1H), 7.25 (d, 2H)
337 8.97 (d, 1H), 8.61 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.10 (t, 2H), 7.84-7.81 (m, 4H), 7.70-7.36 (m, 17H), 7.22 (t, 1H)
348 8.97 (d, 1H), 8.61 (d, 1H), 8.55 (d, 2H), 8.42 (d, 2H), 8.13 (d, 1H), 8.10 (t, 2H), 7.84-7.81 (d, 4H), 7.65-7.41 (m, 20H), 7.16-7.08 (m, 5H)
356 8.95 (d, 1H), 8.48-8.36 (d, 7H), 8.10 (t, 2H), 7.82-7.31 (m, 24H),
357 8.95 (d, 1H), 8.48 (d, 1H), 8.42 (d, 2H), 8.36 (d, 4H), 8.10 (t, 2H), 7.98 (d, 1H), 7.86-7.37 (m, 24H)
378 1H-NMR에서 검출 안됨
381 8.36 (d, 4H), 8.19 (d, 2H), 8.06 (d, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.65-7.41 (m, 19H)
386 8.95 (d, 1H), 8.50 (d, 1H), 8.36 (d, 2H), 8.25 (d, 2H), 8.19 (d, 2H), 8.06 (d, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.78 (d, 1H), 7.77 (t, 1H), 7.65-7.35 (m, 18H), 7.25 (d, 2H)
390 9.09 (s, 2H), 8.49 (d, 2H), 8.19-8.00 (d, 9H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-7.41 (m, 17H)
392 8.19 (d, 2H), 8.06 (d, 1H), 8.04 (d, 4H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.65-7.31 (m, 17H)
414 8.86 (d, 2H), 8.07 (d, 1H), 8.19 (d, 2H), 8.16 (s, 1H), 7.84-7.41 (m, 26H)
420 8.54 (d, 1H), 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 4H), 7.65-7.41 (m, 19H), 7.29 (d, 1H)
422 8.19 (d, 2H), 8.06 (d, 1H), 7.94 (d, 2H), 7.84 (d, 2H), 7.94 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.75-7.36 (m, 23H), 7.22 (t, 1H)
425 8.55 (d, 1H), 8.28 (d, 1H), 8.19 (d, 2H), 8.13 (d, 1H), 8.11 (d, 1H), 7.84 (d, 4), 7.83 (d, 1H), 7.75 (d, 1H), 7.65-7.41 (m, 19H), 7.16 (t, 1H), 7.11 (t, 1H)
438 8.36 (d, 4H), 8.19 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.78 (d, 1H), 7.76 (s, 1H), 7.65-7.41 (m, 22H), 7.06 (d, 1H)
478 8.36 (d, 2H), 8.19 (d, 2H), 8.06 (d, 1H), 7.98 (d, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.83 (s, 1H), 7.65-7.41 (m, 21H)
499 8.54 (d, 1H), 8.19 (d, 2H), 8.06 (d, 1H), 7.99 (d, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 4H), 7.80 (d, 1H), 7.78 (d, 1H), 7.65-7.41 (m, 18H)
513 8.38 (d, 1H), 8.36 (d, 2H), 8.25 (d, 2H), 8.19 (d, 2H), 7.94 (s, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 2H), 7.75-7.41 (m, 23H), 7.25 (d, 2H), 7.06 (d, 1H)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
2 m/z= 693.28 (C52H35N=673.86) 19 m/z= 699.29 (C54H37N=699.90)
35 m/z= 739.32 (C57H41N=739.96) 43 m/z= 713.27 (C54H35NO=713.88)
57 m/z= 717.28 (C54H36FN=717.89) 64 m/z= 739.32 (C57H41N=739.96)
68 m/z= 713.27 (C54H35NO=713.88) 71 m/z= 699.29 (C54H37N=699.90)
79 m/z= 699.29 (C54H37N=699.90) 96 m/z= 717.41 (C54H19D18N=718.01)
101 m/z= 623.26 (C48H33N=623.80) 107 m/z= 749.31 (C58H39N=749.96)
108 m/z= 699.29 (C54H37N=699.90) 130 m/z= 713.27 (C54H35NO=713.88)
143 m/z= 713.27 (C54H35NO=713.88) 162 m/z= 713.31 (C55H39N=713.92)
164 m/z= 739.32 (C57H41N=739.96) 167 m/z= 713.27 (C54H35NO=713.88)
179 m/z= 699.29 (C54H37N=699.90) 195 m/z= 703.32 (C54H33D4N=703.92)
250 m/z= 651.29 (C50H37N=651.85) 260 m/z= 779.26 (C58H37NS=780.00)
263 m/z= 713.27 (C54H35NO=713.88) 269 m/z= 739.32 (C57H41N=739.96)
271 m/z= 739.32 (C57H41N=739.96) 279 m/z= 653.22 (C48H31NS=653.84)
284 m/z= 699.29 (C54H37N=699.90) 309 m/z= 711.27 (C53H33N3=711.87)
310 m/z= 711.27 (C53H33N3=711.87) 321 m/z= 776.29 (C57H36N4=776.94)
331 m/z= 710.27 (C54H34N2=710.88) 337 m/z= 624.22 (C46H28N2O=624.74)
348 m/z= 838.31 (C62H38N4=839.01) 356 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93)
357 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93) 378 m/z= 800.53 (C57D37N3=801.17)
381 m/z= 611.24 (C45H29N3=611.75) 386 m/z= 737.28 (C55H35N3=737.91)
390 m/z= 711.27 (C53H33N3=711.87) 392 m/z= 647.22 (C45H27F2N3=647.73)
414 m/z= 660.26 (C50H32N2=660.82) 420 m/z= 674.24 (C50H30N2O=674.80)
422 m/z= 700.25 (C52H32N2O=700.84) 425 m/z= 723.27 (C54H33N3=723.88)
438 m/z= 777.28 (C57H35N3O=777.93) 478 m/z= 701.25 (C51H31N3O=701.83)
499 m/z= 690.21 (C50H30N2S=690.86) 513 m/z= 763.30 (C57H37N3=763.94)
<실험예 1>
(1) 유기 발광 소자의 제조 (적색 Single Host & Mix Host)
-비교예 1 내지 9 및 실시예 1 내지 37
115Å/100Å/15Å의 두께로 ITO/Ag/ITO가 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 UVO 처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다. 상기 ITO 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층(HAT-CN) 100Å, 정공 수송층(α-NPB) 1100Å, 광보조층(TPD(N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N,1'-diphenyl-1'H-spiro[fluorene-9,5'-naphtho[8,1,2,3-cdef]carbazol]-7'-amine)) 800Å 및 전자 저지층(TAPC(N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N,1'-diphenyl-1'H-spiro[fluorene-9,5'-naphtho[8,1,2,3-cdef]carbazol]-7'-amine)) 150Å을 형성시켰다. 그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다.
발광층은 적색 호스트로 하기 표 7에 기재된 단일 화합물, 또는 하기 표 8에 기재된 화합물 두 종을 하나의 공급원에서 증착하였고, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq)2(Ir)(acac)을 3 wt% 도핑하여 400Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 Bphen을 30Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 TPBI를 250Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 은(Ag) 음극을 200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다. 한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-8~10-6torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
이 때, 비교예 1 내지 9에 사용된 비교 화합물 A 내지 G는 하기와 같다.
Figure pat00186
(2) 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이언스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T95를 측정하였다. 상기, T95은 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
하기 표 7은 단일 호스트 물질을 적용한 예이며, 표 8은 제1 호스트로 본 발명의 축합 다환 화합물 중 정공 수송 능력이 좋은 화합물(donor(p-Host)), 또는 화학식 A 또는 B의 화합물을 사용하고, 제2 호스트로는 본 발명의 축합 다환 화합물 중 전자 수송 능력이 좋은 화합물(acceptor(n-Host))을 사용하여 두 개의 호스트 화합물을 하나의 공급원으로 증착한 예이다.
화합물 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색좌표
(x, y)		 수명
(T95)
비교예 1 A 4.80 4.5 (0.682, 0.317) 28
비교예 2 B 4.78 5.2 (0.691, 0.309) 30
비교예 3 C 4.87 5.1 (0.675, 0.325) 20
비교예 4 D 4.47 8.6 (0.681, 0.319) 40
비교예 5 E 4.39 7.1 (0.675, 0.325) 46
비교예 6 F 4.42 9.9 (0.684, 0.316) 42
비교예 7 G 4.38 7.3 (0.674, 0.326) 44
실시예 1 2 4.31 10.4 (0.682, 0.317) 56
실시예 2 35 4.28 12.6 (0.675, 0.325) 62
실시예 3 43 4.25 13.2 (0.682, 0.317) 65
실시예 4 57 4.22 13.4 (0.691, 0.309) 68
실시예 5 68 4.18 13.8 (0.691, 0.309) 72
실시예 6 96 4.29 10.8 (0.675, 0.325) 80
실시예 7 108 4.33 11.9 (0.681, 0.319) 58
실시예 8 130 4.22 12.8 (0.682, 0.317) 64
실시예 9 143 4.39 9.7 (0.675, 0.325) 52
실시예 10 162 4.31 11.4 (0.669, 0.321) 60
실시예 11 179 4.26 12.4 (0.681, 0.319) 61
실시예 12 271 4.42 8.5 (0.691, 0.309) 48
실시예 13 279 4.32 11.5 (0.681, 0.319) 61
실시예 14 284 4.35 11.2 (0.678, 0.322) 59
제1 호스트
(P)		 제2 호스트
(N)		 중량
비율
(P:N)		 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색좌표
(x, y)		 수명
(T95)
비교예 8 D A 1:1 4.42 12.6 (0.669, 0.321) 55
실시예 15 E 357 1:1 4.17 19.8 (0.691, 0.309) 85
실시예 16 F 386 1:1 4.26 18.2 (0.681, 0.319) 75
실시예 17 2 A 1:2 4.18 18.6 (0.678, 0.322) 77
실시예 18 43 B 1:2 4.24 19.4 (0.685, 0.315) 82
비교예 9 F C 1:2 4.48 11.5 (0.668, 0.351) 50
실시예 19 64 390 1:3 3.76 30.0 (0.681, 0.319) 199
실시예 20 68 392 1:3 3.70 31.5 (0.683, 0.317) 208
실시예 21 68 414 1:3 3.81 28.7 (0.675, 0.325) 195
실시예 22 68 420 1:3 3.66 32.5 (0.684, 0.316) 227
실시예 23 179 425 1:2 3.68 32.2 (0.682, 0.317) 224
실시예 24 271 309 1:2 3.82 27.8 (0.675, 0.325) 185
실시예 25 279 309 1:2 3.80 28.6 (0.682, 0.317) 196
실시예 26 19 438 1:1 3.71 31.1 (0.691, 0.309) 214
실시예 27 35 438 1:1 3.69 32.2 (0.681, 0.319) 220
실시예 28 57 478 1:1 3.83 27.1 (0.682, 0.317) 180
실시예 29 71 478 1:1 3.85 26.6 (0.691, 0.309) 174
실시예 30 130 337 1:1 3.80 28.8 (0.684, 0.316) 196
실시예 31 130 489 1:2 3.85 26.4 (0.683, 0.317) 176
실시예 32 130 513 1:3 3.88 26.0 (0.669, 0.321) 170
실시예 33 A-1 420 1:2 3.68 32.8 (0.681, 0.319) 226
실시예 34 A-2 425 1:1 3.70 32.2 (0.675, 0.325) 224
실시예 35 A-15 438 1:3 3.66 33.0 (0.682, 0.317) 230
실시예 36 B-1 392 1:2 3.67 32.4 (0.684, 0.316) 225
실시예 37 B-6 438 1:1 3.74 31.5 (0.691, 0,309) 216
상기 표 7을 통해, 본 발명의 축합 다환 화합물을 포함하는 유기 발광 소자가 비교 화합물 A 내지 G를 사용한 유기 발광 소자보다 구동전압이 낮고, 발광 효율이 높으며, 수명 또한 긴 것을 알 수 있다.
상기 표 8은, 2종의 호스트를 조합하여 유기 발광 소자의 유기물층에 포함하는 경우로, 구체적으로, 본 발명의 축합 다환 화합물을 2종 사용하거나, 본 발명의 축합 다환 화합물 중 전자 수송 능력이 좋은 화합물과 화학식 A 또는 B의 화합물을 사용하였다. 상기 표 7의 결과와 표 8의 결과를 비교해보면, 2종의 호스트를 조합할 경우 구동전압, 효율 및 수명을 개선시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 이 결과는 두 화합물을 동시에 포함하여 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다. 상기 엑시플렉스(exciplex)현상은 강한 donor 특성을 가지는 분자와 강한 acceptor 특성을 가지는 분자간의 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO level, acceptor(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다. 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나게 되면 새로운 S1(단일항 상태) 에너지 준위와 T1(삼중항 상태) 에너지 준위가 형성되고 각각의 분자들보다 red shift된 PL의 변화를 확인 할 수 있다.
이렇게 두 분자간의 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 Reverse Intersysterm Crossing(RISC)가 일어나게 되고 이로 인해 내부양자 효율이 100%까지 올라갈 수 있다.
특히, 상기 화학식 1-P의 화합물의 경우 전자 수송 능력이 좋은 상기 화학식 1-N의 화합물인 acceptor(n-Host)를 주입함에 따라 red shift된 PL변화를 보이는 것으로 보아 엑시플렉스(ecxiplex)를 형성할 수 있고 이로 인해 발광 특성 향상에 도움을 줄 수 있다. 또한, 전자 수송 능력이 좋은 상기 화학식 1-N에 해당하는 화합물인 acceptor(n-Host)가 주입됨에 따라 발광층 내의 발광존의 적절한 이동으로 수명이 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다.
비교 화합물 A 내지 G와, 일부 실시예에서 사용된 본 발명 화합물의 HOMO, LUMO, 밴드갭 및 T1값을 하기 표 9에 기재하였다.
화합물 HOMO
(eV)		 LUMO
(eV)		 Band Gap T1
(eV)
비교 화합물 A -5.46 -2.33 3.14 2.22
비교 화합물 B -5.77 -2.30 3.48 2.18
비교 화합물 C -5.65 -2.47 3.19 2.09
비교 화합물 D -5.16 -1.75 3.41 2.25
비교 화합물 E -5.29 -2.02 3.27 2.21
비교 화합물 F -5.22 -1.84 3.38 2.19
비교 화합물 G -5.18 -1.76 3.42 2.20
화합물 35 -5.14 -1.72 3.42 2.12
화합물 167 -5.30 -1.77 3.53 2.13
화합물 357 -5.41 -2.29 3.12 2.11
화합물 390 -5.46 -2.24 3.22 2.09
본 발명의 화합물처럼 T1 level이 낮을 때에는 도펀트와의 gap이 작아 호스트에서 도펀트로의 energy transfer가 용이하기 때문에 높은 효율을 갖게 된다. 또한, 평면 형태의 core는 증착층에서 π-π stacking이 잘 이루어져 빠른 mobility를 가질 수 있으며, 높은 Tg값을 보여 구조적 안정성이 매우 좋다.
정공 수송 능력이 좋은 donor인 아민기를 치환기로 가지는 경우, 높은 HOMO 레벨로 인하여 정공 이동도가 증가하고, 전자 차단 효과를 가짐으로써, 정공 수송층의 재료로 사용될 경우, 구동 전압이 낮아지는 효과가 있고, 발광층의 재료로 사용될 경우, current leakage 감소 및 electron confinement 효과를 통해 효율이 개선된다. 본 발명의 화합물 중 P-type Host에 본 발명의 화합물 중 acceptor 성향이 강한 N-type Host를 mix하면 엑시플렉스(exciplex) 현상으로 수명을 증가시킬 수 있다.
100: 기판
200: 양극
300: 유기물층
301: 정공 주입층
302: 정공 수송층
303: 광보조층
304: 전자 저지층
305: 발광층
306: 정공 저지층
307: 전자 수송층
308: 전자 주입층
400: 음극

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1의 축합 다환 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00187

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 내지 R12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -SiRR'R"; -NRR'; -P(=O)RR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
    R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
    R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -(L)m-(Z)n이고,
    L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이며,
    Z는 -NRR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
    R 및 R'은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
    m은 0 내지 5의 정수이며, 2 이상인 경우 L은 같거나 상이하고,
    n은 1 내지 5의 정수이며, 2 이상인 경우 Z는 같거나 상이한 것인 축합 다환 화합물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 R1 내지 R12 중 어느 하나는 -(L)m-(Z)n이고, 상기 R1 내지 R12 중 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기인 것인 축합 다환 화합물.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 Z는 -NRR'; 또는 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기인 것인 축합 다환 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-N 또는 1-P로 표시되는 것인 축합 다환 화합물:
    [화학식 1-N]
    Figure pat00188

    [화학식 1-P]
    Figure pat00189

    상기 화학식 1-N 및 1-P에 있어서,
    N1 내지 N12 및 P1 내지 P12는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; -SiRR'R"; -NRR'; -P(=O)RR'; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
    R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
    N1 내지 N12 중 적어도 하나는 -(L1)o-(N-Het)이고,
    P1 내지 P12 중 적어도 하나는 -(L2)p-NRR'이며,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
    N-Het은 치환 또는 비치환되고 N을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이며,
    o 및 p는 각각 0 내지 5의 정수이고, 각각 2 이상인 경우 괄호 안의 치환기는 같거나 상이하다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함량이 0%이거나, 5% 내지 100%인 것인 축합 다환 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 축합 다환 화합물:
    Figure pat00190

    Figure pat00191

    Figure pat00192

    Figure pat00193

    Figure pat00194

    Figure pat00195

    Figure pat00196

    Figure pat00197

    Figure pat00198

    Figure pat00199

    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

    Figure pat00216

    Figure pat00217

    Figure pat00218

    Figure pat00219
  8. 제1 전극; 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 또는 2종 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 재료를 포함하며, 상기 호스트 재료는 상기 축합 다환 화합물을 1종 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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