WO2014010810A1 - 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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WO2014010810A1
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aryl
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배형찬
백영미
김태형
박호철
이창준
신진용
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Definitions

  • the present invention relates to a novel compound and an organic electroluminescent device comprising the same, and more particularly, a novel compound having excellent hole injection and transporting ability, a light emitting ability, and the like as the material of an organic material layer, and including a light emitting efficiency, a driving voltage,
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device having improved characteristics such as lifetime.
  • the material used as the organic material layer may be classified into a light emitting material, a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material and the like according to its function.
  • the light emitting material of the organic EL device may be classified into blue, green, and red light emitting materials according to light emission colors. In addition, it can be divided into yellow and orange light emitting materials required to achieve a better natural color.
  • a host / dopant system may be used as the light emitting material in order to increase the light emission efficiency through increase in color purity and energy transfer.
  • the dopant material may be divided into a fluorescent dopant using an organic material and a phosphorescent dopant using a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt. Since the development of phosphorescent materials can theoretically improve luminous efficiency up to four times compared to fluorescence, attention is being paid not only to phosphorescent dopants but also to phosphorescent host materials.
  • NPB, BCP, Alq 3 , and the like which are used as a hole injection layer, a hole transporting layer, a hole blocking layer, or an electron transporting layer, are widely known, and anthracene derivatives are fluorescent dopants / It is reported as a host material.
  • phosphorescent materials having great advantages in terms of efficiency improvement among light emitting materials include metal complex compounds including Ir such as Firpic, Ir (ppy) 3 , and (acac) Ir (btp) 2 , which are blue and green. It is used as a red dopant material.
  • CBP has shown excellent properties as a phosphorescent host material.
  • the conventional luminescent materials are good in terms of luminescence properties, but due to low glass transition temperature and very poor thermal stability, they are not satisfactory in terms of lifespan in organic EL devices. Therefore, there is a demand for development of a light emitting material having excellent performance.
  • An object of the present invention is to provide a novel compound that can be used as a light emitting layer material, a hole transporting layer material, a hole injection layer material having excellent hole injection ability, hole transporting ability, light emitting ability and the like.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device including the novel compound having a low driving voltage, high luminous efficiency, and an improved lifetime.
  • the present invention provides a compound represented by the following formula (1).
  • X 1 is selected from the group consisting of NR 1 , O, S, Se, SiR 2 R 3 , and CR 4 R 5 ;
  • X 2 is N or CR 6 ;
  • Y 1 to Y 4 are each independently N or CR 7, wherein a plurality of CR 7 are the same as or different from each other,
  • Y 1 to Y 4 is CR 7 , which is condensed with an adjacent group to form a condensed ring represented by Formula 2 below;
  • R 1 to R 7 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted Heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy groups, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryloxy groups, substituted or unsubstituted C 1 -C 40 alkylsilyl groups, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylsilyl groups , Substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, substituted or unsubstituted
  • Dashed line means a site where condensation occurs with a compound of Formula 1;
  • X 3 is selected from the group consisting of O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 );
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted heteroatom of 3 to 40 heteroatoms Alkyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted A substituted C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkylsilyl group, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl aryl group, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60
  • Y 5 to Y 8 are each independently N or CR 8, wherein a plurality of CR 8 are the same as or different from each other;
  • R 8 is hydrogen, deuterium, halogen, cyano, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted nuclear atom 3 to 40 Heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, Substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 -C 40 alkylsilyl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylsilyl group, substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60
  • the present invention also provides an organic EL device comprising an anode, a cathode, and at least one organic material layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic material layer includes the compound described above.
  • an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and at least one organic material layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic material layer includes the compound described above.
  • an organic electroluminescent device is provided.
  • the at least one organic material layer including the compound is selected from the group consisting of a hole transporting layer, a hole injection layer and a light emitting layer, and is preferably a light emitting layer.
  • the compound when the compound is included in the light emitting layer, the compound is used as a phosphorescent host material.
  • the compound according to the present invention has excellent heat resistance, hole injection ability, hole transporting ability, light emitting ability, and the like, it can be used as an organic material layer material of the organic electroluminescent device, preferably a hole injection layer material, a hole transport layer material, or a light emitting layer material. .
  • the organic electroluminescent device including the compound according to the present invention in the hole injection layer, the hole transport layer and / or the light emitting layer can be greatly improved in terms of light emission performance, driving voltage, lifetime, efficiency, and the like, and a full color display panel. It can be effectively applied to the back.
  • the novel compound according to the present invention is an indole moiety, an indazole moiety or a benzimidazole moiety, or the like, and an indole moiety is fused to a basic skeleton.
  • a compound in which a variety of substituents are bonded to this basic skeleton it is characterized in that represented by the formula (1).
  • Compound represented by the formula (1) has a higher molecular weight than the conventional organic EL device material [for example, 4,4-dicarbazolybiphenyl (hereinafter referred to as CBP)] has a high thermal stability, hole injection ability, hole transport ability, It is excellent in light emitting performance. Therefore, when the compound of Formula 1 is included in the organic electroluminescent device, the driving voltage, efficiency, etc. of the device may be improved.
  • the organic electroluminescent device in order to have a high luminous efficiency, it has to have a higher energy level than the dopant molecule, and the compound represented by Formula 1 may be an indole moiety, an indazole moiety or a benzimidazole moiety, an indole moiety, or the like.
  • substituents such as an alkyl group, an aryl group, and a hetero allyl group, are connected to this fused basic skeleton, and an aromatic ring or a heteroaromatic ring, preferably a heteroaromatic ring, is condensed, whereby the energy level is increased. It can be adjusted to have a wide bandgap (sky blue to red).
  • the compound of Chemical Formula 1 may minimize energy loss during the light emission process, thereby exerting an effect of improving light emission efficiency. Furthermore, such a property of the compound may not only improve the phosphorescence property of the device, but also improve the hole injection / transport capability, the luminous efficiency, the driving voltage, and the lifespan characteristics. In addition, depending on the type of substituents introduced, it can be applied to not only the light emitting layer but also a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. In particular, the compound of Formula 1 may exhibit excellent properties as a light emitting host material compared to the conventional CBP due to indole moieties.
  • the compound represented by the formula (1) is an indole moiety, indazole moieties or benzimidazole moieties and indole moieties such as a variety of substituents, especially aryl groups and / in the basic skeleton is fused (fused)
  • the heteroaryl group is introduced to significantly increase the molecular weight of the compound, thereby improving the glass transition temperature, thereby having a higher thermal stability than the conventional CBP. Therefore, the organic electroluminescent device including the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention may greatly improve durability and lifespan characteristics.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 when adopted as a hole injection / transport layer, blue, green and / or red phosphorescent host material of an organic EL device, it may exhibit an excellent effect in terms of efficiency and lifetime compared to conventional CBP. have. Therefore, the compound according to the present invention can greatly contribute to improving the performance and lifespan of the organic light emitting device, and further, the lifespan of the organic light emitting device can maximize the performance of the full color organic light emitting panel.
  • X 1 is NR 1
  • CR 4 R is selected from 5, preferably X 1 may be a NR 1.
  • R 1 to R 5 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 aryl group, substituted or unsubstituted nuclear atoms 5 to 60 It is preferably selected from the group consisting of a heteroaryl group and a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 arylamine group.
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group and arylamine group of R 1 to R 5 is deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, the number of nuclear atoms 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups, C 6 to C 60 aryl borane group, C 6 ⁇ C 60 aryl silyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl silyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C group of 60 arylboronic may be substituted with one or more substituents selected from aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ C 60 aryl group consisting of an amine group of
  • R 1 to R 4 are each independently hydrogen, a C 6 ⁇ C 60 aryl group (for example, phenyl, naphthyl, bisphenyl), nuclear atoms in consideration of the band gap (gap) and thermal stability It is more preferable that it is a heteroaryl group of 5 to 60 (for example, pyridine).
  • X 2 is selected from N or CR 6 , and R 6 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 -C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryl group, substituted or unsubstituted It is preferably selected from the group consisting of a heteroaryl group having 5 to 60 ring atoms and a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 arylamine group.
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group and arylamine group of R 6 is deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, nuclear atoms 3 to 40 hetero Cycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryl Borane group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, may be substituted with one or more substituents selected from aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ C 60 aryl group consisting of an phosphin
  • Y 1 to Y 4 are each independently N or CR 7, wherein a plurality of CR 7 are the same or different from each other.
  • At least one of Y 1 to Y 4 is CR 7 , which is condensed with an adjacent group to form a condensed ring represented by Formula 2 above.
  • Y 1 to Y 4 may be all CR 7 , at least one of them is condensed with an adjacent group to form a condensed ring represented by the formula (2).
  • Y 1 to Y 4 Y 1 is CR 7 , and Y 1 may be condensed with Y 2 to form a condensed ring represented by Chemical Formula 2.
  • Y 1 to Y 4 in Y 1 and Y 3 are each CR 7, wherein Y 1 is as Y 2, wherein Y 3 may respectively condensed with Y 4 form a condensed ring represented by the above formula (2) .
  • R 7 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms and substituted Or it is selected from the group consisting of an unsubstituted C 6 ⁇ C 60 arylamine group, wherein it is preferable that can be condensed with adjacent groups to form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group and arylamine group of R 7 is deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, nuclear atoms 3 to 40 hetero Cycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, C 5 ⁇ C 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl Silyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 arylphosphine group, C 6 ⁇ C 60 aryl It may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a phosphine oxide group and a C 6 ⁇ C 60 arylamine group.
  • X 3 is selected from the group consisting of O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 )
  • X 3 may be N (Ar 1 ).
  • Ar 1 to Ar 5 is hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkyl group, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group and arylamine group of Ar 1 to Ar 5 is deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups, C 1 to C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ one or more selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 substituent of 60 can be replaced.
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, and substituted or unsubstituted It may be selected from the group consisting of C 6 ⁇ C 60 arylamine group.
  • the aryl group, heteroaryl group and arylamine group of Ar 1 to Ar 5 is deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, nuclear atoms of 3 to 40 Heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, C 5 ⁇ C 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Aryl silyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 Aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 Aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 60 It may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an arylphosphine oxide group and a C 6 ⁇ C 60 arylamine group.
  • Y 5 to Y 8 may be each independently N or CR 8 , preferably Y 5 to Y 8 may be CR 8 .
  • the plurality of CR 8 are the same or different from each other.
  • R 8 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms and substituted Or it is selected from the group consisting of an unsubstituted C 6 ⁇ C 60 arylamine group, wherein it is preferable that can be condensed with adjacent groups to form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group and arylamine group of R 8 is deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, nuclear atoms 3 to 40 hetero Cycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, C 5 ⁇ C 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl Silyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 arylphosphine group, C 6 ⁇ C 60 aryl It may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a phosphine oxide group and a C 6 ⁇ C 60 arylamine group.
  • R 1 to R 8, and Ar 1 to Ar 5 may be each independently selected from the group consisting of hydrogen and the following substituents S1 to S169, but is not limited thereto.
  • R 1 to R 8 , and Ar 1 to Ar 5 may be each independently selected from the group consisting of hydrogen and the following substituents A1 to A40, but are not limited thereto.
  • Examples of the compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention include a compound represented by the following Chemical Formulas 3 to 12, but are not limited thereto.
  • X 1 to X 3 are each independently the same as defined in Formula 1, wherein a plurality of X 3 are the same as or different from each other;
  • Y 1 to Y 4 are each independently N or CR 7, wherein a plurality of CR 7 are the same as or different from each other,
  • R 7 is the same as defined in Formula 1;
  • Y 5 to Y 8 are each independently the same as defined in Formula 1,
  • Chemical Formula 1 Specific examples of the compound represented by Chemical Formula 1 include compounds represented by the following Chemical Formulas C-1 to C-192, but are not limited thereto.
  • R 1 to R 5 , and Ar 1 to Ar 5 are each independently the same as defined in Formula 1, wherein a plurality of Ar 1 is the same as or different from each other.
  • unsubstituted alkyl refers to a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a straight or branched chain saturated hydrocarbon of 1 to 40 carbon atoms, non-limiting examples of which are methyl, ethyl, propyl, iso Butyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl and the like.
  • unsubstituted cycloalkyl means a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon (saturated cyclic hydrocarbon) having 3 to 40 carbon atoms.
  • cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • unsubstituted heterocycloalkyl means a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a non-aromatic hydrocarbon (saturated cyclic hydrocarbon) having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one of the rings Carbon, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a hetero atom such as N, O or S.
  • a non-aromatic hydrocarbon saturated cyclic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one of the rings Carbon, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a hetero atom such as N, O or S.
  • Non-limiting examples thereof include morpholine, piperazine and the like.
  • unsubstituted aryl means the monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a C6-C60 aromatic hydrocarbon combined with a single ring or two or more rings.
  • the two or more rings may be attached in a simple attached (pendant) or condensed form with each other.
  • Non-limiting examples thereof include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl and the like.
  • unsubstituted heteroaryl is a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 60 nuclear atoms, and preferably at least one carbon in the ring, preferably Preferably 1 to 3 carbons are substituted with heteroatoms such as nitrogen (N), oxygen (O), sulfur (S) or selenium (Se).
  • the heteroaryl may be attached in a form in which two or more rings are simply attached or condensed with each other, and also include a condensed form with an aryl group.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl; Polycyclics such as phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl It is understood to include a ring and to include 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like.
  • unsubstituted alkyloxy means a monovalent functional group represented by RO-, wherein R is alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and is linear, branched or cyclic ( It is interpreted as including a cyclic) structure.
  • alkyloxy may include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • unsubstituted aryloxy means a monovalent functional group represented by R'O-, wherein R 'is aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • aryloxy include phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy and the like.
  • unsubstituted arylamine means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Condensed ring means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring or a combined form thereof.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention may be synthesized according to a general synthetic method [ Chem. Rev. , 60 : 313 (1960); J. Chem. SOC . 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) et al. Detailed synthesis procedures for the compounds of the present invention will be described in detail in the synthesis examples described below.
  • the present invention provides an organic electroluminescent device comprising a compound represented by the formula (1) (preferably a compound represented by any one of formulas 3 to 12).
  • the organic electroluminescent device includes an anode, a cathode, and at least one organic material layer interposed between the anode and the cathode, and at least one of the at least one organic material layer.
  • the organic electroluminescent device Is characterized in that it comprises at least one compound represented by the formula (1) (preferably a compound represented by any one of formulas 3 to 12).
  • the one or more organic material layers include a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc.
  • at least one organic material layer may include a compound represented by Chemical Formula 1.
  • at least one organic layer including the compound of Formula 1 may be a hole transport layer, a hole injection layer or a light emitting layer, more preferably a light emitting layer.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescent device according to the present invention comprises a host material and / or a dopant material.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 (preferably, the compound represented by any one of Chemical Formulas 3 to 8) may be used as the phosphorescent host material of the emission layer.
  • the luminous efficiency, luminance, power efficiency, thermal stability and lifespan of the device may be improved due to the compound.
  • the structure of the organic electroluminescent device according to the present invention is not particularly limited, and a non-limiting example may be a structure in which a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially stacked.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting layer may include at least one compound represented by Chemical Formula 1.
  • the compound of the present invention has a wide bandgap and excellent thermal stability, so that it can be used as a phosphorescent host material of the light emitting layer.
  • an electron injection layer may be further stacked on the electron transport layer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention may not only have a structure in which an anode, at least one organic material layer, and a cathode are sequentially stacked, but also have a structure in which an insulating layer or an adhesive layer is inserted at an interface between the electrode and the organic material layer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention is in the art, except that at least one layer (eg, the light emitting layer, the hole transport layer and / or electron transport layer) of the organic material layer is formed to include the compound represented by the formula (1) It can be prepared by forming other organic material layers and electrodes using known materials and methods.
  • at least one layer eg, the light emitting layer, the hole transport layer and / or electron transport layer
  • the organic material layer is formed to include the compound represented by the formula (1) It can be prepared by forming other organic material layers and electrodes using known materials and methods.
  • the organic material layer may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • a silicon wafer As the substrate usable in the present invention, a silicon wafer, a quartz or glass plate, a metal plate, a plastic film or sheet, etc. may be used, but is not limited thereto.
  • examples of the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDT), polypyrrole and polyaniline; Or carbon black, but is not limited thereto.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof.
  • Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb
  • Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene
  • the negative electrode material may be a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead or an alloy thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer and the electron transport layer is not particularly limited, conventional materials known in the art may be used.
  • Compound Inv-5 (4.38 g, yield: 71%) was obtained by the same method as Synthesis Example 1, except that 2.48 g of Compound Core2B, synthesized in Preparation Example 2, was used instead of Compound Core1A used in Synthesis Example 1. .
  • Compound Inv-7 (3.24 g, yield: 75%) was obtained by the same method as Synthesis Example 3, except that 2.48 g of Compound Core2A synthesized in Preparation Example 2 was used instead of Compound Core1B used in Synthesis Example 3. .
  • Compound Inv-8 (3.26g, yield: 75%) was obtained by the same method as Synthesis Example 4, except that 2.48 g of Compound Core2A synthesized in Preparation Example 2 was used instead of Compound Core1B used in Synthesis Example 4. .
  • Compound Inv-11 (3.69 g, Yield: 72%) was obtained by the same method as Synthesis Example 9, except that 2.43 g of Compound Core3B synthesized in Preparation Example 3 was used instead of Compound Core3A used in Synthesis Example 9. .
  • Compound Inv-12 (4.46 g, Yield: 70%) was obtained by the same method as Synthesis Example 10, except that 2.68 g of Compound Core4A synthesized in Preparation Example 4 was used instead of Compound Core3A used in Synthesis Example 10. .
  • Compound Inv-15 (3.76 g, Yield: 69%) was obtained by the same method as Synthesis Example 9, except that 2.68 g of Compound Core4B synthesized in Preparation Example 4 was used instead of Compound Core3A used in Synthesis Example 9. .
  • Compound Inv-22 (5.43 g, yield: 68%) was obtained by the same method as Synthesis Example 18, except that 3.39 g of Compound Core5B synthesized in Preparation Example 5 was used instead of Compound Core5A used in Synthesis Example 18. .
  • Compound Inv-25 (4.20 g, Yield: 68%) was obtained by the same method as Synthesis Example 9, except that 3.4 g of Compound Core6A synthesized in Preparation Example 6 was used instead of Compound Core3A used in Synthesis Example 9. .
  • Compound Inv-30 (5.28 g, Yield: 66%) was obtained by the same method as Synthesis Example 18, except that 3.4 g of Compound Core6B synthesized in Preparation Example 6 was used instead of Compound Core5A used in Synthesis Example 18. .
  • Compound Inv-34 (5.12 g, Yield: 64%) was obtained by the same method as Synthesis Example 9, except that 3.4 g of Compound Core7A synthesized in Preparation Example 7 was used instead of Compound Core5A used in Synthesis Example 18. .
  • Compound Inv-36 (3.69 g, yield: 60%) was obtained by the same method as Synthesis Example 20, except that 3.4 g of Compound Core7A synthesized in Preparation Example 7 was used instead of Compound Core5A used in Synthesis Example 20. .
  • Compound Inv-40 (4.00 g, yield: 65%) was obtained by the same method as Synthesis Example 20, except that 3.4 g of Compound Core7B, synthesized in Preparation Example 7, was used instead of Compound Core5A used in Synthesis Example 20. .
  • Compound Inv-41 (4.07 g, Yield: 64%) was obtained by the same method as Synthesis Example 9, except that 3.6 g of Compound Core8A synthesized in Preparation Example 8 was used instead of Compound Core3A used in Synthesis Example 9. .
  • Compound Inv-50 (5.34 g, Yield: 60%) was prepared in the same manner as in Synthesis Example 18, except that 4.3 g of Compound Core9A synthesized in Preparation Example 9 was used instead of Compound Core5A in Synthesis Example 18. Got it.
  • Compound Inv-54 (5.43 g, yield: 61%) was obtained by the same method as Synthesis Example 18, except that 4.3 g of Compound Core9B synthesized in Preparation Example 9 was used instead of Compound Core5A used in Synthesis Example 18. .
  • Compound Inv-55 (5.11 g, Yield: 64%) was obtained by the same method as Synthesis Example 10, except that 4.3 g of Compound Core9B synthesized in Preparation Example 9 was used instead of Compound Core3A used in Synthesis Example 10. .
  • a glass substrate coated with ITO (Indium tin oxide) to a thickness of 1500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonically. After washing the distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, dried, and then transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwasin Tech), and then wash the substrate using UV for 5 minutes And the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol
  • Example 2 In the same manner as in Example 1 except for using the compounds Inv-2 to Inv-56 synthesized in Synthesis Examples 2 to 56 instead of the compound Inv-1 used as a host material when forming the emission layer in Example 1 An organic EL device was manufactured.
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that CBP (4,4-dicarbazolybiphenyl) was used instead of the compound Inv-1 used as the light emitting host material in forming the emission layer in Example 1.
  • CBP 4,4-dicarbazolybiphenyl
  • the structure of CBP used is as described in Example 1.
  • Example 1 Sample Host Driving voltage (V) Current efficiency (cd / A) Example 1 Inv-1 6.60 42.4 Example 2 Inv-2 6.55 42.3 Example 3 Inv-3 6.60 42.5 Example 4 Inv-4 6.62 41.2 Example 5 Inv-5 6.68 41.6 Example 6 Inv-6 6.70 42.0 Example 7 Inv-7 6.59 41.5 Example 8 Inv-8 6.60 41.6 Example 9 Inv-9 6.70 41.3 Example 10 Inv-10 6.65 42.2 Example 11 Inv-11 6.71 41.1 Example 12 Inv-12 6.60 42.3 Example 13 Inv-13 6.65 43.2 Example 14 Inv-14 6.63 41.5 Example 15 Inv-15 6.60 43.2 Example 16 Inv-16 6.58 42.3 Example 17 Inv-17 6.50 41.5 Example 18 Inv-18 6.55 41.6 Example 19 Inv-19 6.60 41.3 Example 20 Inv-20 6.65 40.8 Example 21 Inv-21 6.66 40.2 Example 22 Inv-22 6.72 42.5 Example 23 Inv-23 6.60 41.2 Example 24 Inv-24 6.63 41.1 Example 25 Inv-25 6.65 40.9 Example 26 Inv-26 6.51
  • the organic organic EL device (the organic compounds prepared in Examples 1 to 56, respectively) using the compounds (Compounds Inv-1 to Inv-56) according to the present invention as a light emitting layer material (host material) It was found that the EL device showed better performance in terms of current efficiency and driving voltage than the conventional green organic EL device (organic EL device of Comparative Example 1) using CBP as a host material.

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Abstract

본 발명은 정공 주입 및 수송능, 발광능 등이 우수한 신규의 벤즈이미다졸계 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정공 주입 및 수송능, 발광능 등이 우수한 신규 화합물 및 상기 화합물을 유기물층의 재료로서 포함하여 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 Bernanose의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광 (electroluminescent, EL) 소자(이하, 간단히 '유기 EL 소자'로 칭함)에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 EL 소자가 제시 되었다. 이후, 유기 EL 소자의 효율 및 수명을 향상시키기 위하여, 소자 내 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 또한 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어져 왔다.
유기 EL 소자의 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥 상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 EL 소자의 발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질로 구분될 수 있다. 그밖에, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다. 도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대해서도 관심이 집중되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층으로사용되는 물질로는, 하기 화학식으로 표시되는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있고, 발광 물질로는 안트라센 유도체들이 형광 도판트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히, 발광 물질 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료로는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 있고, 이들은 청색, 녹색, 적색 도판트 재료로 사용되고 있다. 현재까지는 CBP가 인광 호스트 재료로 우수한 특성을 나타내고 있다.
Figure PCTKR2013001819-appb-I000001
그러나, 종래 발광 물질들은 발광 특성 측면에서 양호하나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 EL 소자에서의 수명 측면에서 만족할만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 우수한 성능을 가지는 발광 물질의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능 등이 모두 우수하여 발광층 재료, 정공 수송층 재료, 정공 주입층 재료로 사용될 수 있는 신규 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 상기 신규 화합물을 포함하여 구동전압이 낮고, 발광 효율이 높으며, 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 1
Figure PCTKR2013001819-appb-C000001
상기 화학식 1에서,
X1 은 NR1, O, S, Se, SiR2R3, 및 CR4R5로 이루어진 군에서 선택되고;
X2 는 N 또는 CR6이며;
Y1 내지 Y4은 각각 독립적으로 N 또는 CR7이고, 이때 복수개의 CR7은 서로 동일하거나 상이하며,
단, Y1 내지 Y4 중에서 적어도 하나는 CR7이고, 이는 인접하는 기와 축합하여 하기 화학식 2로 표현된 축합고리를 형성하며;
R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 축합고리를 형성하는 기이고,
이때 R1 내지 R7의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며;
화학식 2
Figure PCTKR2013001819-appb-C000002
상기 화학식 2에서,
점선은 화학식 1의 화합물과 축합이 이루어지는 부위를 의미하며;
X3는 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
이때 상기 Ar1 내지 Ar5의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며;
Y5 내지 Y8 은 각각 독립적으로 N 또는 CR8이고, 이때 복수개의 CR8은 서로 동일하거나 상이하며;
R8은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 인접한 기와 축합 고리를 형성하는 기이고,
이때 R8 의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
또한, 본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 EL 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 전술한 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되며, 바람직하게는 발광층이다. 특히, 상기 화합물이 발광층에 포함될 경우, 상기 화합물은 인광 호스트 재료로 사용된다.
본 발명에 따른 화합물은 내열성, 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 정공 주입층 재료, 정공 수송층 재료 또는 발광층 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물을 정공 주입층, 정공 수송층 및/또는 발광층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면에서 크게 향상될 수 있고, 나아가 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 신규 화합물은 인돌계 모이어티(indole moiety), 인다졸계 모이어티(indazole moiety) 또는 벤즈이미다졸계 모이어티(benzimidazole moiety) 등에, 인돌계 모이어티 등이 융합(fused)되어 기본 골격을 이루며, 이러한 기본 골격에 다양한 치환체가 결합되어 있는 화합물로서, 상기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다. 이러한 화학식 1로 표시되는 화합물은 종래 유기 EL 소자용 재료 [예: 4,4-dicarbazolybiphenyl (이하 CBP로 표시함)] 보다 높은 분자량을 가져 열적 안정성이 높을 뿐만 아니라, 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능 등이 우수하다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 유기 전계 발광 소자에 포함될 경우, 소자의 구동 전압, 효율 등이 향상될 수 있다.
유기 전계 발광 소자에 있어, 높은 발광 효율을 갖기 위해서는 도펀트 분자보다 큰 에너지 레벨을 가져야 하는데, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 인돌 모이어티, 인다졸 모이어티 또는 벤즈이미다졸 모이어티 등과 인돌 모이어티 등이 융합(fused)되어 이루어진 기본 골격에 알킬기, 아릴기, 헤테로 알릴기 등의 다양한 치환체가 연결되어 있고, 또 방향족 고리 또는 헤테로방향족 고리, 바람직하게는 헤테로방향족 고리가 축합되어 있음으로써, 에너지 레벨이 조절되어 넓은 밴드갭 (sky blue ~ red)을 가질 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물은 발광 과정에서 에너지 손실을 최소화할 수 있어, 발광 효율을 개선시키는 효과를 발휘할 수 있다. 나아가, 상기 화합물의 이러한 특성은 소자의 인광 특성을 개선 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 정공 주입/수송 능력, 발광효율, 구동전압, 수명 특성 등을 개선시킬 수 있다. 또한, 도입되는 치환체의 종류에 따라 발광층뿐만 아니라 정공 수송층, 전자 수송층 등에 응용될 수 있다. 특히, 상기 화학식 1의 화합물은 인돌계 모이어티로 인해 종래 CBP에 비해 발광 호스트 재료로서의 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 인돌계 모이어티, 인다졸계 모이어티 또는 벤즈이미다졸계 모이어티와 인돌계 모이어티 등이 융합(fused)되어 이루어진 기본 골격에 다양한 치환체, 특히 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 도입되어 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리 전이온도가 향상되고, 이로 인해 종래 CBP보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 내구성 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다.
아울러, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 정공 주입/수송층, 청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료로 채택할 경우, 종래 CBP 대비 효율 및 수명 면에서 월등히 우수한 효과를 발휘할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 성능 개선 및 수명 향상에 크게 기여할 수 있으며, 나아가 유기 전계 발광 소자의 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물에서, X1 은 NR1, O, S, Se, SiR2R3, 및 CR4R5에서 선택되고, 바람직하게는 X1 은 NR1 일 수 있다.
상기 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 R1 내지 R5의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
특히, 상기 R1 내지 R4는 밴드갭(band-gap) 및 열적 안정성을 고려하여, 각각 독립적으로 수소, C6~C60의 아릴기(예: 페닐, 나프틸, 비스페닐), 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기(예: 피리딘)인 것이 더 바람직하다.
또, 상기 X2 는 N 또는 CR6 에서 선택되고, 상기 R6는 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 R6의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
또, 상기 화학식 1에서, 상기 Y1 내지 Y4는 각각 독립적으로 N 또는 CR7이고, 이때 복수개의 CR7은 서로 동일하거나 상이하다.
다만, Y1 내지 Y4 중에서 적어도 하나가 CR7이고, 이는 인접한 기와 축합하여 상기 화학식 2로 표시되는 축합고리를 형성한다. 바람직하게는 Y1 내지 Y4이 모두 CR7일 수 있으며, 이들 중에서 적어도 하나는 인접한 기와 축합하여 상기 화학식 2로 표시되는 축합고리를 형성한다. 예를 들어, Y1 내지 Y4 중에서 Y1이 CR7이고, 상기 Y1은 Y2와 축합하여 상기 화학식 2로 표시되는 축합고리를 형성할 수 있다. 또는, Y1 내지 Y4 중에서 Y1 및 Y3가 각각 CR7이고, 상기 Y1은 Y2와, 상기 Y3는 Y4와 각각 축합하여 상기 화학식 2로 표시되는 축합고리를 형성할 수 있다.
상기 R7은 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되고, 이때 인접한 기와 축합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 R7의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 축합 고리에 있어서, X3는 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 X3가 N(Ar1)일 수 있다.
상기 Ar1 내지 Ar5는 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 Ar1 내지 Ar5의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
바람직하게는, 상기 Ar1 내지 Ar5가 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
이때, 상기 Ar1 내지 Ar5의 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
또, 상기 화학식 2에서, 상기 Y5 내지 Y8은 각각 독립적으로 N 또는 CR8이고, 바람직하게는 Y5 내지 Y8 모두가 CR8일 수 있다. 이때, 복수개의 CR8은 서로 동일하거나 상이하다.
상기 R8은 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되고, 이때 인접한 기와 축합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 R8의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물에서, 상기 R1 내지R8, 및 Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 및 하기 치환기 S1 내지 S169로 이루어진 군에서 선택될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2013001819-appb-I000002
Figure PCTKR2013001819-appb-I000003
Figure PCTKR2013001819-appb-I000004
Figure PCTKR2013001819-appb-I000005
Figure PCTKR2013001819-appb-I000006
Figure PCTKR2013001819-appb-I000007
바람직하게는, 상기 R1 내지 R8, 및Ar1 내지 Ar5가 각각 독립적으로 수소, 및 하기 치환기 A1 내지 A40으로 이루어진 군에서 선택될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2013001819-appb-I000008
Figure PCTKR2013001819-appb-I000009
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 예로는 하기 화학식 3 내지 12로 표시되는 화합물 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
화학식 3
Figure PCTKR2013001819-appb-C000003
화학식 4
Figure PCTKR2013001819-appb-C000004
화학식 5
Figure PCTKR2013001819-appb-C000005
화학식 6
Figure PCTKR2013001819-appb-C000006
화학식 7
Figure PCTKR2013001819-appb-C000007
화학식 8
Figure PCTKR2013001819-appb-C000008
화학식 9
Figure PCTKR2013001819-appb-C000009
화학식 10
Figure PCTKR2013001819-appb-C000010
화학식 11
Figure PCTKR2013001819-appb-C000011
화학식 12
Figure PCTKR2013001819-appb-C000012
상기 화학식 3 내지 12에서,
X1 내지 X3는 각각 독립적으로 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, 이때 복수개의 X3는 서로 동일하거나 상이하며;
Y1 내지 Y4는 각각 독립적으로 N 또는 CR7이고, 이때 복수개의 CR7은 서로 동일하거나 상이하며,
R7은 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고;
Y5 내지 Y8은 각각 독립적으로 화학식 1에서 정의한 바와 동일하며,
이때 복수개의 Y5는 서로 동일하거나 상이하고, 복수개의 Y6은 서로 동일하거나 상이하며, 복수개의 Y7은 서로 동일하거나 상이하고, 복수개의 Y8은 서로 동일하거나 상이하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 C-1 내지 C-192로 표시되는 화합물 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 하기 화학식 C-1 내지 C-192에서, R1 내지 R5, 및 Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, 이때 복수개의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하다.
Figure PCTKR2013001819-appb-I000010
Figure PCTKR2013001819-appb-I000011
Figure PCTKR2013001819-appb-I000012
Figure PCTKR2013001819-appb-I000013
Figure PCTKR2013001819-appb-I000014
Figure PCTKR2013001819-appb-I000015
Figure PCTKR2013001819-appb-I000016
Figure PCTKR2013001819-appb-I000017
Figure PCTKR2013001819-appb-I000018
Figure PCTKR2013001819-appb-I000019
Figure PCTKR2013001819-appb-I000020
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Figure PCTKR2013001819-appb-I000022
Figure PCTKR2013001819-appb-I000023
Figure PCTKR2013001819-appb-I000024
Figure PCTKR2013001819-appb-I000025
본 발명에서 사용되는 "비치환된 알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미하며, 이의 비제한적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있다.
또, 본 발명에서 "비치환된 시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소(포화 고리형 탄화수소)로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이러한 시클로알킬의 예로는 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine)등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또, 본 발명에서 "비치환된 헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소(포화 고리형 탄화수소)로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미하며, 이때 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O 또는 S와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이의 비-제한적인 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있다.
또, 본 발명에서 "비치환된 아릴"은 단독 고리 혹은 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이때, 2 이상의 고리는 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태로 부착될 수 있다. 이의 비제한적인 예로는 페닐, 비페닐, 터페닐(terphenyl), 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등이 있다.
또, 본 발명에서 "비치환된 헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기로서, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 질소(N), 산소(O), 황(S) 또는 셀레늄(Se)과 같은 헤테로원자로 치환된다. 이때, 헤테로아릴은 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태로 부착될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함한다. 이러한 헤테로아릴의 비제한적인 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리를 포함하고, 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등도 포함하는 것으로 해석한다.
또, 본 발명에서 "비치환된 알킬옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 작용기를 의미하며, 이때 상기 R은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로서, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 포함될 수 있으며 이에 한정되지는 않는다.
또, 본 발명에서 "비치환된 아릴옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 작용기를 의미하며, 이때 상기 R'는 탄소수 6 내지 60의 아릴이다. 아릴옥시의 비제한적인 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있다.
또, 본 발명에서 "비치환된 아릴아민"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
"축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다 [Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조]. 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
한편, 본 발명은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물(바람직하게는 화학식 3 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물)을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(바람직하게는 화학식 3 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물)을 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 1층 이상의 유기물층으로는 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등이 있는데, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 발광층일 수 있으며, 보다 바람직하게는 발광층일 수 있다.
일례로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료 및/또는 도펀트 재료를 포함한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(바람직하게는 화학식 3 내지 8 중 어느 하나로 표시되는 화합물)을 발광층의 인광 호스트 재료로 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 화합물로 인해 소자의 발광효율, 휘도, 전력효율, 열적 안정성 및 수명이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다. 또한, 바람직하게는 본 발명의 화합물이 넓은 밴드갭, 및 우수한 열적 안정성을 갖기 때문에, 발광층의 인광 호스트 재료로 이용될 수 있다. 선택적으로, 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상(예컨대, 발광층, 정공수송층 및/또는 전자수송층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
상기 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영 또는 유리판, 금속판, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또, 양극 물질로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 또는 카본블랙 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또, 음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 통상의 물질이 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] 화합물 Core1A 및 Core1B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000026
질소 기류 하에서 6.5 g (32.98 mmol)의 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole, 6.6g (39.58 mmol)의 2-nitrophenylboronic acid, 3.9 g (98.96 mmol)의 NaOH, 및 150 ml/50 ml의 THF/H2O를 넣고 교반하였다. 40 ℃에서 1.14 g (0.98mmol)의 Pd(PPh3)4를 넣고 80 ℃에서 12 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종결 후, 디클로로메탄으로 추출하여 얻은 유기층을 MgSO4로 건조한 다음 감압 여과하였다. 여과된 유기층을 감압 증류한 후, 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 5.2 g (yield: 66 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.68 (m, 2H), 8.02 (m, 5H), 8.14 (s, 1H), 8.45 (s, 1H)
<단계 2> 화합물 Core1A 및 Core1B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000027
질소 기류 하에서 준비예 1의 <단계 1>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 5.2 g (21.73 mmol)을, triphenylphosphine 11.4 g (43.47 mmol), 및 1,2-dichlorobenzene 100 ml과 혼합 후 12 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 디스틸레이션을 통해 1,2-dichlorobenzene를 제거하고 디클로로메탄으로 유기층을 추출하였다. 추출된 유기층을 MgSO4로 건조한 다음 감압 여과하였다. 여과된 유기층을 감압 증류한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 화합물 Core1A 1.8 g (yield: 40 %) 및 화합물 Core1B 1.3g (yield: 28%)을 얻었다.
화합물 Core1A의 1H-NMR: δ 7.31 (t, 1H), 7.55 (m, 3H), 7.87 (d, 1H), 8.15 (m, 2H), 8.43 (s, 1H), 10.23(s, 1H)
화합물 Core2B의 1H-NMR: δ 7.29 (t, 1H), 7.52 (t, 1H), 7.68 (m, 3H), 8.13 (m, 2H), 8.47 (s, 1H), 10.18(s, 1H)
[준비예 2] 화합물 Core2A 및 Core2B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d][1,2,3]triazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000028
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 5-chloro-1H-benzo[d][1,2,3]triazole 7.9g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d][1,2,3]triazole 6.3 g (yield: 51 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.68 (m, 2H), 7.92 (t, 1H), 8.03 (m, 3H), 8.20 (s, 1H)
<단계 2> 화합물 Core2A 및 Core2B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000029
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 2의 <단계 1>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d][1,2,3]triazole 6.3g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core2A 2.3g(yield: 42 %) 및 화합물 Core2B 0.8g (yield: 14% )을 얻었다.
화합물 Core2A의 1H-NMR: δ 7.28 (t, 1H), 7.48 (m, 2H), 7.65 (d, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.13 (d, 1H), 10.33(s, 1H)
화합물 Core2B의 1H-NMR: δ 7.30 (t, 1H), 7.52 (t, 1H), 7.65 (d, 1H), 8.02 (m, 2H), 8.15 (d, 1H), 10.35(s, 1H)
[준비예 3] 화합물 Core3A 및 Core3B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)benzo[d]oxazole 의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000030
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 5-chlorobenzo[d]oxazole 5.7g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 5-(2-nitrophenyl)benzo[d]oxazole 4.1 g (yield: 46 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.65 (t, 1H), 7.88 (m, 4H), 8.12 (m, 3H)
<단계 2> 화합물 Core3A 및 Core3B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000031
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 3의 <단계 1>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)benzo[d]oxazole 4.1g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core3A 1.6 g (yield: 45 %), 및 화합물 Core3B 0.4 g (yield: 14 %)을 얻었다.
화합물 Core3A의 1H-NMR: δ 7.02 (d, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.53 (t, 1H), 7.72 (d, 1H), 7.98 (s, 1H), 8.15(m, 2H), 10.38(s, 1H)
화합물 Core3B의 1H-NMR: δ 7.30 (t, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.58 (m, 3H), 7.98 (s, 1H), 8.18 (d, 1H), 10.34(s, 1H)
[준비예 4] 화합물 Core4A 및 Core4B의 합성
<단계 1> 6-(2-nitrophenyl)benzo[d]thiazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000032
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 6-bromobenzo[d]thiazole 6.3g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 6-(2-nitrophenyl)benzo[d]thiazole 4.7 g (yield: 62 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.72 (m, 2H), 7.92 (m, 3H), 8.35 (s, 1H), 9.28 (s, 1H)
<단계 2> 화합물 Core4A 및 Core4B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000033
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 4의 <단계 1>에서 얻은 6-(2-nitrophenyl)benzo[d]thiazole 4.7g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core4A 2.2 g (yield: 53 %), 및 화합물 Core4B 0.9 g (yield: 21 %)을 얻었다.
화합물 Core4A의 1H-NMR: δ 7.25 (t, 1H), 7.55 (m, 3H), 7.78 (d, 1H), 8.15 (d, 1H), 9.26 (s, 1H), 10.27(s, 1H)
화합물 Core4B의 1H-NMR: δ 7.26 (t, 1H), 7.52 (t, 1H), 7.66 (d, 1H), 8.10 (m, 2H), 8.25 (s, 1H), 9.27(s, 1H), 10.42(s, 1H)
[준비예 5] 화합물 Core5A 및 Core5B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole의 합성
준비예 1의 <단계 1>과 동일하게 수행하여 화합물 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 얻었다.
<단계 2> Core5-1, Core5-2 의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000034
질소 기류 하에서 준비예 5의 <단계 1>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 7.5 g (31.35 mmol), iodobenzene 9.6g (47 mmol), Cu powder 0.2 g (3.135 mmol), Na2SO4 8.9g (62.7 mmol), 및 K2CO3 4.3g (31.35 mmol)을, 100 ml의 nitrobenzene에 넣고 24 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종결 후, 디스틸레이션으로 nitrobenzene을 제거한 뒤 디클로로메탄으로 추출하여 얻은 유기층을 MgSO4로 건조한 다음 감압 여과하였다. 여과된 유기층을 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 Core5-1 4.2g (yield: 42 %), 및 화합물 Core5-2 3.6g (yield: 36%)를 획득하였다.
화합물 Core5-1의 1H-NMR: δ 7.55 (m, 6H), 7.98 (m, 2H), 8.05 (m, 4H), 8.32 (d, 1H)
화합물 Core5-2의 1H-NMR: δ 7.58 (m, 7H), 7.92 (m, 2H), 8.07 (m, 4H)
<단계 3> 화합물 Core5A 및 Core5B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000035
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 5의 <단계 2>에서 얻은 화합물 Core5-1 4.2g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core5A 1.6g (yield: 42 %), 및 화합물 Core5B 1.1g (yield: 29 %)을 얻었다.
화합물 Core5A의 1H-NMR: δ 7.27(t, 1H), 7.58 (m, 8H), 7.83 (d, 1H), 8.12 (m, 2H), 10.32 (s, 1H)
화합물 Core5B의 1H-NMR: δ 7.28 (t, 1H), 7.62 (m, 9H), 8.08 (m, 2H), 10.35 (s, 1H)
[준비예 6] 화합물 Core6A 및 Core6B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d][1,2,3]triazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000036
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 5-chloro-1H-benzo[d][1,2,3]triazole 6.5g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d][1,2,3]triazole을 6.8g(yield: 68% )획득하였다.
<단계 2> 화합물 Core6-1 및 Core6-2 의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000037
준비예 5의 <단계 1>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 6의 <단계 1>에서 얻은 5-chloro-1H-benzo[d][1,2,3]triazole 6.8g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 5의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core6-1 4.2 g (yield: 47 %), 및 화합물 Core6-2 2.8 g (yield: 31 %)을 획득하였다.
화합물 Core6-1의 1H-NMR: δ 7.43 (t, 1H), 7.60 (m, 6H), 7.88 (t, 1H), 8.00 (m, 3H), 8.18 (s, 1H)
화합물 Core6-2의 1H-NMR: δ 7.47 (t, 1H), 7.64 (m, 6H), 7.92 (t, 1H), 8.03 (m, 3H), 8.22 (s, 1H)
<단계 3> 화합물 Core6A 및 Core6B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000038
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 6의 <단계 2>에서 얻은 화합물 Core6-1 4.2g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core6-1 1.5 g (yield: 39 %), 및 화합물 Core6-2 0.8 g (yield: 21 %)을 획득하였다.
화합물 Core6A의 1H-NMR: δ 7.32 (t, 1H), 7.48 (m, 3H), 7.65 (m, 5H), 7.98 (d, 1H), 8.13 (d, 1H), 10.45(s, 1H)
화합물 Core6B의 1H-NMR: δ 7.29 (t, 1H), 7.62 (m, 7H), 8.01 (m, 2H), 8.16 (d, 1H), 10.42(s, 1H)
[준비예 7] 화합물 Core7A 및 Core7B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)-2-phenylbenzo[d]oxazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000039
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 5-chloro-2-phenylbenzo[d]oxazole 6.45g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 5-(2-nitrophenyl)-2-phenylbenzo[d]oxazole 4.8 g (yield: 54 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.34 (m, 2H), 7.66 (m, 2H), 7.95 (m, 4H), 8.18 (d, 1H), 9.50 (s, 1H)
<단계 2> 화합물 Core7A 및 Core7B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000040
준비예 1에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 7의 <단계 1>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-2-phenylbenzo[d]oxazole 4.8을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core7A 1.9g (yield: 44 %), 화합물 Core7B 0.7g (yield: 16 %)을 얻었다.
화합물 Core7A의 1H-NMR: δ 7.02 (d, 1H), 7.33 (t, 1H), 7.51 (m, 4H), 8.08 (m, 4H), 10.44 (s, 1H)
화합물 Core7B의 1H-NMR: δ 7.28 (t, 1H), 7.55 (m, 7H), 8.05 (m, 3H), 10.42 (s, 1H)
[준비예 8] 화합물 Core8A 및 Core8B의 합성
<단계 1> 6-(2-nitrophenyl)-2-phenylbenzo[d]thiazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000041
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 6-bromo-2-phenylbenzo[d]thiazole 7.2g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 6-(2-nitrophenyl)-2-phenylbenzo[d]thiazole 4.2 g (yield: 51 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.45 (m, 3H), 7.68 (t, 1H), 7.78 (m, 2H), 7.93 (t, 1H), 8.03 (m, 4H), 8.36(s, 1H)
<단계 2> 화합물 Core8A 및 Core8B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000042
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 8의 <단계 1>에서 얻은 6-(2-nitrophenyl)-2-phenylbenzo[d]thiazole 4.2g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core8A 1.3g (yield: 39 %), 및 화합물 Core8B 0.8g (yield: 24 %)을 얻었다.
화합물 Core8A의 1H-NMR: δ 7.32 (t, 1H), 7.51 (m, 6H), 8.07 (m, 3H), 10.38 (s, 1H)
화합물 Core8B의 1H-NMR: δ 7.29 (t, 1H), 7.45 (m, 4H), 8.05 (m, 4H), 8.26 (s, 1H), 10.35 (s, 1H)
[준비예 9] 화합물 Core9A 및 Core9B의 합성
<단계 1> 5-(2-nitrophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazole의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000043
준비예 1의 <단계 1>에서 사용된 5-bromo-1H-benzo[d]imidazole 대신 5-bromo-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazole 8.6을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 5-(2-nitrophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazole 6.2 g (yield: 62 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 7.51 (m, 3H), 7.67 (m, 2H), 8.03 (m, 5H), 8.32 (m, 2H), 8.45 (s, 1H)
<단계 2> 화합물 Core9-1 및 Core9-2 의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000044
준비예 5의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 9의 <단계 1>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazole 6.2g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 5의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core9-1 3.1 g (yield: 40 %), 및 화합물 Core9-2 2.3 g (yield: 30 %)을 획득하였다.
화합물 Core9-1의 1H-NMR: δ 7.45 (m, 6H), 7.63 (m, 4H), 7.95 (m, 2H), 8.07 (m, 3H), 8.31 (m, 2H)
화합물 Core9-2의 1H-NMR: δ 7.43 (m, 6H), 7.63 (m, 3H), 7.92 (m, 2H), 8.03 (m, 3H), 8.28 (m, 3H)
<단계 3> 화합물 Core9A 및 Core9B의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000045
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-benzo[d]imidazole 대신 준비예 9의 <단계 2>에서 얻은 화합물 Core9-1 3.1g을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 Core9A 1.2 g (yield: 42 %), 및 화합물 Core9B 0.6 g (yield: 21 %)을 획득하였다.
화합물 Core9A의 1H-NMR: δ 7.28 (t, 1H), 7.45 (m, 7H), 7.62 (m, 4H), 7.87 (d, 1H), 8.15(d, 1H), 10.42(s, 1H)
화합물 Core9B의 1H-NMR: δ 7.32 (t, 1H), 7.47 (m, 7H), 7.62 (m, 5H), 8.15 (d, 1H), 8.30 (m, 2H), 10.45(s, 1H)
[합성예 1] 화합물 Inv-1의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000046
질소 기류 하에서 준비예 1에서 합성된 화합물 Core1A (2.48 g, 12.00 mmol)을, 2-bromo-6-phenylpyridine (6.74 g, 28.80 mmol), Cu powder(0.08 g, 1.20 mmol), K2CO3(1.66 g, 1.20 mmol), Na2SO4(1.71 g, 12.00 mmol) 및 nitrobenzene(100 ml)과 혼합한 다음, 190 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후, nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음, MgSO4를 사용하여 상기 유기층에서 물을 제거하였다. 유기층에서 용매를 제거한 다음, 컬럼 크로마토그래피(Hexane:EA = 3:1 (v/v))로 정제하여 화합물 Inv-1 (4.61 g, 수율: 75 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 513.20 g/mol, 측정치: 513 g/mol)
[합성예 2] 화합물 Inv-2의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000047
합성예 1에서 사용된 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 2-(3-bromophenyl)pyridine 2.48g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-2 (4.31 g, 수율: 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 513.20 g/mol, 측정치: 513 g/mol)
[합성예 3] 화합물 Inv-3의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000048
합성예 1에서 사용된 화합물 Core1A 대신 준비예 1에서 합성된 화합물 Core1B 2.48g을 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 bromobenzene 2.81g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-3 (3.14 g, 수율: 73 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 359.42 g/mol, 측정치: 359 g/mol)
[합성예 4] 화합물 Inv-4의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000049
합성예 1에서 사용된 화합물 Core1A 대신 준비예 1에서 합성된 화합물 Core1B 2.48g을 사용하고, 2-bromo-6-phenylpyridine 대신 2-bromopyridine 2.83g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-4 (3.20 g, 수율: 74 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 361.40 g/mol, 측정치: 361 g/mol)
[합성예 5] 화합물 Inv-5의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000050
합성예 1에서 사용된 화합물 Core1A 대신 준비예 2에서 합성된 화합물 Core2B 2.48g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-5 (4.38 g, 수율: 71 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 514.58 g/mol, 측정치: 514 g/mol)
[합성예 6] 화합물 Inv-6의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000051
합성예 2에서 사용된 화합물 Core1A 대신 준비예 2에서 합성된 화합물 Core2B 2.48g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 2와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-6 (4.38 g, 수율: 71 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 514.58 g/mol, 측정치: 514 g/mol)
[합성예 7] 화합물 Inv-7의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000052
합성예 3에서 사용된 화합물 Core1B 대신 준비예 2에서 합성된 화합물 Core2A 2.48g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 3과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-7 (3.24 g, 수율: 75 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 360.41 g/mol, 측정치: 360 g/mol)
[합성예 8] 화합물 Inv-8의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000053
합성예 4에서 사용된 화합물 Core1B 대신 준비예 2에서 합성된 화합물 Core2A 2.48g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-8 (3.26g, 수율: 75 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 362.39 g/mol, 측정치: 362 g/mol)
[합성예 9] 화합물 Inv-9의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000054
질소 기류 하에서 준비예 3에서 합성된 화합물 Core3A (2.50 g, 12.00 mmol)을 DMF 100 ml에 녹이고, 여기에 NaH (0.43 g, 18.00 mmol)를 넣고 1 시간 동안 교반하여 반응 혼합물을 얻었다. 이후, DMF 100ml에 녹인 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (3.84 g, 14.40 mmol)을 상기 반응 혼합물에 천천히 첨가하였다. 이후, 3 시간 동안 교반한 다음, 반응을 종료시키고, 혼합물을 실리카 필터링하고 물과 메탄올로 씻은 후 용매를 제거하였다. 용매가 제거된 고체를 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 1:1 (v/v))로 정제하여 화합물 Inv-9 (3.74 g, 수율: 71 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 439.47 g/mol, 측정치: 439 g/mol)
[합성예 10] 화합물 Inv-10의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000055
질소 기류 하에서 준비예 3에서 합성된 화합물 Core3A (2.50 g, 12.00 mmol)을, 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (5.59 g, 14.40 mmol), Cu powder(0.08 g, 1.20 mmol), K2CO3(1.66 g, 1.20 mmol), Na2SO4(1.71 g, 12.00 mmol) 및 nitrobenzene(100 ml)과 혼합한 다음, 190 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후, nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음, MgSO4를 사용하여 상기 유기층에서 물을 제거하였다. 유기층에서 용매를 제거한 다음, 컬럼 크로마토그래피(Hexane:EA = 3:1 (v/v))로 정제하여 화합물 Inv-10 (4.45 g, 수율: 72 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.56 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 11] 화합물 Inv-11의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000056
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 3에서 합성된 화합물 Core3B 2.43g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-11 (3.69 g, 수율: 72 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 439.47 g/mol, 측정치: 439 g/mol)
[합성예 12] 화합물 Inv-12의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000057
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 3에서 합성된 화합물 Core3B 2.5g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-12 (4.39 g, 수율: 71 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.56 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 13] 화합물 Inv-13의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000058
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 4에서 합성된 화합물 Core4A 2.68g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-13 (3.82 g, 수율: 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 455.53 g/mol, 측정치: 455 g/mol)
[합성예 14] 화합물 Inv-14의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000059
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 4에서 합성된 화합물 Core4A 2.68g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-12 (4.46 g, 수율: 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 531.63 g/mol, 측정치: 531 g/mol)
[합성예 15] 화합물 Inv-15의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000060
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 4에서 합성된 화합물 Core4B 2.68g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-15 (3.76 g, 수율: 69 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 455.53 g/mol, 측정치: 455 g/mol)
[합성예 16] 화합물 Inv-16의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000061
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 4에서 합성된 화합물 Core4B 2.68g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-16 (4.46 g, 수율: 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 531.63 g/mol, 측정치: 531 g/mol)
[합성예 17] 화합물 Inv-17의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000062
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5A 3.69g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-17 (4.63 g, 수율: 69 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 514.58 g/mol, 측정치: 514 g/mol)
[합성예 18] 화합물 Inv-18의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000063
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5A 3.39g을 사용하고, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2,4-di(biphenyl-3-yl)-6-chloro-1,3,5-triazine 6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-18 (5.43 g, 수율: 68 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 666.77 g/mol, 측정치: 666 g/mol)
[합성예 19] 화합물 Inv-19의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000064
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5A 3.39g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-19 (4.95 g, 수율: 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 590.67 g/mol, 측정치: 590 g/mol)
[합성예 20] 화합물 Inv-20의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000065
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 5에서 합성된 Core5A를 사용하고, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-bromo-6-phenylpyridine 5.56g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-20 (4.17 g, 수율: 68 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 512.60 g/mol, 측정치: 512 g/mol)
[합성예 21] 화합물 Inv-21의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000066
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5B 3.39g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-21 (4.01 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 514.58 g/mol, 측정치: 514 g/mol)
[합성예 22] 화합물 Inv-22의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000067
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5B 3.39g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-22 (5.43 g, 수율: 68 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 666.77 g/mol, 측정치: 666 g/mol)
[합성예 23] 화합물 Inv-23의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000068
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5B 3.39g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-23 (4.88 g, 수율: 69 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 590.67 g/mol, 측정치: 590 g/mol)
[합성예 24] 화합물 Inv-24의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000069
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 Core5B 3.39g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-24 (3.99 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 512.60 g/mol, 측정치: 512 g/mol)
[합성예 25] 화합물 Inv-25의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000070
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-25 (4.20 g, 수율: 68 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.57 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 26] 화합물 Inv-26의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000071
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-26 (5.20 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 667.76 g/mol, 측정치: 667 g/mol)
[합성예 27] 화합물 Inv-27의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000072
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-27 (4.68 g, 수율: 66 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 591.66 g/mol, 측정치: 591 g/mol)
[합성예 28] 화합물 Inv-28의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000073
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-28 (4.00 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 513.59 g/mol, 측정치: 513 g/mol)
[합성예 29] 화합물 Inv-29의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000074
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-29 (4.14 g, 수율: 67 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.57 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 30] 화합물 Inv-30의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000075
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-30 (5.28 g, 수율: 66 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 667.76 g/mol, 측정치: 667 g/mol)
[합성예 31] 화합물 Inv-31의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000076
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-31 (4.89 g, 수율: 69 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 591.66 g/mol, 측정치: 591 g/mol)
[합성예 32] 화합물 Inv-32의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000077
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 Core6B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-32 (4.31 g, 수율: 70 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 513.59 g/mol, 측정치: 513 g/mol)
[합성예 33] 화합물 Inv-33의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000078
합성예 9에서 합성된 화합물 Core3A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-33 (4.07 g, 수율: 66 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.56 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 34] 화합물 Inv-34의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000079
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-34 (5.12 g, 수율: 64 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 667.76 g/mol, 측정치: 667 g/mol)
[합성예 35] 화합물 Inv-35의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000080
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-35 (4.60 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 591.66 g/mol, 측정치: 591 g/mol)
[합성예 36] 화합물 Inv-36의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000081
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7A 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-36 (3.69 g, 수율: 60 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 513.59 g/mol, 측정치: 513 g/mol)
[합성예 37] 화합물 Inv-37의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000082
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 core7B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-37 (4.14 g, 수율 67 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.56 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 38] 화합물 Inv-38의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000083
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-38 (4.96 g, 수율: 62 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 667.76 g/mol, 측정치: 667 g/mol)
[합성예 39] 화합물 Inv-39의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000084
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-39 (4.82 g, 수율: 68 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 591.66 g/mol, 측정치: 591 g/mol)
[합성예 40] 화합물 Inv-40의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000085
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 Core7B 3.4g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-40 (4.00 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 513.59 g/mol, 측정치: 513 g/mol)
[합성예 41] 화합물 Inv-41의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000086
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8A 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-41 (4.07 g, 수율: 64 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 531.63 g/mol, 측정치: 531 g/mol)
[합성예 42] 화합물 Inv-42의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000087
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8A 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-42 (4.99 g, 수율: 61 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 683.82 g/mol, 측정치: 683 g/mol)
[합성예 43] 화합물 Inv-43의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000088
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8A 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-43 (4.51 g, 수율: 62 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 607.73 g/mol, 측정치: 607 g/mol)
[합성예 44] 화합물 Inv-44의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000089
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8A 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-44 (4.12 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 529.65 g/mol, 측정치: 529 g/mol)
[합성예 45] 화합물 Inv-45의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000090
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8B 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-45 (4.33 g, 수율 66 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 531.63 g/mol, 측정치: 531 g/mol)
[합성예 46] 화합물 Inv-46의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000091
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8B 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-46 (5.41 g, 수율: 66 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 683.82 g/mol, 측정치: 683 g/mol)
[합성예 47] 화합물 Inv-47의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000092
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8B 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-47 (4.59 g, 수율: 63 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 607.73 g/mol, 측정치: 607 g/mol)
[합성예 48] 화합물 Inv-48의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000093
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 8에서 합성된 화합물 Core8B 3.6g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-48 (4.25 g, 수율: 67 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 529.65 g/mol, 측정치: 529 g/mol)
[합성예 49] 화합물 Inv-49의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000094
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9A 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-49 (4.60 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 590.67 g/mol, 측정치: 590 g/mol)
[합성예 50] 화합물 Inv-50의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000095
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9A 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물인 Inv-50 (5.34 g, 수율: 60 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 742.87 g/mol, 측정치: 742 g/mol)
[합성예 51] 화합물 Inv-51의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000096
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9A 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-51 (5.11 g, 수율: 64 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 666.77 g/mol, 측정치: 666 g/mol)
[합성예 52] 화합물 Inv-52의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000097
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9A 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-52 (4.58 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 588.70 g/mol, 측정치: 588 g/mol)
[합성예 53] 화합물 Inv-53의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000098
합성예 9에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9B 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 9와 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-53 (4.60 g, 수율: 65 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 590.67 g/mol, 측정치: 590 g/mol)
[합성예 54] 화합물 Inv-54의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000099
합성예 18에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9B 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 18과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-54 (5.43 g, 수율: 61 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 742.87 g/mol, 측정치: 742 g/mol)
[합성예 55] 화합물 Inv-55의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000100
합성예 10에서 사용된 화합물 Core3A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9B 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 10과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-55 (5.11 g, 수율: 64 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 666.77 g/mol, 측정치: 666 g/mol)
[합성예 56] 화합물 Inv-56의 합성
Figure PCTKR2013001819-appb-I000101
합성예 20에서 사용된 화합물 Core5A 대신 준비예 9에서 합성된 화합물 Core9B 4.3g을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 20과 동일한 방법으로 수행하여 화합물 Inv-56 (4.44 g, 수율: 63 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 588.70 g/mol, 측정치: 588 g/mol)
[실시예 1] 유기 EL 소자의 제조
합성예 1에서 합성된 화합물 Inv-1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 유기 EL 소자를 제작하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ 화합물 Inv-1 + 10 % Ir(ppy)3 (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2013001819-appb-I000102
Figure PCTKR2013001819-appb-I000103
[실시예 2 ~ 56] 유기 EL 소자의 제조
실시예 1에서 발광층 형성시 호스트 물질로 사용된 화합물 Inv-1 대신 합성예 2 내지 56에서 각각 합성된 화합물 Inv-2 ~ Inv-56을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 1] 유기 EL 소자의 제조
실시예 1에서 발광층 형성시 발광 호스트 물질로 사용된 화합물 Inv-1 대신 CBP (4,4-dicarbazolybiphenyl)를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정으로 유기 EL 소자를 제작하였다. 사용된 CBP의 구조는 실시예 1에 기재된 바와 같다.
[평가예]
실시예 1 내지 56, 및 비교예 1에서 각각 제조된 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
샘플 호스트 구동 전압 (V) 전류효율 (cd/A)
실시예 1 Inv-1 6.60 42.4
실시예 2 Inv-2 6.55 42.3
실시예 3 Inv-3 6.60 42.5
실시예 4 Inv-4 6.62 41.2
실시예 5 Inv-5 6.68 41.6
실시예 6 Inv-6 6.70 42.0
실시예 7 Inv-7 6.59 41.5
실시예 8 Inv-8 6.60 41.6
실시예 9 Inv-9 6.70 41.3
실시예 10 Inv-10 6.65 42.2
실시예 11 Inv-11 6.71 41.1
실시예 12 Inv-12 6.60 42.3
실시예 13 Inv-13 6.65 43.2
실시예 14 Inv-14 6.63 41.5
실시예 15 Inv-15 6.60 43.2
실시예 16 Inv-16 6.58 42.3
실시예 17 Inv-17 6.50 41.5
실시예 18 Inv-18 6.55 41.6
실시예 19 Inv-19 6.60 41.3
실시예 20 Inv-20 6.65 40.8
실시예 21 Inv-21 6.66 40.2
실시예 22 Inv-22 6.72 42.5
실시예 23 Inv-23 6.60 41.2
실시예 24 Inv-24 6.63 41.1
실시예 25 Inv-25 6.65 40.9
실시예 26 Inv-26 6.51 40.1
실시예 27 Inv-27 6.59 41.5
실시예 28 Inv-28 6.51 40.9
실시예 29 Inv-29 6.60 41.1
실시예 30 Inv-30 6.65 40.2
실시예 31 Inv-31 6.70 42.0
실시예 32 Inv-32 6.65 42.3
실시예 33 Inv-33 6.62 41.2
실시예 34 Inv-34 6.63 42.3
실시예 35 Inv-35 6.61 41.7
실시예 36 Inv-36 6.60 41.5
실시예 37 Inv-37 6.55 40.6
실시예 38 Inv-38 6.60 41.3
실시예 39 Inv-39 6.65 41.8
실시예 40 Inv-40 6.58 40.2
실시예 41 Inv-41 6.70 41.5
실시예 42 Inv-42 6.60 42.2
실시예 43 Inv-43 6.63 41.1
실시예 44 Inv-44 6.65 40.9
실시예 45 Inv-45 6.53 40.1
실시예 46 Inv-46 6.55 41.5
실시예 47 Inv-47 6.50 40.9
실시예 48 Inv-48 6.70 41.1
실시예 49 Inv-49 6.60 41.2
실시예 50 Inv-50 6.72 42.0
실시예 51 Inv-51 6.70 41.3
실시예 52 Inv-52 6.62 42.2
실시예 53 Inv-53 6.63 41.3
실시예 54 Inv-54 6.60 42.7
실시예 55 Inv-55 6.65 41.5
실시예 56 Inv-56 6.60 41.9
비교예 1 CBP 6.93 38.2
상기 표1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물(화합물 Inv-1 ~ 화합물 Inv-56)을 발광층 재료(호스트 물질)로 사용한 녹색 유기 EL 소자(실시예 1 내지 56에서 각각 제조된 유기 EL 소자)는, 종래 CBP를 호스트 물질로 사용한 녹색 유기 EL 소자(비교예1의 유기 EL 소자)에 비해 전류효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000104
    (상기 화학식 1에서,
    X1 은 NR1, O, S, Se, SiR2R3, 및 CR4R5로 이루어진 군에서 선택되고;
    X2 는 N 또는 CR6이며;
    Y1 내지 Y4은 각각 독립적으로 N 또는 CR7이고, 이때 복수개의 CR7은 서로 동일하거나 상이하며,
    단, Y1 내지 Y4 중에서 적어도 하나는 CR7이고, 이는 인접하는 기와 축합하여 하기 화학식 2로 표현된 축합고리를 형성하며;
    R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 축합고리를 형성하는 기이고,
    이때 R1 내지 R7의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000105
    상기 화학식 2에서,
    점선은 화학식 1의 화합물과 축합이 이루어지는 부위를 의미하며;
    X3는 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    이때 상기 Ar1 내지 Ar5의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며;
    Y5 내지 Y8 은 각각 독립적으로 N 또는 CR8이고, 이때 복수개의 CR8은 서로 동일하거나 상이하며;
    R8은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 인접한 기와 축합고리를 형성하는 기이고,
    이때 R8 의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 3 내지 화학식 12로 이루어진 군에서 선택된 것으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000106
    ;
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000107
    ;
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000108
    ;
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000109
    ;
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000110
    ;
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000111
    ;
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000112
    ;
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000113
    ;
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000114
    ; 및
    [화학식 12]
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000115
    (상기 화학식 3 내지 12에서,
    X1 내지 X3는 각각 독립적으로 제1항에서 정의한 바와 동일하고, 이때 복수개의 X3는 서로 동일하거나 상이하며,
    Y1 내지 Y4는 각각 독립적으로 N 또는 CR7이고, 이때 복수개의 CR7은 서로 동일하거나 상이하며,
    R7은 제1항에서 정의한 바와 동일하고,
    Y5 내지 Y8은 각각 독립적으로 제1항에서 정의한 바와 동일하며, 이때 복수개의 Y5는 서로 동일하거나 상이하고, 복수개의 Y6은 서로 동일하거나 상이하며, 복수개의 Y7은 서로 동일하거나 상이하고, 복수개의 Y8은 서로 동일하거나 상이함).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 X3는 N(Ar1)이고,
    상기 Ar1은 제1항에서 정의한 바와 같은 것이 특징인 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 X1은 NR1이고,
    상기 X3는 N(Ar1)이며,
    상기 R1 및 Ar1은 각각 제1항에서 정의한 바와 동일한 것이 특징인 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8, 및 Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되고;
    상기 R1 내지 R8, 및 Ar1 내지 Ar5의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴보레인기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는 것이 특징인 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8, 및 Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 및 하기 치환기 A1 내지 A40으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 화합물:
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000116
    Figure PCTKR2013001819-appb-I000117
  7. 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화합물은 발광층의 호스트인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
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