WO2015046982A2 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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WO2015046982A2
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이은정
백영미
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연규만
이재훈
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    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Definitions

  • the present invention relates to a novel organic compound and an organic electroluminescent device comprising the same, and more particularly, a novel indole compound having excellent electron blocking ability, hole transporting ability, light emitting ability, etc. and the compound as a material of an organic material layer for luminous efficiency
  • the present invention relates to an organic EL device having improved characteristics such as driving voltage and lifetime.
  • the organic electroluminescent device when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected into the organic material layer from the anode and electrons from the cathode. When the injected holes and electrons meet, excitons are formed, and when the excitons fall to the ground, they shine.
  • 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 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. In addition, 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 hole blocking layer
  • BCP hole blocking layer
  • Alq 3 and the like represented by the following formulas
  • anthracene derivatives have been reported as fluorescent dopant / host materials as light emitting materials.
  • 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.
  • Patent Document Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-160489
  • An object of the present invention is to provide a novel compound that is excellent in light emitting ability, hole transporting ability, electron blocking ability and the like and which can improve the light emitting efficiency when used with a light emitting material.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device including the novel compound having a low driving voltage, a high luminous efficiency, and an improved lifetime.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1:
  • Y 1 and Y 2 are the same as or different from each other, and each independently N or CR 11, wherein when there are a plurality of CR 11 , they are the same or different from each other,
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , or R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a condensed ring represented by the following Formula 2,
  • X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and are each independently O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ) Selected,
  • At least one of X 1 and X 2 is N (Ar 1 ), wherein when there are a plurality of N (Ar 1 ) they are the same or different from each other,
  • Ar 1 to Ar 5 are the same as or different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 5 to 60 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl Oxy group, substituted or unsubstituted 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 aryl
  • At least one of one or more Ar 1 is a substituent represented by the following formula (3),
  • L is a single bond or is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 arylene group, and a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms, or in combination with an adjacent group Can form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring,
  • R a and R b are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted nuclear atom Selected from the group consisting of 3 to 40 heterocycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl groups, and substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 5 to 60 nuclear atoms, or in combination with adjacent groups Can form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring,
  • R 1 to R 4 do not form a condensed ring of Formula 2 and R 5 to R 8 and R 11 are the same or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted A substituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 An aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryloxy group, Substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkylsilyl group, substituted or unsubstitute
  • the amine groups are each independently deuterium, halogen, cyano, C 1 -C 40 alkyl group, C 3 -C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3-40 heterocycloalkyl group, C 6 -C 60 aryl group, nucleus Heteroaryl
  • the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, at least one of the at least one organic layer is a compound represented by the formula (1) It provides an organic electroluminescent device characterized in that it comprises a.
  • the at least one organic material layer including the compound represented by Formula 1 may be a light emitting layer, a hole transporting layer, an electron blocking layer, or a light emitting auxiliary layer.
  • the compound of Formula 1 may be a light emitting layer, a hole transport layer material or a light emitting auxiliary layer material.
  • the compound according to the present invention is excellent in heat resistance, light emitting ability, hole transporting ability, electron blocking ability and the like, it can be used as an organic material layer material of the organic electroluminescent device, preferably as a light emitting layer material, a hole transporting layer, or a light emitting auxiliary layer material. .
  • the organic electroluminescent device including the compound according to the present invention in the light emitting layer, the hole transporting layer, or the light emitting auxiliary layer can be greatly improved in terms of light emission performance, driving voltage, lifespan, efficiency, etc. Can be applied effectively.
  • a substituent of Formula 3 such as a diarylamine moiety, a diheteroaryl moiety, and the like at an N position of a core where an indole-based moiety and an indole-based moiety are condensed Directly bonded or bonded through a linking group (eg, an arylene group, etc.) to form a basic skeleton, and a structure in which various substituents (eg, aryl groups, etc.) are bonded to the basic skeleton, and is represented by Chemical Formula 1 .
  • a linking group eg, an arylene group, etc.
  • Compound represented by the formula (1) has a higher molecular weight than conventional organic EL device materials such as NPB, BCP, CBP, high glass transition temperature, and excellent thermal stability, light emission capacity, hole transport ability, electron blocking ability, etc. great. Therefore, when the organic electroluminescent device includes the compound of Formula 1, the driving voltage, efficiency, lifespan, etc. of the device may be improved.
  • conventional organic EL device materials such as NPB, BCP, CBP, high glass transition temperature, and excellent thermal stability, light emission capacity, hole transport ability, electron blocking ability, etc. great. Therefore, when the organic electroluminescent device includes the compound of Formula 1, the driving voltage, efficiency, lifespan, etc. of the device may be improved.
  • the indole moiety in the core is excellent in hole transporting capacity, and has a wide singlet energy level and a high triplet energy level (2.5 eV or more).
  • Substituents of Formula 3, such as a diarylamine moiety and a diheteroaryl moiety, are introduced at the N position of the core, and the substituents of Formula 3 have excellent hole transporting ability. Therefore, the compound of Formula 1 may be used as a hole transport layer material of the organic electroluminescent device or a light emitting auxiliary layer material to assist hole transport of the hole transport layer because hole mobility is higher than NPB.
  • the compound represented by Formula 1 is triplet excitons, such as a hole injection layer or a hole transport layer Injection into the relevant layer may be limited.
  • the compound of Formula 1 since the compound of Formula 1 has a delta Est characteristic of 0.5 eV or less, the triplet excitons are shifted to the singlet level by the compound of Formula 1, which is then transferred to the singlet level of the emission layer to generate excitons. And, as a result, transition to the triplet level of the light emitting layer, thereby increasing the luminous efficiency of the phosphorescent light emitting layer.
  • the compound of Formula 1 since the compound of Formula 1 has a high LUMO value, it also has excellent electron blocking function.
  • the compound of the present invention can be used to increase the efficiency of the fluorescent blue device.
  • the compound of Formula 1 has a hole mobility (Hole mobility) higher than NPB, triplet energy level is higher than the blue fluorescent light emitting layer. Therefore, the compound of Formula 1 can prevent the triplet excitons from being introduced, and by limiting the triplet excitons in the light emitting layer to convert the triplet excitons into singlet excitons through TTA (TTF) to improve fluorescence efficiency.
  • TTF TTA
  • the compound of Formula 1 may improve the interface characteristics between the hole-related layer and the light emitting layer, such as a hole injection layer or a hole transport layer.
  • the compound of Formula 1 has a variety of substituents, especially aryl groups introduced into the basic skeleton significantly increases the molecular weight of the compound, thereby improving the glass transition temperature, thereby resulting in conventional light emitting materials (for example, NPB, BCP, CBP) may have a higher thermal stability.
  • substituents especially aryl groups introduced into the basic skeleton significantly increases the molecular weight of the compound, thereby improving the glass transition temperature, thereby resulting in conventional light emitting materials (for example, NPB, BCP, CBP) may have a higher thermal stability.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may improve phosphorescence characteristics of the organic EL device, and may also improve hole transport ability, electron blocking ability, emission efficiency, driving voltage, and lifetime characteristics. Therefore, the organic electroluminescent device including the compound of Formula 1 according to the present invention can greatly improve performance and lifespan characteristics, and further, the full color organic light emitting panel can maximize its performance.
  • X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 and R 1 to R 8 are the same as defined in Chemical Formula 1, respectively.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention may be represented by any one selected from the following Chemical Formulas 1-1 to 1-42.
  • Ar 1 , R 1 to R 8 and R 11 are each as defined in Formula 1,
  • R 11 s When there are a plurality of R 11 s , they are the same as or different from each other.
  • Y 1 and Y 2 are the same as or different from each other, and each independently N or CR 11, wherein when there are a plurality of CR 11 , they are the same or different from each other.
  • X 1 and X 2 are the same as or different from each other, each independently composed of O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ) Selected from the group.
  • X 1 is O, S or N (Ar 1 )
  • X 2 may be N (Ar 1 ), more preferably both X 1 and X 2 may be N (Ar 1 ).
  • N Ar 1
  • X 1 and X 2 may be N (Ar 1 ).
  • At least one of one or more Ar 1 is a substituent represented by the formula (3).
  • L is a single bond or a phenylene group, biphenylene group, fluorenylene group (fluorenylene group), naphthylene group, pyridinylene group (pyridinylene group), pyrimidinylene group (pyrimidinylene group), qui It is preferable to be selected from the group consisting of a quinolinylene group and a carbazolylene group, or to be able to combine with adjacent groups to form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring. It may be more preferable that it is a ethylene group or a biphenylene group, or can combine with an adjacent group to form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • a phenylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, a naphthylene group, a pyridinylene group, a pyrimidinylene group, a quinolinylene group, a carbazoleylene group are each independently deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 Alkyl group, C 3 ⁇ C 40 Cycloalkyl group, C 3 ⁇ C 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 Aryl group, Nuclear atoms 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ aryloxy C 60, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 6 ⁇ aryl silyl group of C 60, C 1 ⁇ C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C group 60 arylboronic of, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇
  • R a and R b are each independently a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, a pyridyl group, a pyrimidinyl group ( It may be selected from the group consisting of a pyrimidinyl group, a quinolyl group, and a carbazolyl group, or may be combined with adjacent groups to form a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • the phenyl group, biphenyl group, fluorenyl group, naphthyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, quinolyl group and carbazolyl group in R a and R b are each independently deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40
  • Examples of the substituent represented by Formula 3 include the following substituents U1 to U91, but are not limited thereto.
  • R 1 to R 4 do not form a condensed ring of Formula 2
  • R 5 to R 8 and R 11 are the same as or different from each other, each independently hydrogen, C 6 ⁇ C 60 It is preferably selected from the group consisting of an aryl group and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms.
  • R 1 to R 4 do not form a condensed ring of Formula 2, and in R 5 to R 8 and R 11 aryl group, heteroaryl group are each independently deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl groups, C 3 to C 40 cycloalkyl groups, 3 to 40 nuclear heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy 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, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ substituted by one or more substituents selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60
  • R 5 to R 8 may be a substituent represented by the following formula (10).
  • L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 arylene group, and a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms, preferably a single bond It may be or a phenylene group or a biphenylene group,
  • X 3 is selected from the group consisting of O, S, Se, N (Ar 6 ), C (Ar 7 ) (Ar 8 ) and Si (Ar 9 ) (Ar 10 ), preferably O, S or N ( Ar 6 ), more preferably N (Ar 6 ),
  • Ar 6 to Ar 10 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 5 to 60 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl Oxy group, substituted or unsubstituted 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 aryl boro
  • R 21 to R 26 are the same or different and are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 Heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy 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 60 aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 60 It may be selected from the group consisting of an aryl phosphine oxide group and a C 6 ⁇ C 60 arylamine group, or may be combined with an
  • the alkyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkyl in Ar 6 to Ar 10 and R 21 to R 26 Silyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, aryl phosphine group, aryl phosphine oxide group and arylamine group are each independently deuterium, halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, the number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, nuclear atoms aryl of from 5 to 60 heteroaryl group, a C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyl
  • the substituent represented by Formula 10 may be a substituent represented by any one of the following Formulas 10a to 10h.
  • X 3 and R 21 to R 26 are each as defined in Chemical Formula 10,
  • R 27 to R 29 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, a halogen, a cyano group, a nitro group, a C 1 to C 40 alkyl group, a C 3 to C 40 cycloalkyl group, or a nuclear atom having 3 to 40 hetero atoms 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 Selected from the group consisting of a phosphine oxide group and a C 6 to C 60 arylamine group, or may be combined with an adjacent group to form
  • n is an integer from 0 to 2
  • n is an integer of 0-5.
  • More specific examples of the compound represented by Formula 1 according to the present invention include the following compounds C 1 to C 139, but are not limited thereto.
  • 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 alkenyl means a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon double bond. do. Non-limiting examples thereof include vinyl, allyl, isopropenyl, 2-butenyl and the like.
  • unsubstituted alkynyl refers to a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon of 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon triple bond. do. Non-limiting examples thereof include ethynyl, 2-propynyl 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.
  • saturated cyclic hydrocarbon saturated cyclic hydrocarbon
  • Non-limiting examples thereof include 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, and at least one carbon in the ring , Preferably 1 to 3 carbons are substituted with a hetero atom such as N, O or S.
  • a hetero atom such as N, O or S.
  • Non-limiting examples thereof include morpholine, piperazine and the like.
  • unsubstituted aryl means a monovalent functional group obtained by removing a hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon having 6 to 60 carbon atoms, alone or in combination of two or more rings. In this case, the two or more rings may be attached in a simple 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 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 may also include a condensed form with an aryl group.
  • heteroaryls include six-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl; Polycyclics such as phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl ring; And 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like.
  • unsubstituted alkyloxy refers to a monovalent functional group represented by RO-, wherein R is alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and is linear, branched or cyclic. ) May include a structure.
  • alkyloxy include methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • unsubstituted aryloxy refers to a monovalent functional group represented by R'O-, wherein R 'is aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • R'O- a monovalent functional group represented by R'O-, wherein R 'is aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Non-limiting examples of such aryloxy include phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy and the like.
  • unsubstituted alkylsilyl means silyl substituted by alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted by aryl having 6 to 60 carbon atoms
  • arylamine is 6 to 6 carbon atoms. Amine substituted with 60 aryl.
  • condensed ring means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring, or a combination thereof.
  • the present invention provides an organic electroluminescent device comprising a compound represented by the formula (1).
  • the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode (anode), a cathode (cathode) and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, at least one of the at least one organic material layer is It includes a compound represented by the formula (1), preferably a compound represented by any one of formulas 4 to 9. In this case, the compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the one or more organic material layers may be any one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, wherein at least one organic material layer is a compound represented by Formula 1 It may include.
  • at least one organic layer including the compound of Formula 1 may be selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transporting layer and a light emitting auxiliary layer.
  • the light emission auxiliary layer may block electrons while assisting hole transport of the hole transport layer, and may improve light emission efficiency by assisting light emission of the light emission layer.
  • the structure of the organic electroluminescent device according to the present invention is not particularly limited and may be a structure in which a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an emission auxiliary layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially stacked. .
  • an electron injection layer and / or a hole blocking layer may be further stacked on the electron transport layer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention may have a structure in which an insulating layer or an adhesive layer is inserted between an electrode and an organic material layer interface.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention is known in the art, except that at least one of the organic material layers, preferably the light emitting layer, the hole transport layer and / or the light emitting auxiliary layer is formed to include the compound represented by the formula (1) Prepared 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.
  • the substrate used in manufacturing the organic electroluminescent device of the present invention may be a silicon wafer, quartz or glass plate, metal plate, plastic film or sheet, 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 may be used, 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-methylthi
  • 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;
  • a multilayer structure material such as LiF / Al or LiO 2 / Al may be used, but is not limited thereto.
  • the hole injection layer, the hole transport layer, the electron blocking layer, the light emitting layer, the electron injection layer, the electron transport layer is not particularly limited, materials known in the art can be used.
  • N- (biphenyl-4-yl) -N- (4-bromophenyl) biphenyl-4-amine 33.00 g, 69.26 mmol
  • N- (biphenyl-4-yl) -N- (4- (5- (2-nitrophenyl) -1H-indol-1-yl) phenyl) biphenyl- by following the same procedure as in ⁇ Step 3> of Preparation Example 1 4-amine (18.43 g, yield: 63%) was obtained.
  • N, N-di (biphenyl-4-yl) -4'-bromobiphenyl-4-amine (6.63 g, 12.00 mmol) was used instead of 4-bromo-N, N-diphenylaniline used in Synthesis Example 1.
  • N-di (biphenyl-4-yl) -3'-bromobiphenyl-4-amine 6.63 g, 12.00 mmol
  • N-diphenylaniline used in Synthesis Example 1 was carried out in the same manner as in Synthesis example 1 to obtain C 20 (5.35 g, yield 71%) as a target compound.
  • N, N-di (biphenyl-4-yl) -4'-bromobiphenyl-3-amine (6.63 g, 12.00 mmol) was used instead of 4-bromo-N, N-diphenylaniline used in Synthesis Example 1.
  • N, N-di (biphenyl-4-yl) -3'-bromobiphenyl-3-amine (6.63 g, 12.00 mmol) was used instead of 4-bromo-N, N-diphenylaniline used in Synthesis Example 1.
  • 4-bromo-N, N-diphenylaniline used in Synthesis Example 1.
  • a target compound C 77 was obtained by the same procedure as in Synthesis Example 5, except that Compound IC-4 (4.48 g, 10.00 mmol) synthesized in Preparation Example 4 was used instead of Compound IC-1 used in Synthesis Example 5. (6.81 g, yield 71%) was obtained.
  • 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, transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwashin Tech), and then the substrate using UV for 5 minutes The substrate was cleaned and transferred to a vacuum evaporator.
  • ITO Indium tin oxide
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the compounds synthesized in Synthesis Examples 2 to 21 were used instead of the compound C 1 in Example 1.
  • a green organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound C 1 was not used in Example 1.
  • Example 1 Luminous material Drive voltage (V) Emission Peak (nm) Current efficiency (cd / A) Example 1 C 1 6.95 519 42.1 Example 2 C 3 6.80 521 42.0 Example 3 C 5 6.80 520 42.1 Example 4 C 12 6.90 519 42.0 Example 5 C 14 6.95 520 41.8 Example 6 C 20 6.95 521 42.0 Example 7 C 21 6.80 518 42.1 Example 8 C 24 6.85 521 41.9 Example 9 C 25 6.85 520 42.0 Example 10 C 28 6.90 519 41.9 Example 11 C 29 6.95 519 41.8 Example 12 C 36 6.85 518 42.0 Example 13 C 37 6.90 520 42.1 Example 14 C 52 6.90 519 41.9 Example 15 C 53 6.80 521 41.5 Example 16 C 76 6.95 520 41.9 Example 17 C 77 6.90 521 42.2 Example 18 C 96 6.85 522 42.1 Example 19 C 97 6.95 519 41.7 Example 20 C 112 6.90 522 42.0 Example 21 C 121 6.80 521 42.3 Comparative Example 1 - 6.93 516 38
  • the green organic electroluminescent device (the green organic electroluminescent devices manufactured in Examples 1 to 21, respectively) using the compound represented by Formula 1 according to the present invention as a light emitting auxiliary layer material
  • the driving voltage was similar to that of the green organic electroluminescent device (Comparative Example 1 green organic electroluminescent device using Comparative Example 1) using only CBP as a light emitting layer without a layer
  • the luminous efficiency and current efficiency were higher than those of the green organic electroluminescent device of Comparative Example 1. It can be seen that it can be improved further.
  • a glass substrate coated with ITO Indium tin oxide
  • ITO Indium tin oxide
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc.
  • UV OZONE cleaner Power sonic 405, Hwasin Tech
  • a red organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 22, except for using the compounds synthesized in Synthesis Examples 2 to 21 instead of Compound C 1 in Example 22.
  • a red organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 21, except that Compound C 1 was not used in Example 22.
  • Example 22 C 1 5.10 10.9 Example 23 C 3 5.20 11.1 Example 24 C 5 5.25 10.6 Example 25 C 12 5.25 10.7 Example 26 C 14 5.20 11.2 Example 27 C 20 5.30 11.2 Example 28 C 21 5.20 11.1 Example 29 C 24 5.15 10.8 Example 30 C 25 5.20 11.1 Example 31 C 28 5.25 10.5 Example 32 C 29 5.30 10.8 Example 33 C 36 5.20 11.2 Example 34 C 37 5.20 11.1 Example 35 C 52 5.25 11.0 Example 36 C 53 5.10 11.2 Example 37 C 76 5.25 11.3 Example 38 C 77 5.20 10.8 Example 39 C 96 5.30 10.5 Example 40 C 97 5.25 11.0 Example 41 C 112 5.21 11.3 Example 42 C 121 5.30 10.9 Comparative Example 1 _ 5.25 8.2
  • the red organic electroluminescent devices (the red organic electroluminescent devices manufactured in Examples 22 to 42, respectively) using the compound represented by Formula 1 according to the present invention as a light emitting auxiliary layer material
  • a red organic electroluminescent device using only CBP as a material of a light emitting layer without a layer (a driving voltage is similar to that of the red organic electroluminescent device of Comparative Example 2, but the current efficiency can be further improved compared to the red organic electroluminescent device of Comparative Example 2). I knew it was.
  • a glass substrate coated with ITO Indium tin oxide
  • ITO Indium tin oxide
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc.
  • UV OZONE cleaner Power sonic 405, Hwasin Tech
  • the BCP used was as described in Example 1, and the structures of NPB and ADN are as follows.
  • a blue organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 43, except for using the compounds synthesized in Synthesis Examples 2 to 21 instead of Compound C 1 in Example 43.
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 43, except that Compound C 1 was not used in Example 43.
  • the blue organic electroluminescent device (the blue organic electroluminescent devices manufactured in Examples 43 to 63, respectively) using the compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention as a light emitting auxiliary layer material is a light emitting auxiliary
  • the driving voltage was similar to the conventional blue organic electroluminescent device (Comparative Example 3 organic light emitting device) without the layer, it can be seen that the current efficiency can be further improved compared to the organic electroluminescent device of Comparative Example 3.

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층, 정공수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전자 저지능, 정공 수송능, 발광능 등이 우수한 신규 인돌계 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 제시되었다. 이후, 유기 EL 소자의 효율 및 수명을 향상시키기 위하여, 소자 내 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 또한 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 각각 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.
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 PCTKR2014009091-appb-I000001
그러나, 종래 발광 물질들의 발광 효율 측면에서 효율 손실을 없애는 것이 여전히 요구되고 있으고 수명 측면에서도 만족할만한 수준이 되지 못하고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]일본 공개특허공보 특개2001-160489
본 발명은 발광능, 정공 수송능 및 전자 저지능 등이 우수하며 발광 물질과 함께 사용시 발광 효율을 개선할 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 것도 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
화학식 1
Figure PCTKR2014009091-appb-C000001
상기 화학식 1에서,
Y1 및 Y2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 CR11이고, 이때 CR11이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고,
R1과 R2, R2와 R3, 또는 R3와 R4 중 하나는 서로 결합하여 하기 화학식 2로 표시되는 축합 고리를 형성하고,
화학식 2
Figure PCTKR2014009091-appb-C000002
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군으로부터 선택되고,
다만 X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이고, 이때 N(Ar1)이 복수인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며,
Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 상이하며, 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 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 혹은 비치환의 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되고,
다만, 하나 이상의 Ar1 중 적어도 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 치환체이며,
화학식 3
Figure PCTKR2014009091-appb-C000003
L은 단일 결합이거나, 혹은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴렌기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있으며,
Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하며, 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, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있으며,
R1 내지 R4 중 상기 화학식 2의 축합 고리를 형성하지 않는 것과 R5 내지 R8 및 R11은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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 군으로부터 선택되고;
상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기, 상기 Ra 및 Rb의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와, Ar1 내지 Ar5, R1 내지 R8, 및 R11의 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, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있으며,
이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또, 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 발광층, 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층일 수 있다. 이때 상기 화학식 1의 화합물은 발광층, 정공 수송층 재료 또는 발광 보조층 재료일 수 있다.
본 발명에 따른 화합물은 내열성, 발광능, 정공 수송능, 전자 저지능 등이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로, 바람직하게는 발광층 재료, 정공 수송층, 또는 발광 보조층 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물을 발광층, 정공 수송층, 또는 발광 보조층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상될 수 있고, 따라서 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
1. 화합물
본 발명에 따른 유기 화합물은 인돌계 모이어티(indole-based moiety) 등과 인돌계 모이어티 등이 축합된 코어의 N 위치에 디아릴아민 모이어티, 디헤테로아릴 모이어티 등과 같은 상기 화학식 3의 치환체가 직접 결합되거나 또는 연결기(예컨대, 아릴렌기 등)를 통해 결합되어 기본 골격을 이루며, 이러한 기본 골격에 다양한 치환체(예컨대, 아릴기 등)가 결합된 구조로서, 상기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다. 이러한 화학식 1로 표시되는 화합물은 NPB, BCP, CBP 등의 종래 유기 EL 소자용 재료보다 높은 분자량을 가져 유리전이온도가 높으며, 또한 열적 안정성이 우수하고, 발광능, 정공 수송능, 전자 저지능 등이 우수하다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 유기 전계 발광 소자가 포함할 경우, 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 코어 내 인돌 모이어티는 정공 수송능이 우수하면서, 넓은 일중항 에너지 준위와 높은 삼중항 에너지 준위(2.5 eV 이상)를 갖는다. 이러한 코어의 N 위치에는 디아릴아민 모이어티, 디헤테로아릴 모이어티 등과 같은 상기 화학식 3의 치환체가 도입되는데, 상기 화학식 3의 치환체는 정공 수송능이 우수하다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물은 정공 이동도(Hole mobility)가 NPB보다 높기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 정공수송층 재료나 정공 수송층의 정공 수송을 보조하는 발광 보조층 재료로 사용될 수 있다.
또, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 정공수송층과 발광층 사이에 발광 보조층 재료로 사용하여 인광 소자를 구현하는데 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 삼중항 엑시톤이 정공 주입층이나 정공 수송층과 같이 정공-관련 층으로 주입되는 것을 제한할 수 있다. 이와 동시에, 상기 화학식 1의 화합물이 0.5 eV 이하의 delta Est 특성을 갖기 때문에, 상기 화학식 1의 화합물에 의해 삼중항 엑시톤은 일중항 레벨로 이동되며, 이는 다시 발광층의 일중항 레벨로 전이되어 엑시톤 생성에 참여하고, 결과적으로 발광층의 삼중항 레벨로 전이되어, 인광 발광층의 발광 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 LUMO값이 높기 때문에, 전자 저지 기능도 우수하다.
또한, 본 발명의 화합물은 형광 청색소자의 효율을 높이기 위해 사용될 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물은 정공 이동도(Hole mobility)가 NPB보다 높으며, 삼중항 에너지 준위가 청색 형광 발광층보다 높다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물은 삼중항 엑시톤이 유입되는 것을 막을 수 있고, 발광층 안에 삼중항 엑시톤을 제한시켜 TTA(TTF)를 통해 삼중항 엑시톤이 일중항 엑시톤으로 변환되도록 하여 형광 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 정공 주입층이나 정공 수송층과 같이 정공-관련 층과 발광층간의 계면 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 상기 기본 골격에 다양한 치환체, 특히 아릴기가 도입되어 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리 전이온도가 향상되고, 이로 인해 종래의 발광 재료(예를 들어, NPB, BCP, CBP)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다.
이와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 인광 특성을 향상시킴과 동시에, 정공 수송능력, 전자 저지능력, 발광 효율, 구동 전압, 수명 특성 등을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있고, 나아가 풀 칼라 유기 발광 패널은 성능이 극대화될 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 R1과 R2, R2와 R3, 또는 R3와 R4 중 하나가 서로 결합하여 상기 화학식 2로 표시되는 축합 고리를 형성함으로써, 하기 화학식 4 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 구체화될 수 있다.
화학식 4
Figure PCTKR2014009091-appb-C000004
화학식 5
Figure PCTKR2014009091-appb-C000005
화학식 6
Figure PCTKR2014009091-appb-C000006
화학식 7
Figure PCTKR2014009091-appb-C000007
화학식 8
Figure PCTKR2014009091-appb-C000008
화학식 9
Figure PCTKR2014009091-appb-C000009
상기 화학식 4 내지 화학식 9에서,
X1, X2, Y1, Y2 및 R1 내지 R8 은 각각 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-42 중에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2014009091-appb-I000002
Figure PCTKR2014009091-appb-I000003
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-42에서,
Ar1, R1 내지 R8 및 R11 은 각각 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
Ar1이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이하고,
R11이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이하다.
상기 화학식 1의 화합물에서, Y1 및 Y2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 CR11이고, 이때 CR11가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
또, X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는 X1이 O, S 또는 N(Ar1)이고, X2는 N(Ar1)일 수 있으며, 더 바람직하게는 X1 및 X2가 모두 N(Ar1)일 수 있다. 이때, N(Ar1)이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
다만, 하나 이상의 Ar1 중 적어도 하나는 상기 화학식 3으로 표시되는 치환체이다.
상기 화학식 3에서, L은 단일결합이거나, 또는 페닐렌기, 바이페닐렌기, 플루오렌일렌기(fluorenylene group), 나프틸렌기, 피리디닐렌기(pyridinylene group), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene group), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene group) 및 카바졸일렌기(carbazolylene group)로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있는 것이 바람직하며, 단일합이거나, 페닐렌기 또는 바이페닐렌기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있는 것이 더 바람직할 수 있다.
이때, 상기 L에서, 페닐렌기, 바이페닐렌기, 플루오렌일렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 카바졸일렌기는 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, 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 1 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있다. 다만, 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또, 상기 화학식 3에서, 바람직하게 상기 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 페닐기, 바이페닐기, 플루오레닐기(fluorenyl group), 나프틸기(naphthyl group), 피리딜기(pyridyl group), 피리미딘일기(pyrimidinyl group), 퀴놀릴기(quinolyl group), 및 카바졸릴기(carbazolyl group)로 이루어진 군에서 선택될 수 있거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있다.
이때, 상기 Ra 및 Rb에서 페닐기, 바이페닐기, 플루오레닐기, 나프틸기, 피리딜기, 피리미딘일기, 퀴놀릴기 및 카바졸릴기는 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, 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 1 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있다. 다만, 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 치환체의 예로는 하기 치환체 U1 내지 U91 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2014009091-appb-I000004
Figure PCTKR2014009091-appb-I000005
Figure PCTKR2014009091-appb-I000006
Figure PCTKR2014009091-appb-I000007
Figure PCTKR2014009091-appb-I000008
Figure PCTKR2014009091-appb-I000009
상기 화학식 1의 화합물에서, R1 내지 R4중 상기 화학식 2의 축합 고리를 형성하지 않는 것과, R5 내지 R8 및 R11은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 R1 내지 R4 중 상기 화학식 2의 축합 고리를 형성하지 않는 것과, R5 내지 R8 및 R11에서 아릴기, 헤테로아릴기는 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, 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 1 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있다. 다만, 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또, 상기 화학식 1에서, R5 내지 R8 중 적어도 하나는 하기 화학식 10으로 표시되는 치환체일 수 있다.
화학식 10
Figure PCTKR2014009091-appb-C000010
상기 화학식 10에서,
L1 은 단일 결합이거나, 혹은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴렌기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 단일결합이거나 또는 페닐렌기 또는 바이페닐렌기일 수 있으며,
X3 는 O, S, Se, N(Ar6), C(Ar7)(Ar8) 및 Si(Ar9)(Ar10)로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 O, S 또는 N(Ar6)일 수 있으며, 더 바람직하게는 N(Ar6)일 수 있고,
Ar6 내지 Ar10은 서로 동일하거나 상이하며, 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 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 혹은 비치환의 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되며,
R21 내지 R26 은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있으며,
이때 상기 L1 에서 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar6 내지 Ar10 및 R21 내지 R26 에서 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, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 10으로 표시되는 치환체는 하기 화학식 10a 내지 화학식 10h 중 어느 하나로 표시되는 치환체일 수 있다.
[화학식 10a]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000010
[화학식 10b]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000011
[화학식 10c]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000012
[화학식 10d]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000013
[화학식 10e]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000014
[화학식 10f]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000015
[화학식 10g]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000016
[화학식 10h]
Figure PCTKR2014009091-appb-I000017
상기 화학식 10a 내지 화학식 10g에서,
X3 및 R21 내지 R26 은 각각 상기 화학식 10에서 정의된 바와 같고,
R27 내지 R29 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합방향족환 또는 축합헤테로방향족환을 형성할 수 있고,
n은 0 내지 2의 정수이며,
m은 0 내지 5의 정수이다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 보다 구체적인 예로는 하기 화합물 C 1 내지 C139 등이 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014009091-appb-I000018
Figure PCTKR2014009091-appb-I000019
Figure PCTKR2014009091-appb-I000020
Figure PCTKR2014009091-appb-I000021
Figure PCTKR2014009091-appb-I000022
Figure PCTKR2014009091-appb-I000023
Figure PCTKR2014009091-appb-I000024
Figure PCTKR2014009091-appb-I000025
Figure PCTKR2014009091-appb-I000026
Figure PCTKR2014009091-appb-I000027
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.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 에타인일(ethynyl), 2-프로파인일(2-propynyl) 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소(포화 고리형 탄화수소)로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine)등이 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소(포화 고리형 탄화수소)로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O 또는 S와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이의 비제한적인 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이때, 2 이상의 고리는 서로 단순 부착되거나 축합된 형태로 부착될 수 있다. 이의 비제한적인 예로는 페닐, 비페닐, 터페닐(terphenyl), 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 "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 부착되거나 축합된 형태로 부착될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함할 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 비제한적인 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 알킬옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 작용기를 의미하며, 상기 R은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로서, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 알킬옥시의 비제한적인 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 아릴옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 작용기를 의미하며, 상기 R'는 탄소수 6 내지 60의 아릴이다. 이러한 아릴옥시의 비제한적인 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 "비치환된 알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴을 의미하며, 아릴실릴은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 실릴을 의미하고, 아릴아민은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화학식 1의 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.
2. 유기 전계 발광 소자
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 바람직하게는 화학식 4 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광 보조층, 발광층, 정공 저지층, 전자수송층, 전자주입층 중에서 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 발광층, 정공 수송층 및 발광 보조층으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 여기서, 발광 보조층은 정공 수송층의 정공 수송을 보조하면서 전자를 저지시키고, 발광층의 발광을 보조하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 여기서, 전자수송층 위에는 전자주입층 및/또는 정공 저지층이 추가로 적층될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상, 바람직하게 발광층, 정공 수송층 및/또는 발광 보조층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당업계에 공지된 재료 및 방법으로 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, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조시 사용되는 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영 또는 유리판, 금속판, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용될 수 있으나, 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 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 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 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 발광층, 전자 주입층, 전자 수송층은 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 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 IC-1의 합성
<단계 1> 5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1H-indole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000028
질소 기류 하에서 5-bromo-1H-indole (25 g, 0.128 mol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) (48.58 g, 0.191 mol), Pd(dppf)Cl2 (5.2 g, 5 mol), KOAc (37.55 g, 0.383 mol) 및 1,4-dioxane (500 ml)를 혼합하고 130℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 에틸아세테이트로 추출한 다음 MgSO4로 수분을 제거하고, 컬럼크로마토그래피로 정제하여 5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1H-indole (22.32 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 6.45 (d, 1H), 7.27 (d, 1H), 7.42 (d, 1H), 7.52 (d, 1H), 7.95 (s, 1H), 8.21 (s, 1H)
<단계 2> 5-(2-nitrophenyl)-1H-indole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000029
질소 기류 하에서 1-bromo-2-nitrobenzene (15.23 g, 75.41 mmol)과 상기 <단계 1>에서 얻은 5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1H-indole (22 g, 90.49 mmol), NaOH (9.05 g, 226.24 mmol) 및 THF/H2O(400 ml/200 ml)를 혼합한 다음, 40℃에서 Pd(PPh3)4 (4.36 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 5-(2-nitrophenyl)-1H-indole (11.32 g, 수율 63%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.47 (d, 1H), 7.25 (d, 1H), 7.44 (d, 1H), 7.53 (d, 1H), 7.65 (t, 1H), 7.86 (t, 1H), 7.95 (s, 1H), 8.00 (d, 1H), 8.09 (t, 1H), 8.20 (s, 1H)
<단계 3> 5-(2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000030
질소 기류 하에서 상기 <단계 2>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-1H-indole (11 g, 46.17 mmol), iodobenzene (14.13 g, 69.26 mmol), Cu powder (0.29 g, 4.62 mmol), K2CO3 (6.38 g, 46.17 mmol), Na2SO4 (6.56 g, 46.17 mmol), 및 nitrobenzene (200 ml)를 혼합하고 190℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리하여 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 5-(2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole (10.30 g, 수율 71%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.48 (d, 1H), 7.26 (d, 1H), 7.45 (m, 3H), 7.55 (m, 4H), 7.63 (t, 1H), 7.84 (t, 1H), 7.93 (s, 1H), 8.01 (d, 1H), 8.11 (t, 1H)
<단계 4> 화합물 IC-1의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000031
질소 기류 하에서 상기 <단계 3>에서 얻은 5-(2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole (5 g, 15.91 mmol), triphenylphosphine (10.43 g, 39.77 mmol) 및 1,2-dichlorobenzene (50 ml)를 혼합하고 12시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후 1,2-dichlorobenzene를 제거하고 디클로로메탄으로 추출하였다. 얻어진 유기층에 대해 MgSO4로 물을 제거하고, 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 IC-1 (2.38 g, 수율 53%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.99 (d, 1H), 7.12 (t, 1H), 7.27 (t, 1H), 7.32 (d, 1H), 7.41 (t, 1H), 7.50 (d, 1H), 7.60 (m, 5H), 7.85 (d, 1H), 8.02 (d, 1H), 10.59 (s, 1H)
[준비예 2] 화합물 IC-2의 합성
<단계 1> 5-bromo-1-phenyl-1H-indole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000032
준비예 1의 <단계 3>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1H-indole 대신 5-bromo-1H-indole(9.05 g, 46.17 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 5-bromo-1-phenyl-1H-indole (12.6 g, 수율 74%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.73 (d, 1H), 7.18 (d, 1H), 7.33 (m, 2H), 7.43 (m, 3H), 7.51 (m, 3H)
<단계 2> 5-(5-chloro-2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000033
질소 기류 하에서 상기 <단계 1>에서 얻은 5-bromo-1-phenyl-1H-indole (20 g, 73.49 mmol), 5-chloro-2-nitrophenylboronic acid (17.78g, 88.18 mmol), K2CO3 (30.47 g, 220.47 mmol)와 THF/H2O (400ml/100 ml)를 넣고 교반하였다. 40℃에서 Pd(PPh3)4 (2.54 g, 2.204mmol)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종결 후 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 MgSO4로 건조 후 감압 여과하였다. 여과된 유기층을 감압증류한 뒤 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 5-(5-chloro-2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole (18 g, 수율: 72 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 6.52 (d 1H), 7.55 (m, 4H), 8.70 (m, 4H), 8.25 (m, 4H)
<단계 3> 7-chloro-3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000034
질소 기류 하에서 상기 <단계 2>에서 얻은 5-(5-chloro-2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole(18 g, 51.60 mmol)을 triphenylphosphine(33.84 g, 129.02 mmol) 및 1,2-dichlorobenzene(200 ml)과 함께 혼합한 후 12시간 교반하였다. 반응 종료 후 1,2-dichlorobenzene을 제거하고 디클로로메탄으로 유기층을 추출하였다. 추출된 유기층은 MgSO4로 건조 후 감압 여과하였다. 여과된 유기층을 감압증류한 뒤 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 7-chloro-3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole(10g, 수율: 62 %)을 획득 하였다.
1H-NMR : δ 6.55 (d, 1H), 7.12 (d, 1H), 7.55 (m, 8H), 8.02 (d, 2H), 10.23(s, 1H)
<단계 4> 화합물 IC-2의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000035
준비예 1의 <단계 2>에서 사용된 5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1H-indole 대신 7-chloro-3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole (5 g, 15.78 mmol)을 사용하고, 1-bromo-2-nitrobenzene 대신 9-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole (8.74 g, 23.67 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 화합물 IC-2 (5.21 g, 수율: 63 %)을 획득하였다.
1H-NMR: δ 6.55 (d, 1H), 7.58 (m, 14H), 8.05 (m, 9H), 10.25 (s, 1H)
[준비예 3] 화합물 IC-3의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000036
준비예 2의 <단계 4>에서 사용된 9-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole 대신 9,9-dimethyl-9H-fluoren-3-ylboronic acid (5.64 g, 23.67 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 2의 <단계 4>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 IC-3 (5.32 g, 수율: 71%)을 획득하였다.
1H-NMR : δ 1.75 (s, 6H), 6.52 (d, 1H), 7.31 (m, 2H), 7.50 (m, 4H), 7.58 (m, 5H), 7.67 (m, 2H), 7.87 (m, 2H), 8.00 (m, 3H), 10.24 (s, 1H)
[준비예 4] 화합물 IC-4의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000037
준비예 2의 <단계 4>에서 사용된 9-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole 대신 dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid (5.02 g, 23.67 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 2의 <단계 4>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 IC-4 (5.38 g, 수율: 76%)를 획득하였다.
1H-NMR : δ 6.53 (d, 1H), 7.33 (m, 3H), 7.49 (m, 3H), 7.58 (m, 3H), 7.63 (m, 2H), 7.87 (m, 4H), 8.02 (m, 3H), 10.23 (s, 1H)
[준비예 5] 화합물 IC-5의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000038
준비예 2의 <단계 4>에서 사용된 9-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole 대신 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid (5.40 g, 23.67 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 2의 <단계 4>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 IC-5 (7.33 g, 수율: 72%)를 획득하였다.
1H-NMR : δ 6.53 (d, 1H), 7.34 (m, 3H), 7.51 (m, 2H), 7.58 (m, 4H), 7.63 (m, 2H), 7.88 (m, 3H), 8.01 (m, 4H), 10.23 (s, 1H)
[준비예 6] 화합물 IC-6의 합성
<단계 1> 1-(biphenyl-4-yl)-5-(2-nitrophenyl)-1H-indole의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000039
준비예 1의 <단계 3>에서 사용된 iodobenzene 대신 4-bromobiphenyl (16.14 g, 69.26 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 3>와 동일한 과정을 수행하여 1-(biphenyl-4-yl)-5-(2-nitrophenyl)-1H-indole (13.52 g, 수율: 75%)를 획득하였다.
1H-NMR: δ 6.48 (d, 1H), 7.27 (d, 1H), 7.46 (m, 7H), 7.53 (m, 5H), 7.63 (t, 1H), 7.83 (t, 1H), 7.99 (m, 2H), 8.12 (t, 1H)
<단계 2> 화합물 IC-6의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000040
준비예 1의 <단계 4>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole대신 상기 <단계 1>에서 얻은 1-(biphenyl-4-yl)-5-(2-nitrophenyl)-1H-indole (6.21 g, 15.91 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 4>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 IC-6 (4.51 g, 수율: 79%)를 획득하였다.
1H-NMR: δ 6.49 (d, 1H), 7.27 (t, 1H), 7.32 (d, 1H), 7.45 (m, 5H), 7.52 (m, 2H), 7.60 (m, 5H), 7.85 (d, 1H), 8.00 (d, 1H), 10.45 (s, 1H)
[준비예 7] 화합물 IC-7의 합성
<단계 1> N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(5-(2-nitrophenyl)-1H-indol-1-yl)phenyl)biphenyl-4-amine의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000041
준비예 1의 <단계 3>에서 사용된 iodobenzene 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-bromophenyl)biphenyl-4-amine (33.00 g, 69.26 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예1의 <단계 3>와 동일한 과정을 수행하여 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(5-(2-nitrophenyl)-1H-indol-1-yl)phenyl)biphenyl-4-amine (18.43 g, 수율: 63%)를 획득하였다.
LC - Mass: 633 g/mol
Elemental Analysis: C, 83.39; H, 4.93; N, 6.63; O, 5.05
<단계 2> 화합물 IC-7의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000042
준비예 1의 <단계 4>에서 사용된 5-(2-nitrophenyl)-1-phenyl-1H-indole 대신 상기 <단계 1>에서 얻은 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(5-(2-nitrophenyl)-1H-indol-1-yl)phenyl)biphenyl-4-amine (6.21 g, 15.91 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 준비예 1의 <단계 4>와 동일한 과정을 수행하여 화합물 IC-7 (5.84 g, 수율: 61%)을 획득하였다.
LC - Mass: 601 g/mol
Elemental Analysis: C, 87.82; H, 5.19; N, 6.98
[합성예 1] 화합물 C 1의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000043
질소 기류 하에서 준비예 1에서 합성된 화합물 IC-1 (2.82 g, 10.00 mmol), 4-bromo-N,N-diphenylaniline (3.89 g, 12.00 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.5 mmol), (t-Bu)3P (0.40 g, 2.0 mmol), 및 sodium tert-butoxide (2.88 g, 30.0 mmol)을 50 ml toluene에 넣고, 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 추출하고 MgSO4를 넣고 필터링하였다. 필터링된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C 1 (3.73 g, 수율 71 %)을 얻었다.
LC - Mass: 525 g/mol
[합성예 2] 화합물 C 3의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000044
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-bromophenyl)biphenyl-4-amine (5.72 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 3 (4.87 g, 수율 72%)를 얻었다.
LC - Mass : 677 g/mol
[합성예 3] 화합물 C 5의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000045
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-bromophenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (6.20 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 5 (5.52 g, 수율 77%)를 얻었다.
LC - Mass: 717 g/mol
[합성예 4] 화합물 C 12의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000046
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N,N-di(biphenyl-4-yl)-4'-bromobiphenyl-4-amine (6.63 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 12 (5.27 g, 수율 70%)를 얻었다.
LC - Mass : 753 g/mol
[합성예 5] 화합물 C 14의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000047
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4'-bromobiphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (7.11 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 14 (5.39 g, 수율 68%)를 얻었다.
LC - Mass : 793 g/mol
[합성예 6] 화합물 C 20의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000048
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N,N-di(biphenyl-4-yl)-3'-bromobiphenyl-4-amine (6.63 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 20 (5.35 g, 수율 71%)를 얻었다.
LC - Mass : 753 g/mol
[합성예 7] 화합물 C 21의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000049
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(3'-bromobiphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (7.11 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 21 (5.41 g, 수율 69%)를 얻었다.
LC - Mass : 793 g/mol
[합성예 8] 화합물 C 24의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000050
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N,N-di(biphenyl-4-yl)-4'-bromobiphenyl-3-amine (6.63 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 24 (5.42 g, 수율 73%)를 얻었다.
LC - Mass : 753 g/mol
[합성예 9] 화합물 C 25의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000051
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(4'-bromobiphenyl-3-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (7.11 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 25 (5.41 g, 수율 69%)를 얻었다.
LC - Mass : 793 g/mol
[합성예 10] 화합물 C 28의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000052
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N,N-di(biphenyl-4-yl)-3'-bromobiphenyl-3-amine (6.63 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 28 (5.42 g, 수율 73%)를 얻었다.
LC - Mass : 753 g/mol
[합성예 11] 화합물 C 29의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000053
합성예 1에서 사용된 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 N-(biphenyl-4-yl)-N-(3'-bromobiphenyl-3-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (7.11 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 29 (5.45 g, 수율 70%)를 얻었다.
LC - Mass : 793 g/mol
[합성예 12] 화합물 C 36의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000054
합성예 4에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 2에서 합성된 화합물 IC-2 (5.23 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 36 (6.56 g, 수율 66%)을 얻었다.
LC - Mass : 994 g/mol
[합성예 13] 화합물 C 37의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000055
합성예 4에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 2에서 합성된 화합물 IC-2 (5.23 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 5와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 37 (6.41 g, 수율 62%)을 얻었다.
LC - Mass : 1034 g/mol
[합성예 14] 화합물 C 56의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000056
합성예 4에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 3에서 합성된 화합물 IC-3 (4.74 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 56 (6.81 g, 수율 72%)을 얻었다.
LC - Mass : 945 g/mol
[합성예 15] 화합물 C 57의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000057
합성예 5에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 3에서 합성된 화합물 IC-3 (4.74 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 5와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 57 (6.90 g, 수율 70%)을 얻었다.
LC - Mass : 985 g/mol
[합성예 16] 화합물 C 76의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000058
합성예 4에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 4에서 합성된 화합물 IC-4 (4.48 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 76 (7.17 g, 수율 78%)을 얻었다.
LC - Mass : 919 g/mol
[합성예 17] 화합물 C 77의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000059
합성예 5에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 4에서 합성된 화합물 IC-4 (4.48 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 5와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 77 (6.81 g, 수율 71%)을 얻었다.
LC - Mass : 959 g/mol
[합성예 18] 화합물 C 96의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000060
합성예 4에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 IC-5 (4.64 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 96 (6.73 g, 수율 72%)을 얻었다.
LC - Mass : 935 g/mol
[합성예 19] 화합물 C 97의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000061
합성예 5에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 5에서 합성된 화합물 IC-5 (4.64 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 5와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 97 (6.53 g, 수율 67%)을 얻었다.
LC - Mass : 975 g/mol
[합성예 20] 화합물 C 112의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000062
합성예 3에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 6에서 합성된 화합물 IC-6 (3.58 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 112 (6.19 g, 수율 78%)를 얻었다.
LC - Mass : 793 g/mol
[합성예 21] 화합물 C 121의 합성
Figure PCTKR2014009091-appb-I000063
합성예 1에서 사용된 화합물 IC-1 대신 준비예 7에서 합성된 화합물 IC-7 (6.01 g, 10.00 mmol)를 사용하고, 4-bromo-N,N-diphenylaniline 대신 4-bromobiphenyl (2.80 g, 12.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 121 (5.35 g, 수율 71%)을 얻었다.
LC - Mass: 753 g/mol
[실시예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 1에서 합성된 화합물 C-1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
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 C 1(40nm)/CBP + 10 % Ir(ppy)3 (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014009091-appb-I000064
Figure PCTKR2014009091-appb-I000065
[실시예 2 ~ 21] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 화합물 C 1 대신 합성예 2 내지 21 에서 각각 합성된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 화합물 C 1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예 1]
실시예 1 내지 21, 및 비교예 1에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
발광 재료 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 C 1 6.95 519 42.1
실시예 2 C 3 6.80 521 42.0
실시예 3 C 5 6.80 520 42.1
실시예 4 C 12 6.90 519 42.0
실시예 5 C 14 6.95 520 41.8
실시예 6 C 20 6.95 521 42.0
실시예 7 C 21 6.80 518 42.1
실시예 8 C 24 6.85 521 41.9
실시예 9 C 25 6.85 520 42.0
실시예 10 C 28 6.90 519 41.9
실시예 11 C 29 6.95 519 41.8
실시예 12 C 36 6.85 518 42.0
실시예 13 C 37 6.90 520 42.1
실시예 14 C 52 6.90 519 41.9
실시예 15 C 53 6.80 521 41.5
실시예 16 C 76 6.95 520 41.9
실시예 17 C 77 6.90 521 42.2
실시예 18 C 96 6.85 522 42.1
실시예 19 C 97 6.95 519 41.7
실시예 20 C 112 6.90 522 42.0
실시예 21 C 121 6.80 521 42.3
비교예 1 - 6.93 516 38.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 보조층 재료로 사용한 녹색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 21 에서 각각 제조된 녹색 유기 전계 발광 소자)는, 발광 보조층 없이 종래 CBP만을 발광층의 재료로 사용한 녹색 유기 전계 발광 소자(비교예 1의 녹색 유기 전계 발광 소자)와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 1의 녹색 유기 전계 발광 소자에 비해 발광 효율 및 전류효율이 더 향상될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 22] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 1에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 적색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, 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)/ 합성예 1의 화합물 C 1(40nm)/CBP + 10 % (piq)2Ir(acac) (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
사용된 m-MTDATA, TCTA, CBP 및 BCP의 구조는 실시예 1에 기재된 바와 같고, (piq)2Ir(acac)는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014009091-appb-I000066
[실시예 23 ~ 42] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 22에서 화합물 C 1 대신 합성예 2 내지 21 에서 각각 합성된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 22와 동일하게 수행하여 적색 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 2] 적색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 22에서 화합물 C 1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예 2]
실시예 22 ~ 42 및 비교예 2에서 제작한 각각의 적색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류효율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
표 2
발광 재료 구동 전압(V) 전류효율(cd/A)
실시예 22 C 1 5.10 10.9
실시예 23 C 3 5.20 11.1
실시예 24 C 5 5.25 10.6
실시예 25 C 12 5.25 10.7
실시예 26 C 14 5.20 11.2
실시예 27 C 20 5.30 11.2
실시예 28 C 21 5.20 11.1
실시예 29 C 24 5.15 10.8
실시예 30 C 25 5.20 11.1
실시예 31 C 28 5.25 10.5
실시예 32 C 29 5.30 10.8
실시예 33 C 36 5.20 11.2
실시예 34 C 37 5.20 11.1
실시예 35 C 52 5.25 11.0
실시예 36 C 53 5.10 11.2
실시예 37 C 76 5.25 11.3
실시예 38 C 77 5.20 10.8
실시예 39 C 96 5.30 10.5
실시예 40 C 97 5.25 11.0
실시예 41 C 112 5.21 11.3
실시예 42 C 121 5.30 10.9
비교예 1 _ 5.25 8.2
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 보조층 재료로 사용한 적색 유기 전계 발광 소자(실시예 22 내지 42 에서 각각 제조된 적색 유기 전계 발광 소자)는, 발광 보조층 없이 종래 CBP만을 발광층의 재료로 사용한 적색 유기 전계 발광 소자(비교예 2의 적색 유기 전계 발광 소자와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 2의 적색 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율이 더 향상될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 43] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 1에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 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, DS-205 (두산社) (80 nm)/NPB (15 nm)/ 합성예 1의 화합물 C 1(15nm)/ADN + 5 % DS-405 (두산社) (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
사용된 BCP는 실시예 1에 기재된 바와 같고, NPB 및 ADN의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014009091-appb-I000067
Figure PCTKR2014009091-appb-I000068
[실시예 44 ~ 63] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 43에서 화합물 C 1 대신 합성예 2 내지 21 에서 각각 합성된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 43과 동일하게 수행하여 청색 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 43에서 화합물 C 1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 43과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예 3]
실시예 43 ~ 63 및 비교예 3 에서 제작한 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압 및 전류효율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
표 3
발광 재료 구동 전압(V) 전류효율(cd/A)
실시예 43 C 1 5.58 7.1
실시예 44 C 3 5.55 6.8
실시예 45 C 5 5.62 6.5
실시예 46 C 12 5.60 7.2
실시예 47 C 14 5.50 6.7
실시예 48 C 20 5.50 7.0
실시예 49 C 21 5.60 6.5
실시예 50 C 24 5.55 6.7
실시예 51 C 25 5.55 6.9
실시예 52 C 28 5.60 6.8
실시예 53 C 29 5.60 6.4
실시예 54 C 36 5.50 6.6
실시예 55 C 37 5.50 6.0
실시예 56 C 52 5.65 6.8
실시예 57 C 53 5.55 7.1
실시예 58 C 76 5.60 6.8
실시예 59 C 77 5.60 7.5
실시예 60 C 96 5.55 7.0
실시예 61 C 97 5.51 7.1
실시예 62 C 112 5.50 6.9
실시예 63 C 121 5.55 6.8
비교예 1 - 5.6 4.8
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 보조층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 43 내지 63 에서 각각 제조된 청색 유기 전계 발광 소자)는, 발광 보조층 없이 종래의 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 3의 유기 전계 발광 소자)와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 3의 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율이 더 향상될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속하는 것은 당연하다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000069
    (상기 화학식 1에서,
    Y1 및 Y2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 CR11이고, 이때 CR11이 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고,
    R1과 R2, R2와 R3, 또는 R3와 R4 중 하나는 서로 결합하여 하기 화학식 2로 표시되는 축합 고리를 형성하고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000070
    X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    다만 X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이고, 이때 N(Ar1)이 복수인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며, Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 상이하며, 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 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 혹은 비치환의 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되고,
    다만, 하나 이상의 Ar1 중 적어도 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 치환체이며,
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000071
    L은 단일 결합이거나, 또는 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴렌기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있으며,
    Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하며, 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, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합 방향족환 또는 축합 헤테로방향족환을 형성할 수 있으며,
    R1 내지 R4 중 상기 화학식 2의 축합 고리를 형성하지 않는 것과 R5 내지 R8 및 R11은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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 군으로부터 선택되고;
    상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기, 상기 Ra 및 Rb의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와, Ar1 내지 Ar5, R1 내지 R8, R11의 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, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있음).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000072
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000073
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000074
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000075
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000076
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000077
    (상기 화학식 4 내지 9에서,
    X1, X2, Y1, Y2 및 R1 내지 R8 은 각각 청구항 1에서 정의된 바와 같음).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-42 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000078
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000079
    (상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-42에서,
    Ar1, R1 내지 R8 및 R11 은 각각 청구항 1에서 정의된 바와 같고,
    Ar1이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이하고,
    R11이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이함).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 치환체는 하기 치환체 U1 내지 U91으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000080
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000081
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000082
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000083
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000084
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000085
  5. 제1항에 있어서,
    R5 내지 R8 중 적어도 하나는 하기 화학식 10으로 표시되는 치환체인 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000086
    상기 화학식 10에서,
    L1 은 단일 결합이거나, 혹은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴렌기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    X3 는 O, S, Se, N(Ar6), C(Ar7)(Ar8) 및 Si(Ar9)(Ar10)로 이루어진 군에서 선택되고,
    Ar6 내지 Ar10은 서로 동일하거나 상이하며, 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 아릴옥시기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴실릴기, 치환 혹은 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴보론기, 치환 혹은 비치환된 C6~C60의 아릴포스핀기, 치환 혹은 비치환의 C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴아민기로 구성된 군으로부터 선택되며,
    R21 내지 R26 은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합방향족환 또는 축합헤테로방향족환을 형성할 수 있으며,
    상기 L1 에서 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, Ar6 내지 Ar10 및 R21 내지 R26 에서 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, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있음).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 10으로 표시되는 치환체는 하기 화학식 10a 내지 화학식 10h 중 어느 하나로 표시되는 치환체인 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 10a]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000087
    [화학식 10b]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000088
    [화학식 10c]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000089
    [화학식 10d]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000090
    [화학식 10e]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000091
    [화학식 10f]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000092
    [화학식 10g]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000093
    [화학식 10h]
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000094
    상기 화학식 10a 내지 화학식 10g에서,
    X3 및 R21 내지 R26 은 각각 청구항 5에서 정의된 바와 같고,
    R27 내지 R29 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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 선택되거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 축합방향족환 또는 축합헤테로방향족환을 형성할 수 있고,
    n은 0 내지 2의 정수이며,
    m은 0 내지 5의 정수임).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 X1 및 X2는 모두 N(Ar1)이고,
    이때 복수의 N(Ar1)은 서로 동일하거나 상이하며,
    Ar1은 제1항에서 정의한 바와 같은 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 C 1 내지 C 139로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000095
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000096
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000097
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000098
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000099
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000100
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000101
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000102
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000103
    Figure PCTKR2014009091-appb-I000104
  9. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 발광층, 정공 수송층 또는 발광 보조층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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