WO2015099438A1 - 유기발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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WO2015099438A1
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최태진
연규만
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    • H10K50/15—Hole transporting layers

Definitions

  • the present invention relates to a novel organic light emitting compound and an organic electroluminescent device using the same, and more particularly, by including a novel organic light emitting compound having excellent light emitting ability, hole transporting ability, and electron transporting ability, and the compound in at least one organic material layer.
  • the present invention relates to an organic EL device having improved luminous efficiency, 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 structure of a device used in an OLED includes an anode, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and a cathode.
  • a thin film layer is formed by resistance heating thermal deposition in a high vacuum state.
  • the hole transport layer and the electron transport layer are materials that facilitate the transport of holes and electrons to improve the efficiency of the device and increase the life of the device.
  • Common organic electroluminescent devices are stacked in order of anode / hole injection layer (HIL) / hole transport layer (HTL) / light emitting layer (EML) / hole blocking layer (HBL) / electron transport layer (ETL) / electron injection layer (EIL) / cathode Structure is shown.
  • ITO indium tin oxide
  • HOMO Morecular Orbital
  • LUMO Large Unoccupied Molecular Orbitar
  • the moved holes and electrons recombine electrons and holes in the emission layer through the hole transport layer and the electron transport layer to form electron exciton pairs to form molecular excitons.
  • the carrier which has not been recombined is a non-recombinable current directed to the opposite electrode and becomes a current component which does not contribute to light emission.
  • a fluorescent material is usually used, singlet excitons contribute to light emission (however, when a phosphorescent material is used, triplet excitons contribute to light emission).
  • the singlet excitons generated by the current excitation in this way are in the same excited state in principle with the singlet excitons generated by the photoexcitation.
  • singlet excitons are returned to the ground state through the emission or non-emission process (heat emission) by energy radiation.
  • the emitted light emits light from the surface of the glass substrate via the organic thin film and the transparent electrode, and is observed as EL light emission in our eyes.
  • the materials used in the hole injection layer and / or hole transport layer of the organic electroluminescent device is an aromatic amine or carbazole derivatives.
  • the material initially reported by Kodak was a material- (TAPC) which combined triphenylamine (TPA) with cyclohexyl. Since then, the most widely used hole transport material has been introduced from the research group at Kyushu University as the aforementioned triphenylamine dimer (TPD) and widely used worldwide. However, they showed insufficient characteristics in terms of durability including lifetime.
  • the electroluminescent device using a hole injection layer or a hole transport layer including a carbazole derivative known until now has a lot of difficulties in practical use due to the high driving voltage, low efficiency and short lifespan.
  • 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) or (2).
  • o 0 to 2
  • p and q are each independently 1 or 2
  • L 1 and L 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 50 aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 heteroatoms, substituted or unsubstituted A C 6 to C 50 arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms,
  • X, Y, and Z are the same as or different from each other, and are each independently CR 13 or N, where a plurality of R 13 are the same as or different from each other when CR 13 is plural,
  • R 1, R 2 , and R 13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkene Nyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkylamine group, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 arylamine groups, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 heteroalkylamine groups, substituted or unsubstituted C 6 to C 40
  • C 1 ⁇ C 40 Alkyl group In the L 1 ⁇ L 2 , R 1 , R 2 And R 13 , C 1 ⁇ C 40 Alkyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 Aryl group, nuclear atoms heteroaryl of 5 to 40 group, C 6 ⁇ C 40 of the aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 40 aryl amine group, a C 3 ⁇ cycloalkyl of C 40 alkyl, nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 1 ⁇ C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 40 group of the arylboronic, C 6 ⁇ aryl of C 40 is a phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, C 6 ⁇ C 40
  • the present invention provides a compound represented by the following formula (8).
  • p and q are each independently 1 or 2
  • L 1 and L 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 50 arylene group or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms,
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted or unsubstituted Substituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkylamine group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group , Substituted or unsubstituted C 1 to C 40 heteroalkylamine group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 hetero
  • R a is a C 5 -C 30 heteroaryl group or C 6 -C 30 aryl group containing at least one hetero atom of S, N, O, P and Si, wherein the heteroaryl group and aryl group are each independently C Unsubstituted or substituted with a 1 -C 30 alkyl group,
  • C 1 ⁇ C 40 Alkyl group In the L 1 ⁇ L 2 , R 1 , R 2 and R a , C 1 ⁇ C 40 Alkyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 Aryl group, nuclear atoms heteroaryl of 5 to 40 group, C 6 ⁇ C 40 of the aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 40 aryl amine group, a C 3 ⁇ cycloalkyl of C 40 alkyl, nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 1 ⁇ C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 40 group of the arylboronic, C 6 ⁇ aryl of C 40 is a phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, C 6 ⁇ C 40
  • the present invention includes an anode, a cathode, and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic layer is represented by the formula (1), (2), and (8). It provides an organic electroluminescent device characterized in that it comprises any one of the compounds.
  • 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, a light emitting auxiliary layer, and a light emitting layer, and is preferably used as a hole transporting layer and / or a light emitting layer material.
  • the compound according to the present invention has excellent light emitting ability, electron transporting ability and hole transporting ability. Therefore, the organic EL device including the same may greatly improve characteristics such as light emission performance, driving voltage, and lifetime, and thus may be effectively applied to a full color display panel.
  • the novel organic light emitting compound according to the present invention has a structure represented by the above formula (1), (2) or (8) by connecting various substituents, especially N-containing heterocycles, aromatic rings, etc. to the oxanthrene base nucleus.
  • the compounds of Formulas 1 to 2 and 8 may be organic material layers of organic electroluminescent devices, preferably light emitting layer materials (phosphorescent host materials), hole transport layer materials and hole injection layer materials, and more preferably light emitting layer materials (phosphorescent host materials). ), Can be used as a hole transport layer material.
  • the compound of Formulas 1 to 2 or 8 may be used as an electron transport layer material or the like by selectively introducing an appropriate substituent.
  • the compound represented by Formula 1 or 2, or 8 is a variety of aromatic ring (aromatic ring) substituents are introduced to significantly increase the molecular weight of the compound, the glass transition temperature can be improved, thereby the conventional CBP ( 4,4-dicarbazolybiphenyl) may have a higher thermal stability. Furthermore, the organic EL device containing the compound according to the present invention can be effectively improved in durability and lifespan, even in suppressing crystallization of the organic material layer.
  • the compound represented by the formula (1), (2) or (8) of the present invention when adopted as a material for the hole injection / transport layer of the organic EL device, blue, green and / or red phosphorescent host material, efficiency and It can have an excellent effect on the service life. Therefore, the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 2 or 8 of the present invention can greatly contribute to improving the performance and lifespan of the organic EL device, and the improvement of the life of the organic EL device brings about the maximization of the performance in the full color organic light emitting panel. Can be.
  • the compounds represented by the formulas (1) to (2) or (8) of the present invention have a structure in which an N-containing heterocycle, an aromatic ring, and the like are connected to an oxanthrene parent nucleus.
  • a symmetry structure or an asymmetry structure may be represented depending on the type of substituents introduced into the oxanthrene mother nucleus and the introduction position, and a double asymmetric structure is preferable.
  • a linker such as phenyl is introduced to the amine side to the oxatrene mother nucleus to improve the hole transport ability, and the group has a high triplet energy by connecting a group such as carbazole to the other side. .
  • m is 0 and n may be 1.
  • a and b are each 0 to 2, o is 0 to 2, and p and q are each independently 1 or 2;
  • L 1 and L 2 are the same as or different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 50 aryl group, a nuclear atom of 5 to 60 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 50 An arylene group or a heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms.
  • L 1 and L 2 are each independently a C 6 ⁇ C 50 aromatic ring group or a nuclear aromatic 5 to 60 heteroaromatic ring system substituted with one or more R 1 or R 2 .
  • L 1 may be substituted with one or more R 1
  • L 2 may be substituted with one or more R 2 .
  • aromatic ring system or the heteroaromatic ring system as L 1 and L 2 include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, triphenylene, phenanthrene, fluorene, glycene, dibenzothiophene, Dibenzofuran, benzofuran, benzothiophene, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxatriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, Pyrazine, triazine, indole, benzimidazole, indazole, benzoxazole, benzisoxazole, benzothiazole, quinoline, isoquinoline, cinnoline, quinazoline, quinoxaline, naphthyridine, phthalazine,
  • L 1 may be the same as described in Formula 1 above.
  • L 2 may be a linker of a conventional divalent group known in the art.
  • L 2 may be a C 6 to C 50 arylene group, or a heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms, and more specifically, a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group, and an indenylene group , Pyranthylene groups, carbazolylene groups, thiophenylene groups, indolylene groups, furinylene groups, quinolinylene groups, pyrroylene groups, imidazolylene groups, oxazolylene groups, thiazolylene groups, triazolylene groups, pyridines Diylene groups, pyrimidinylene groups, and the like.
  • L 2 is preferably phenylene or
  • X, Y, and Z are the same as or different from each other, and are each independently CR 13 or N, where a plurality of R 11 are the same or different from each other when CR 13 is plural.
  • R 1 , R 2 and R 13 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted or unsubstituted Substituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkylamine group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group , Substituted or unsubstituted C 1 to C 40 heteroalkylamine group, substituted or unsubstituted
  • R 1 is preferably carbazole, dibenzothiophene or dibenzofuran substituted with one or more R, wherein when R is plural, R is the same as or different from each other, wherein R is It is preferably at least one selected from the group consisting of hydrogen, phenyl and triazine.
  • R 2 is a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkylamine group or a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 It is preferably an arylamine group, more preferably substituted or unsubstituted C 1 ⁇ An alkylamine group of C 7 or a substituted or unsubstituted C 6 to C 7 arylamine group.
  • L 1 ⁇ L 2 R 1 ⁇ R 2 and R 13, is described moiety
  • the term "unsubstituted or substituted" for example as a C alkyl group of 1 ⁇ C 40, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group , C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, an aryloxy group of nuclear atoms aryl of from 5 to 40 heteroaryl group, a C 6 ⁇ C 40, alkyloxy group of C 1 ⁇ C 40 of, C 6 ⁇ C 40 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 ⁇ C 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, aryl of C 6 ⁇ C 40 boron group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group,
  • Compound represented by the formula (1) of the present invention can be more specific to any one of the compounds represented by the following formula (3) to (5).
  • R a and R b are the same as or different from each other, and each independently a heteroaryl group of C 5 -C 30 or an aryl of C 6 -C 30 containing at least one hetero atom of S, N, O, P and Si;
  • the heteroaryl group and the aryl group may be each independently substituted or unsubstituted with a C 1 -C 30 alkyl group, or they may be optionally bonded to each other to form a ring,
  • R 3 to R 5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted Or unsubstituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 Aryloxy group of -C 40 , substituted or unsubstituted C 1 -C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 3 -C 40 cycloalkyl group, and substituted or unsubstituted heteroatoms having 3 to 40 heteroatoms Or a group which forms a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed hetero
  • the R 3 to R 5 is the same as or different from each other, and each independently preferably an aromatic ring system or a heteroaromatic ring system. More specific examples of the aromatic ring system or heteroaromatic ring system include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, triphenylene, phenanthrene, fluorene, chrysen, dibenzothiophene, carbazole, dibenzofuran, Benzofuran, benzothiophene, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxtriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine , Indole, benzimidazole, indazole, benzoxazole, benzisoxazole, benzothiazole, quinoline,
  • m is 0, n is 1, p and q are each 1, L 1 and L 2 are each independently phenyl or biphenyl, and R 1 is a carba substituted with one or more R Sol, dibenzothiophene, or dibenzofuran, wherein when R is plural, the plurality of Rs are the same or different from each other, and are each independently selected from the group consisting of hydrogen, phenyl, and triazine, and R 2 is is a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 7 alkyl aryl amine group of the amine group, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 7 is preferred.
  • R a and R b are the same as or different from each other, and each independently phenyl, biphenyl, dimethyl florene, or dibenzofuran, and R 3 to R 5 is the same as or different from each other, and each independently is preferably carbazole, dibenzothiophene or dibenzofuran.
  • the compound represented by the formula (2) of the present invention may be more specific with any one of the compounds represented by the following formula (6) or formula (7).
  • X, Y, Z, p are the same as defined in the formula 1 to 2,
  • R 6 to R 8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted Or unsubstituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 Aryloxy group of -C 40 , substituted or unsubstituted C 1 -C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 3 -C 40 cycloalkyl group, and substituted or unsubstituted heteroatoms having 3 to 40 heteroatoms Or a group which forms a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed hetero
  • R 6 to R 8 are preferably each the same or different, above-mentioned R 3 ⁇ R 5 and each independently represents a sealed aromatic ring system or heteroaromatic ring as shown. More specific examples of the aromatic ring system or heteroaromatic ring system include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, triphenylene, phenanthrene, fluorene, chrysen, dibenzothiophene, carbazole, dibenzofuran, Benzofuran, benzothiophene, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxtriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine , Indole, benzimidazole, indazole, benzoxazole, benzisoxazole,
  • m is 0, n is 1, L 2 is phenylene or biphenylene, and R 1 is carbazole, dibenzothiophene or dibenzofuran Do.
  • L 1 and L 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 50 arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 heteroatoms, It may be the same as the definition part of the formula (1) -2.
  • L 1 and L 2 may be a conventional divalent group linker known in the art, and more specific examples thereof include a phenylene group, a biphenylene group, and a naphthylene group. , Anthracenylene group, indenylene group, pyrantrenylene group, carbazolylene group, thiophenylene group, indolylene group, furinylene group, quinolinyl group, pyrrolyylene group, imidazolylene group, oxazolylene group, thia A zolylene group, a triazolylene group, a pyridinylene group, a pyrimidinylene group, etc. are mentioned.
  • L 1 and L 2 are the same as or different from each other, and preferably each independently phenylene or biphenylene.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted or unsubstituted Substituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkylamine group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group , Substituted or unsubstituted C 1 to C 40 heteroalkylamine group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 hetero
  • R a is a C 5 -C 30 heteroaryl group or C 6 -C 30 aryl group containing at least one hetero atom of S, N, O, P and Si, wherein the heteroaryl group and aryl group are each independently C Unsubstituted or substituted with a 1 -C 30 alkyl group,
  • C 6 ⁇ C 50 Arylene group, 5 to 60 nuclear arylene group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, nuclear atom 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyl Oxy group, C 6 to C 40 arylamine group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 to C 40 alkylsilyl group, C 1 to C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 40 group of the arylboronic, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 40 aryl phosphine oxide group, C 6 ⁇ C 40 aryl silyl group, C 6 ⁇
  • the compound represented by the formula (8) of the present invention may be more embodied in any one of the compound represented by the following formula (9) or formula (10).
  • R a is the same as defined in Formula 8,
  • R 9 to R 12 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted Or unsubstituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 Aryloxy group of -C 40 , substituted or unsubstituted C 1 -C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 3 -C 40 cycloalkyl group, and substituted or unsubstituted heteroatoms having 3 to 40 heteroatoms Or a group which forms a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed hetero
  • the R 9 to R 12 are the same as or different from each other, and each independently preferably represents a conventional aromatic ring system or heteroaromatic ring system known in the art. More specific examples of the aromatic ring system or heteroaromatic ring system include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, triphenylene, phenanthrene, fluorene, chrysen, dibenzothiophene, carbazole, dibenzofuran, Benzofuran, benzothiophene, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxtriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine , Indole, benzimidazole, indazole, benzoxazole, benzisoxazole, benzothiazole
  • R 1 to R 12 , and R a to R b are each independently selected from hydrogen or a substituent group represented by the following S1 to S204, but are not limited thereto.
  • unsubstituted alkyl is a straight or branched chain saturated hydrocarbon of 1 to 40 (10) carbon atoms, examples of which are methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, Hexyl and the like.
  • Unsubstituted aryl means an aromatic moiety having 6 to 40 (8) carbon atoms, singly or in combination of two or more rings. Two or more rings may be attached in a simple or condensed form with one another.
  • Unsubstituted heteroaryl means a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic moiety having 5 to 40 (8) nucleoatoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons is N, Substituted by heteroatoms such as O and S. It is understood that two or more rings may be attached in a simple or condensed form with each other, and further include condensed forms with aliphatic rings or aromatic rings.
  • 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. Detailed synthesis procedures for the compounds of the present invention will be described in detail in the synthesis examples described below.
  • organic electroluminescent device comprising the compound represented by the formula (1) according to the present invention.
  • the organic electroluminescent device includes an anode; Cathode; And one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic material layers is a compound represented by Chemical Formulas 1 to 2 or 8, preferably Chemical Formulas 3 to 7 and Chemical Formula It is characterized by including any one of 9-10.
  • the compound may include one kind or two or more kinds.
  • 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 layer, an electron transport layer and an electron injection layer, wherein at least one organic material layer may include a compound represented by Formula 1 to 2 or 8. have.
  • the organic material layer including the compound of Formulas 1 to 2 or 8 may be a light emitting layer, a light emitting auxiliary layer, a hole transport layer and / or an electron transport layer.
  • the compound represented by Chemical Formulas 1 to 2 or 8 according to the present invention may be used as the light emitting auxiliary layer.
  • the light emitting auxiliary layer comprising the compound of Chemical Formulas 1 to 2 or 8 is included between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the compound may be a phosphorescent auxiliary layer.
  • the luminous efficiency, luminance, power efficiency, thermal stability and lifespan of the device may be improved due to the compound.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescent device according to the present invention may contain a host material, and at this time, any one of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 2 or 8 may be used as the host material.
  • the coupling force between the holes and the electrons in the light emitting layer is increased, so that efficiency (light emitting efficiency and power efficiency), lifetime, luminance, driving voltage, etc.
  • An excellent organic electroluminescent device can be provided.
  • the compound represented by Chemical Formulas 1 to 2 or 8 may be included in the organic light emitting device as a blue, green and / or red phosphorescent host, a fluorescent host, or a dopant material. It can also be used as a dopant material.
  • the structure of the organic EL device according to the present invention is not particularly limited, and may be, for example, a structure in which one or more organic layers are laminated between the electrodes.
  • Non-limiting examples thereof include (i) an anode, a light emitting layer, a cathode; (ii) an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a cathode; Or (iii) an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, or a cathode.
  • the organic EL device according to the present invention may not only have a structure in which an anode, one or more organic material layers, and a cathode are sequentially stacked, but an insulating layer or an adhesive layer may be inserted at an interface between an electrode and an organic material layer.
  • the organic EL device according to the present invention is an organic material layer using materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer is formed to include the compound represented by the general formulas (1) to (2) or (8). And by forming an electrode.
  • the organic material layer including the compound represented by Chemical Formulas 1 to 2 or 8 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 usable in the present invention is not particularly limited, and a silicon wafer, quartz, glass plate, metal plate, plastic film or sheet can be used.
  • 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, but are not limited to these.
  • the hole injection layer, the hole transport layer and the electron transport layer is not particularly limited, and conventional materials known in the art may be used.
  • a glass substrate coated with ITO (Indium tin oxide) having 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 compound synthesized in Synthesis Example (2-10, 25-28, 33) was used instead of the compound cpd1 in Example 1.
  • a green organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound cpd1 was not used in Example 1.
  • Example 1 Luminous material Driving voltage (V) Emission Peak (nm) Current efficiency (cd / A)
  • V Emission Peak
  • cd / A Current efficiency
  • Example 1 Cpd1 6.80 521 42.0
  • Example 2 Cpd2 6.85 518 41.9
  • Example 3 Cpd3 6.80 520 41.5
  • Example 4 Cpd4 6.90 518 41.8
  • Example 5 Cpd5 6.85 520 41.8
  • Example 6 Cpd6 6.80 519 41.5
  • Example 7 Cpd7 6.90 518 41.8
  • Example 8 Cpd8 6.85 520 41.5
  • Example 9 Cpd9 6.80 519 41.9
  • Example 10 Cpd10 6.90 518 41.8
  • Example 11 Cpd25 6.70 520 41.6
  • Example 12 Cpd26 6.75 518 42.0
  • Example 13 Cpd27 6.85 520 43.0
  • Example 14 Cpd28 6.90 519 42.8
  • Example 15 Cpd33 6.70 518 41.5
  • the green organic EL device of Examples 1 to 15 using the compound represented by Formula 1 according to the present invention as a light emitting auxiliary layer material only the conventional CBP as a material of the light emitting layer without a light emitting auxiliary layer
  • the driving voltage was similar to that of the green organic electroluminescent device of Comparative Example 1, it was found that the luminous efficiency and the current efficiency were further improved compared to the green organic electroluminescent device of Comparative Example 1.
  • 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 Powersonic 405, Hwasin Tech
  • a red organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 16, except that the compound synthesized in Synthesis Example (2-10, 25-28, 33) was used instead of the compound cpd1 in Example 16.
  • a red organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 16, except that Compound cpd1 was not used in Example 16.
  • the red organic electroluminescent device of Examples 16 to 30 using the compound represented by Formula 1 according to the present invention as a light emitting auxiliary layer material only the conventional CBP as a material of the light emitting layer without a light emitting auxiliary layer
  • the driving voltage was similar to that of the red organic electroluminescent device of Comparative Example 2 used, it was found that the current efficiency is more improved than that of the red organic electroluminescent device of Comparative Example 2.
  • 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 Powersonic 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 21, except that the compound synthesized in Synthesis Example (2-10, 25-28, 33) was used instead of the compound cpd 1 in Example 31.
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 31, except that Compound cpd1 was not used in Example 31.
  • the driving voltage was similar to that of the organic EL device, it was found that the current efficiency was further improved as compared with the organic EL device of Comparative Example 3.
  • 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
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that CBP was used instead of the compound Cpd11 as a light emitting host material when forming the emission layer.
  • Example 46 Cpd 2 6.78 517 41.4
  • Example 47 Cpd 4 6.61 516 41.3
  • Example 48 Cpd 6 6.63 516 40.5
  • Example 49 Cpd 11 6.61 515 41.2
  • Example 50 Cpd 13 6.61 517 40.6
  • Example 51 Cpd 15 6.77 516 42.0
  • Example 52 Cpd 16 6.78 515 40.5
  • Example 53 Cpd 17 6.60 516 41.2
  • Example 54 Cpd 18 6.79 517 41.3
  • Example 55 Cpd 20 6.65 516 40.2
  • Example 56 Cpd 21 6.77 515 41.1
  • Example 58 Cpd 23 6.62 517 40.2
  • Example 59 Cpd 24 6.63 518 40.5
  • Example 60 Cpd 29 6.61 516 41.3
  • Example 61 Cpd 30 6.63 516 40.5
  • Example 62 Cpd 31 6.61 515 41.2
  • Example 63 Cpd 32 6.63 517 4
  • Example 64 Conducted using, as shown in Table 4, the compound (Cpd2, 4, 6, 11 , 13, 15 ⁇ 18, 20 ⁇ 24, 29 ⁇ 33) according to the present invention as a green light-emitting layer of the organic EL device Example 46 to It was found that the organic EL device of Example 64 exhibited better performance in terms of efficiency and driving voltage as compared with the green organic EL device of Comparative Example 4 using conventional CBP.

Landscapes

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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

유기발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규의 유기발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광능, 정공 수송능, 전자 수송능이 우수한 신규의 유기발광 화합물, 및 상기 화합물을 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 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 적층 구조의 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.
OLED에 사용되는 소자의 구조는 양극(anode), 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 음극(cathode)이 있는데 이러한 박막층 등은 고진공 상태에서 저항 가열식 열증착에 의하여 형성된다. 정공 수송층과 전자 수송층은 정공과 전자의 수송을 용이하게 하여 소자의 효율을 개선시키며 장치의 수명을 증가시키는 재료이다. 일반적인 유기전계발광 소자는 양극/정공주입층(HIL)/정공수송층(HTL)/발광층(EML)/정공차단층(HBL)/전자수송층(ETL)/전자주입층(EIL)/음극 순으로 적층된 구조를 나타낸다.
이러한 구조의 유기전계발광소자에 전기장이 가해지면 양극인 ITO(Indium- Tin Oxide) 전극에서 유기층의 HOMO (Highest Occupied Morecular Orbital) 준위로 정공이 주입되고, 음극에서는 유기층의 LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbitar) 준위로 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 전계 구배(전압 차이)를 구동력으로 하여 인접 분자 사이에서 전자 교환(산화/환원)을 일으키며 캐리어들은 반대 전극으로 이동하여 간다. 이동되어진 정공과 전자는 정공수송층과 전자수송층을 거쳐 발광층에서 전자와 정공이 재결합하여 전자·정공쌍을 만들어 분자 여기자(exciton)를 형성하게 된다. 한편 재결합하지 않은 캐리어는 반대편 전극으로 향하는 비재결합성의 전류로서 발광에는 기여하지 않는 전류 성분이 된다. 여기서, 전류로 생성된 여기자에는 일중항 여기자(singlet exiton)와 삼중항 여기자(triplet exiton)가 존재한다. 보통 형광 재료를 사용한 경우에는 일중항 여기자가 발광에 기여하게 된다 (다만, 인광 재료를 사용한 경우에는 삼중항 여기자가 발광에 기여한다).
이와 같이 전류 여기로 생성된 일중항 여기자는 광 여기로 생성된 일중항 여기자와 원리적으로는 같은 여기 상태이다. 결국 일중항 여기자는 에너지 방사에 의해 발광 또는 비발광 과정(열방출)을 거쳐 기저상태로 돌아오게 된다. 발광된 빛은 유기 박막, 투명 전극을 거쳐 유리 기판 표면에서 빛을 방사하여 우리들의 눈에 EL 발광으로 관측된다.
한편, 유기 전계 발광소자의 정공주입층 및/또는 정공수송층에 사용되는 물질의 대부분은 방향족 아민이나 카바졸 유도체이다. 코닥사가 초기에 보고한 재료는 트리페닐아민 (TPA)을 시클로헥실로 결합한 재료-(TAPC)이었다. 그 후 가장 많이 활용된 정공 수송 재료는 앞에서 설명한 트리페닐아민 이량체 (TPD)로서 규슈대학의 연구 그룹으로부터 소개되어 세계적으로 널리 사용되었다. 그러나 수명을 포함한 내구성의 면에서는 불충분한 특성을 나타내었다. 구동 전류의 줄 열(Joule Heat)에 의해 소자 온도가 상승하고 정공수송층의 유리 전이 온도 (Tg)에 근접하면 분자 운동이 활발하여 분자 간의 응집 현상에 의해 정공 수송층의 막 구조가 변화되거나 결정화가 일어난다. 박막 구조의 변화는 소자에서 치명적이고, 전극 계면에서 접촉 불량 또는 박막 자체의 불균일화에 의해 구동 전압의 증가와 발광 휘도의 저하를 일으킨다. 또한 이제까지 알려진 카바졸 유도체를 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 이용한 전계발광소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 실용화하는 데에 많은 어려움이 있었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0041040호
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 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 1
Figure PCTKR2014012780-appb-C000001
화학식 2
Figure PCTKR2014012780-appb-C000002
상기 화학식 1 또는 2에서,
a는 0~2이고; b는 0~2이고;
m는 0~2이고; n는 0~2이고; m+n=1 이상이고;
o는 0~2이고,
p와 q는 각각 독립적으로 1 또는 2이며,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기이며,
X, Y, 및 Z는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 CR13 또는 N이며, 이때 CR13가 복수인 경우 복수의 R13는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
여기서 R1, R2, 및 R13은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 헤테로 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 헤테로 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 L1~L2, R1, R2 및 R13에서, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C40의 아릴실릴기, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기가 치환될 경우는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
또한 본 발명은 하기 화학식 8로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 8
Figure PCTKR2014012780-appb-C000003
상기 화학식 8에서,
c는 0~2이고; d는 0~2이고;
p와 q는 각각 독립적으로 1 또는 2이며,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기이거나 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기이며,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 헤테로 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 헤테로 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
Ra는 S, N, O, P 및 Si 중 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C5-C30의 헤테로아릴기 또는 C6-C30의 아릴기로서, 상기 헤테로아릴기와 아릴기는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬기로 치환되거나 또는 비치환되며,
상기 L1~L2, R1, R2 및 Ra에서, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C40의 아릴실릴기, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기가 치환될 경우는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
아울러, 본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1, 화학식 2, 및 화학식 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나를 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
상기 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층, 발광보조층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되며, 바람직하게는 정공 수송층 및/또는 발광층 재료로 사용된다.
본 발명에 따른 화합물은 우수한 발광능, 전자 수송능 및 정공 수송능을 가지고 있다. 따라서, 이를 포함하는 유기 EL 소자는 발광성능, 구동전압, 수명 등의 특성이 크게 향상될 수 있으므로, 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
<신규화합물>
본 발명에 따른 신규 유기발광 화합물은 옥산트렌(oxanthrene)계 모핵에 다양한 치환체, 특히 N-함유 헤테로환, 방향족 고리 등이 연결되어 상기 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 8로 표시되는 구조를 가진다.
이러한 화합물은 전술한 구조를 통해 충분히 높은 삼중항 에너지 레벨을 달성하여 소자의 인광 특성을 향상시킴과 동시에, 정공 주입/수송 능력, 발광 효율, 구동 전압, 수명 특성, 내구성 등을 향상시킬 수 있으며, 또한 도입되는 치환체의 종류에 따라 전자 수송 능력 등도 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1~2, 8의 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(인광 호스트 재료), 정공 수송층 재료 및 정공 주입층 재료, 보다 바람직하게는 발광층 재료(인광 호스트 재료), 정공 수송층 재료로 사용될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1~2 또는 8의 화합물은 선택적으로 적절한 치환체를 도입함으로써, 전자 수송층 재료 등으로도 사용될 수 있다.
아울러, 상기 화학식 1~2, 또는 8로 표시되는 화합물은 다양한 방향족 환(aromatic ring) 치환체가 도입되어 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리전이온도가 향상될 수 있고, 이로 인해 종래 CBP(4,4-dicarbazolybiphenyl)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 나아가, 유기물층의 결정화 억제에도 효과적으로, 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 EL 소자는 내구성 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다.
아울러, 본 발명의 화학식 1~2, 또는 8로 표시되는 화합물을 유기 EL 소자의 정공 주입/수송층의 재료로, 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 발명의 화학식 1~2, 또는 8로 표시되는 화합물은 유기 EL 소자의 성능 개선 및 수명 향상에 크게 기여할 수 있으며, 이러한 유기 EL 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널에서의 성능 극대화를 가져올 수 있다.
본 발명의 화학식 1~2, 또는 8로 표시되는 화합물은 옥산트렌(oxanthrene) 모핵에 특히 N-함유 헤테로환, 방향족 고리 등이 연결되는 구조를 가진다. 이때 옥산트렌 모핵에 도입되는 치환체 종류 및 도입 위치에 따라 대칭(symmetry) 구조 또는 비대칭(asymmetry) 구조를 나타낼 수 있으며, 이중 비대칭 구조가 바람직하다. 특히, 본 발명에서는 옥사트렌 모핵에 페닐 등의 연결기(linker)를 아민쪽에 도입하여 정공 수송 능력을 보다 더 좋게 하며, 다른 쪽에 카바졸 등의 그룹을 연결하여 상기 화합물이 높은 삼중항 에너지를 갖도록 한다.
본 발명에 따른 화학식 1 또는 2에서, m과 n은 각각 0~2이며, 이때 m+n=1 이상이다. 바람직하게는 m은 0이고, n은 1일 수 있다.
또한 a와 b는 각각 0~2이며, o는 0~2이고, p와 q는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
본 발명에서 L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C50의 아릴렌기, 또는 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기이다.
상기 화학식 1에서, L1 및 L2는 각각 독립적으로 하나 이상의 R1 또는 R2로 치환되는 C6~C50의 방향족 고리기 또는 핵원자수 5 내지 60의 헤테로 방향족 고리계이다. 상기 화학식 1에 기재된 바와 같이, L1은 하나 이상의 R1으로 치환되고, L2는 하나 이상의 R2로 치환될 수 있다.
여기서, 상기 L1 및 L2로서 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계의 보다 구체적인 예로는 페닐, 바이페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 펜안트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 벤조푸란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군 중에서 선택된다. 본 발명의 화학식 1에서, 상기 L1 및 L2은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 페닐 또는 바이페닐인 것이 바람직하다.
본 발명의 화학식 2에서, L1은 전술한 화학식 1에 기재된 바와 동일할 수 있다. 한편 n과 o가 모두 0이 아닌 경우, L2는 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(Linker)일 수 있다. 상기 L2는 C6~C50의 아릴렌기, 또는 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 등이 있다. 상기 화학식 2에서 n과 o가 모두 0이 아닌 경우, L2는 페닐렌 또는 바이페닐렌인 것이 바람직하다.
X, Y, 및 Z는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 CR13 또는 N이며, 이때 CR13가 복수인 경우 복수의 R11는 서로 동일하거나 또는 상이하다.
또한, 상기 R1, R2 및 R13은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 헤테로 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 헤테로 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에서, 상기 R1은 하나 이상의 R로 치환된 카바졸, 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란이 바람직하며, 이때 R이 복수인 경우 복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 여기서 상기 R은 수소, 페닐 및 트리아진으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 R2는 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기 또는 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 치환 또는 비치환된 C1~C7의 알킬아민기 또는 치환 또는 비치환된 C6~C7의 아릴아민기이다.
전술한 L1~L2, R1~R2 및 R13에서, '치환 또는 비치환된 '이라는 용어가 기재된 모이어티, 일례로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C40의 아릴실릴기, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 이때 복수 개의 치환기가 도입되는 경우 복수 개의 치환기는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 화학식 5로 표시되는 화합물 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다.
화학식 3
Figure PCTKR2014012780-appb-C000004
(m=0, n=1)
화학식 4
Figure PCTKR2014012780-appb-C000005
(m=0, n=1)
화학식 5
Figure PCTKR2014012780-appb-C000006
(m=1, n=0)
상기 화학식 3 내지 화학식 5에서,
Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 S, N, O, P 및 Si 중 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C5-C30의 헤테로아릴기 또는 C6-C30의 아릴기로서, 상기 헤테로아릴기와 아릴기는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬기로 치환되거나 또는 비치환되며, 또는 이들은 임의적으로 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
R3 내지 R5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기일 수 있다.
본 발명에서, 상기 R3 내지 R5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계인 것이 바람직하다. 상기 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계의 보다 구체적인 예로는, 페닐, 바이페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 펜안트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조푸란, 벤조푸란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군 중에서 선택된다.
본 발명의 바람직한 일례를 들면, m은 0, n은 1이며, p와 q는 각각 1이며, L1 및 L2은 각각 독립적으로 페닐 또는 바이페닐이며, R1는 하나 이상의 R로 치환된 카바졸, 디벤조티오펜, 또는 디벤조푸란이며, 이때 R이 복수인 경우 복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 페닐, 및 트리아진으로 구성된 군으로부터 선택되며, R2는 치환 또는 비치환된 C1~C7의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C7의 아릴 아민기인 것이 바람직하다.
또한 Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 다이메틸 플로렌 또는 디벤조푸란이며, 상기 R3 내지 R5은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 카바졸, 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란인 것이 바람직하다.
본 발명의 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6 또는 화학식 7로 표시되는 화합물 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다.
화학식 6
Figure PCTKR2014012780-appb-C000007
화학식 7
Figure PCTKR2014012780-appb-C000008
상기 화학식 6 또는 7에서,
X, Y, Z, p은 화학식 1~2에 정의된 바와 동일하며,
R6 내지 R8은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기일 수 있다.
본 발명에서, R6 내지 R8은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 전술한 R3~R5와 같이 각각 독립적으로 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계인 것이 바람직하다. 상기 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계의 보다 구체적인 예로는, 페닐, 바이페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 펜안트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조푸란, 벤조푸란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군 중에서 선택된다.
본 발명의 바람직한 일례를 들면, 상기 화학식 2에서 m은 0이고, n은 1이며, L2은 페닐렌 또는 바이페닐렌이며, R1은 카바졸, 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 화학식 8로 표시되는 화합물에서, c는 0~2이고; d는 0~2이고; p와 q는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기이거나 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기이며, 전술한 화학식 1~2의 정의부와 동일할 수 있다.
c와 d가 0이 아닌 경우, L1과 L2는 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(Linker)일 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 등이 있다. 상기 화학식 8에서 c과 d가 모두 0이 아닌 경우, L1과 L2는 서로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로 페닐렌 또는 바이페닐렌인 것이 바람직하다.
R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 헤테로 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 헤테로 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
Ra는 S, N, O, P 및 Si 중 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C5-C30의 헤테로아릴기 또는 C6-C30의 아릴기로서, 상기 헤테로아릴기와 아릴기는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬기로 치환되거나 또는 비치환되며,
상기 L1~L2, R1, R2 및 Ra에서, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C40의 아릴실릴기, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기가 치환될 경우는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 이때 복수 개의 치환기가 도입되는 경우 복수 개의 치환기는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 화학식 8로 표시되는 화합물은 하기 화학식 9 또는 화학식 10로 표시되는 화합물 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다.
화학식 9
Figure PCTKR2014012780-appb-C000009
화학식 10
Figure PCTKR2014012780-appb-C000010
상기 화학식 9 또는 화학식 10에서,
Ra는 전술한 화학식 8에서의 정의와 동일하며,
R9 내지 R12는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기일 수 있다.
본 발명에서, 상기 R9 내지 R12는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 당 업계에 알려진 통상적인 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계인 것이 바람직하다. 상기 방향족 고리계 또는 헤테로 방향족 고리계의 보다 구체적인 예로는, 페닐, 바이페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 펜안트렌, 플루오렌, 크리젠, 디벤조티오펜, 카바졸, 디벤조푸란, 벤조푸란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군 중에서 선택된다.
본 발명에 따른 화학식 1~2 또는 화학식 8의 화합물에서, R1~R12, 및 Ra ~ Rb은 각각 독립적으로, 수소 또는 하기 S1 내지 S204로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
Figure PCTKR2014012780-appb-I000001
Figure PCTKR2014012780-appb-I000002
Figure PCTKR2014012780-appb-I000003
이상에서 설명한 본 발명의 화학식 1~2, 또는 화학식 8로 표시되는 화합물은 하기 예시된 화학식들로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2014012780-appb-I000004
Figure PCTKR2014012780-appb-I000005
Figure PCTKR2014012780-appb-I000006
Figure PCTKR2014012780-appb-I000007
본 발명에서 사용된 "비치환된 알킬"은 탄소수 1 내지 40(10)의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 포함한다.
"비치환된 아릴"은 단독 고리 혹은 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 40(8)의 방향족 부위를 의미한다. 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태로 부착될 수 있다.
"비치환된 헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40(8)의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 부위를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S와 같은 헤테로원자로 치환된다. 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태로 부착될 수 있고, 나아가 지방족고리 또는 방향족 고리와의 축합된 형태도 포함하는 것으로 해석한다.
"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. 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
<유기 전계 발광 소자>
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광소자는 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 1~2 또는 8로 표시되는 화합물, 바람직하게는 화학식 3~7 및 화학식 9~10 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 화합물은 1종 또는 2종 이상이 포함될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1~2 또는 8의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광보조층, 정공수송층 및/또는 전자수송층일 수 있다. 본 발명에 따른 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물은 발광보조층으로 사용될 수 있는데, 이 경우 정공 수송층과 발광층 사이에, 상기 화학식 1~2 또는 8의 화합물로 구성되는 발광보조층이 포함된다. 이때 상기 화합물은 인광 발광보조층일 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 발광층은 호스트 재료를 함유할 수 있는데, 이때 호스트 재료로 상기 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 이와 같이 발광층이 상기 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나를 함유할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 우수한 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다. 상기 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물은 청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 발광 소자에 포함될 수 있다. 또한 도펀트 재료로 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 전극간에 유기물층이 1층 또는 2층 이상 적층된 구조일 수 있다. 이의 비제한적인 예를 들면 (i) 양극, 발광층, 음극; (ii) 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 음극; 또는 (iii) 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 음극 등의 구조를 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 전술한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자는 유기물층 중 1층 이상을 본 발명의 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 유기물층 및 전극을 형성함으로써 제조될 수 있다.
상기 화학식 1~2 또는 8로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열전사법 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용될 수 있다.
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 것은아니다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 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.
[합성예 1] Cpd 1 (N-(4-(7-(9H-carbazol-9-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000008
<단계 1> N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 의 합성
화합물 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine (10.5g, 20.0mmol), 2,7-dibromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (6.8g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 Toluene 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine (9.1g, 수율 69%)을 얻었다.
<단계 2> N-(4-(7-(9H-carbazol-9-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine (6.6 g, 10.0 mmol), 9H-carbazole (2.2 g, 12.0 mmol)을 톨루엔 100 ㎖에 녹인 다음 Pd2(dba)3 (0.9g, 1.0mmol)을 질소하에 투입하였다. 이후, NaOtBu (2.9g, 30 mmol) 을 넣고, (t-Bu)3P (1.0 ㎖, 1.0mmol)을 상기 반응액에 투입한 다음 혼합물을 5시간 동안 환류 교반하였다.
TLC로 반응이 종결되는 것을 확인한 후 상온으로 식혔다. 반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4 로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 1(6.4g, 수율 86%)을 얻었다. HRMS [M]+: 744.277
[합성예 2] Cpd 2 (N-(4-(7-(9H-carbazol-9-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd2을 얻었다. HRMS [M]+: 784.309
[합성예 3] Cpd 3 (7-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-N,N-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine, 9H-carbazole 대신 (4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)boronic acid, di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd3을 얻었다. HRMS [M]+: 744.277
[합성예 4] Cpd 4 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7-(4-(di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amino)phenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine)의 합성
9H-carbazole 대신 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd4을 얻었다. HRMS [M]+: 938.387
[합성예 5] Cpd 7 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7-(dibenzo[b,d]furan-4-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine, 9H-carbazole 대신 dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid, N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd7 을 얻었다. HRMS [M]+: 709.261
[합성예 6] Cpd 9 (N-(4-(7-(9H-carbazol-9-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-N-phenylnaphthalen-1-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)naphthalen-1-amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd9를 얻었다. HRMS [M]+: 642.230
[합성예 7] Cpd 10 (N-(naphthalen-1-yl)-7-(4-(naphthalen-1-yl(phenyl)amino)phenyl)-N-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine, 9H-carb0azole 대신 N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)naphthalen-1-amine, N-phenylnaphthalen-1-amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd 10을 얻었다. HRMS [M]+: 694.262
[합성예 8] Cpd 11 (9-(4-(7-(9H-carbazol-9-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 (4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd 11을 얻었다. HRMS [M]+: 590.199
[합성예 9] Cpd 12 (9-(7-(dibenzo[b,d]thiophen-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 dibenzo[b,d]thiophen-2-ylboronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd12 을 얻었다. HRMS [M]+: 531.129
[합성예 10] Cpd 5 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000009
<단계 1> N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine의 합성
화합물 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine (11.2g, 20.0mmol), 2,7-dibromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (6.8g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 Toluene 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (10.5g, 수율 75%)을 얻었다.
<단계 2> N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine (7.0 g, 10.0 mmol), dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid (2.7 g, 12.0 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6g, 0.5mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 15㎖와 1,4 Dioxane 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 5(6.8g, 수율 85%)을 얻었다. HRMS [M]+: 801.270
[합성예 11] Cpd6 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-(dibenzo[b,d]furan-4-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine, dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid 를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd6 을 얻었다. HRMS [M]+: 745.261
[합성예 12] Cpd 8 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(7-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine, 9-phenyl-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole 를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd8 을 얻었다. HRMS [M]+: 820.309
[합성예 13] Cpd13 (2-(dibenzo[b,d]thiophen-2-yl)-7-(triphenylen-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 triphenylen-2-ylboronic acid, dibenzo[b,d]thiophen-2-ylboronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd13 을 얻었다. HRMS [M]+: 592.149
[합성예 14] Cpd14 (9-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)-3-(7-(triphenylen-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 triphenylen-2-ylboronic acid, (9-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)-9H-carbazol-3-yl)boronic acid 를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd14 을 얻었다. HRMS [M]+: 803.282
[합성예 15] Cpd15 (9-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)-3-(7-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)boronic acid, (9-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)-9H-carbazol-3-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd15 을 얻었다. HRMS [M]+: 808.283
[합성예 16] Cpd16 (2,7-bis(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd16 을 얻었다. HRMS [M]+: 646.211
[합성예 17] Cpd17 (2-(3-(7-(4,6-diphenylpyrimidin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)boronic acid, (4,6-diphenylpyrimidin-2-yl)boronic acid 를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd17 을 얻었다. HRMS [M]+: 721.247
[합성예 18] Cpd18 (2-(3-(7-(2,6-diphenylpyridin-4-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)boronic acid, (2,6-diphenylpyridin-4-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd18 을 얻었다. HRMS [M]+: 720.252
[합성예 19] Cpd19 (9-(3-(7-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)boronic acid, (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd19 을 얻었다. HRMS [M]+: 656.221
[합성예 20] Cpd 20 (9-(7-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd20 을 얻었다. HRMS [M]+: 580.158
[합성예 21] Cpd21 (2-(3-(7-(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd21 을 얻었다. HRMS [M]+: 673.182
[합성예 22] Cpd22 (9-(7-(3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 (3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd22을 얻었다. HRMS [M]+: 656.221
[합성예 23] Cpd23 (9-(4-(7-(4,6-diphenylpyridin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)boronic acid, (4,6-diphenylpyridin-2-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd23 을 얻었다. HRMS [M]+: 654.230
[합성예 24] Cpd24 (9-(4-(7-(4,6-diphenylpyrimidin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 (4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)boronic acid, (4,6-diphenylpyrimidin-2-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd24 을 얻었다. HRMS [M]+: 655.226
[합성예 25] Cpd 25 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000010
화합물 2-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.2g, 20.0mmol), 2N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine (12.5g, 24.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 Toluene 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 25(9.8g, 수율 85%)을 얻었다. HRMS [M]+: 579.219
[합성예 26] Cpd26 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine)의 합성
2N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine 대신 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 25 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd26을 얻었다. HRMS [M]+: 619.251
[합성예 27] Cpd 27 (N-([1,1':4',1''-terphenyl]-4-yl)-7-phenyl-N-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000011
<단계 1> 2-bromo-7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxine의 합성
화합물 2,7-dibromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (6.8g, 20.0mmol), phenylboronic acid (2.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 Toluene 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-bromo-7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.1g, 수율 75%)을 얻었다.
<단계 2> N-([1,1':4',1''-terphenyl]-4-yl)-7-phenyl-N-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine의 합성
2-bromo-7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.1 g, 15.0 mmol), [1,1':4',1''-terphenyl]-4-amine (1.7 g, 6.8 mmol)을 톨루엔 100 ㎖에 녹인 다음 Pd2(dba)3 (1.4g, 1.5mmol)을 질소 하에서 투입하였다. 이후, NaOtBu (2.9g, 30 mmol) 을 넣고, (t-Bu)3P (1.5 ㎖, 1.5mmol)을 상기 반응액에 투입한 다음 혼합물을 5시간 동안 환류 교반하였다.
TLC로 반응이 종결되는 것을 확인한 후 상온으로 식혔다. 반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4 로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 27(4.5g, 수율 87%)을 얻었다. HRMS [M]+: 761.256
[합성예 28] Cpd 28 (N,N-bis(3-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1':4',1''-terphenyl]-4-amine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000012
<단계 1> 2-(3-chlorophenyl)dibenzo[b,e][1,4]dioxine의 합성
화합물 2-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.2g, 20.0mmol), (3-chlorophenyl)boronic acid (3.7g, 24.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 Toluene 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-(3-chlorophenyl)dibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.0g, 수율 85%)을 얻었다.
<단계 2> N,N-bis(3-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-[1,1':4',1''-terphenyl]-4-amine의 합성
2-(3-chlorophenyl)dibenzo[b,e][1,4]dioxine (4.4 g, 15.0 mmol), [1,1':4',1''-terphenyl]-4-amine (1.7 g, 6.8 mmol)을 톨루엔 100 ㎖에 녹인 다음 Pd2(dba)3 (1.4g, 1.5mmol)을 질소하에 투입하였다. 이후, NaOtBu (2.9g, 30 mmol) 을 넣고, (t-Bu)3P (1.5 ㎖, 1.5mmol)을 상기 반응액에 투입한 다음 혼합물을 5시간 동안 환류 교반하였다.
TLC로 반응이 종결되는 것을 확인한 후 상온으로 식혔다. 반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4 로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 28(4.4g, 수율 85%)을 얻었다. HRMS [M]+: 761.256
[합성예 29] Cpd29 (2,4-diphenyl-6-(3-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000013
<단계 1> 2-bromo-7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxine의 합성
화합물 2,7-dibromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (6.8g, 20.0mmol), phenylboronic acid (2.4g, 20.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.1g, 1.0mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 30㎖와 Toluene 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-bromo-7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.1g, 수율 75%)을 얻었다.
<단계 2> 4,4,5,5-tetramethyl-2-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane 의 합성
2-bromo-7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxine (5.1g, 15.0mmol), Bis(pinacolato)diboron (4.6g, 18.0mmol), Pd(dppf)Cl2 (1.2g, 1.5mmol) 및, KOAc(4.4g, 45.0mmol)을 플라스크에 넣은 다음, 1,4-dioxane 150 ㎖를 를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 4,4,5,5-tetramethyl-2-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.0g, 수율 70%)을 얻었다.
<단계 3> 2,4-diphenyl-6-(3-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-1,3,5-triazine의 합성
4,4,5,5-tetramethyl-2-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (4.0 g, 10.3 mmol), 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (3.3g, 8.6mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.5g, 0.43mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 12.9㎖와 Toluene 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 29(4.2g, 수율 87%)을 얻었다. HRMS [M]+: 567.194
[합성예 30] Cpd30 (2,4-diphenyl-6-(7-phenyldibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-1,3,5-triazine)의 합성
2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 29 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd30을 얻었다. HRMS [M]+: 491.163
[합성예 31] Cpd 31 (4-(3-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-2,6-diphenylpyrimidine)의 합성
Figure PCTKR2014012780-appb-I000014
<단계 1> 2-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane의 합성
2-bromodibenzo[b,e][1,4]dioxine (10.0g, 38.0mmol), Bis(pinacolato)diboron (11.6g, 46.0mmol), Pd(dppf)Cl2 (3.1g, 3.8mmol) 및, KOAc(11.2g, 114.0mmol)을 플라스크에 넣은 다음, 1,4-dioxane 200 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 얻은 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (73g, 수율 62%)을 얻었다.
<단계 2> 4-(3-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)phenyl)-2,6-diphenylpyrimidine 의 합성
2-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (3.7g, 12.0mmol), 4-(3-bromophenyl)-2,6-diphenylpyrimidine (3.9g, 10.0mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6g, 0.5mmol)을 플라스크에 넣고 2M Na2CO3 포화 수용액 15.0㎖와 1,4-dioxane 100 ㎖를 넣어 녹인 후 8시간 동안 가열 교반하였다.
반응 종료 후 증류수를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 얻어진 유기층을 Na2SO4로 건조시키고 감압 증류한 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 Cpd 31(4.4g, 수율 90%)을 얻었다. HRMS [M]+: 490.168
[합성예 32] Cpd32 (2-(3'-(dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine)의 합성
4-(3-bromophenyl)-2,6-diphenylpyrimidine 대신 2-(3'-bromo-[1,1'-biphenyl]-4-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 30 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd32을 얻었다. HRMS [M]+: 567.194
[합성예 33] Cpd 33 (N,N-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-amine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine, 9H-carbazole 대신 2-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd33 을 얻었다. HRMS [M]+: 731.282
[합성예 34] Cpd34 (2-(7-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)dibenzo[b,e][1,4]dioxin-2-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine)의 합성
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine 와 dibenzo[b,d]thiophen-4-ylboronic acid 대신 2-([1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)boronic acid를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10 과 동일한 과정을 수행하여 표제 화합물 Cpd34 을 얻었다. HRMS [M]+: 643.226
[실시예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 1에서 합성된 화합물 cpd1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 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 cpd1(40nm)/CBP + 10 % Ir(ppy)3 (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2014012780-appb-I000015
Figure PCTKR2014012780-appb-I000016
[실시예 2 ~ 15] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 화합물 cpd1 대신 합성예 (2~10, 25~28, 33)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 cpd1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예 1]
실시예 1 내지 15, 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 Cpd1 6.80 521 42.0
실시예 2 Cpd2 6.85 518 41.9
실시예 3 Cpd3 6.80 520 41.5
실시예 4 Cpd4 6.90 518 41.8
실시예 5 Cpd5 6.85 520 41.8
실시예 6 Cpd6 6.80 519 41.5
실시예 7 Cpd7 6.90 518 41.8
실시예 8 Cpd8 6.85 520 41.5
실시예 9 Cpd9 6.80 519 41.9
실시예 10 Cpd10 6.90 518 41.8
실시예 11 Cpd25 6.70 520 41.6
실시예 12 Cpd26 6.75 518 42.0
실시예 13 Cpd27 6.85 520 43.0
실시예 14 Cpd28 6.90 519 42.8
실시예 15 Cpd33 6.70 518 41.5
비교예 1 - 6.93 516 38.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 보조층 재료로 사용하는 실시예 1~15의 녹색 유기 전계 발광 소자는, 발광 보조층 없이 종래 CBP만을 발광층의 재료로 사용하는 비교예 1의 녹색 유기 전계 발광 소자와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 1의 녹색 유기 전계 발광 소자에 비해 발광 효율 및 전류효율이 더 향상된다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 16] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 1에서 합성된 화합물 cpd1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Powersonic 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 cpd1(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 PCTKR2014012780-appb-I000017
[실시예 17 ~ 30] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 16에서 화합물 cpd1 대신 합성예 (2~10, 25~28, 33)에서 각각 합성된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 16와 동일하게 수행하여 적색 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 2] 적색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 16에서 화합물 cpd1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 16과 동일하게 수행하여 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예 2]
실시예 16 ~ 30 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 16 Cpd1 5.15 10.8
실시예 17 Cpd2 5.10 11.2
실시예 18 Cpd3 5.15 11.0
실시예 19 Cpd4 5.20 10.8
실시예 20 Cpd5 5.15 11.2
실시예 21 Cpd6 5.10 11.0
실시예 22 Cpd7 5.15 11.3
실시예 23 Cpd8 5.10 11.0
실시예 24 Cpd9 5.15 11.3
실시예 25 Cpd10 5.20 10.8
실시예 26 Cpd25 5.15 11.0
실시예 27 Cpd26 5.10 11.3
실시예 28 Cpd27 5.20 11.6
실시예 29 Cpd28 5.25 11.2
실시예 30 Cpd33 5.10 11.4
비교예 2 - 5.25 8.2
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 보조층 재료로 사용하는 실시예 16~30의 적색 유기 전계 발광 소자는, 발광 보조층 없이 종래 CBP만을 발광층의 재료로 사용하는 비교예 2의 적색 유기 전계 발광 소자와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 2의 적색 유기 전계 발광 소자에 비해 전류효율이 더 향상된다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 31] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 1에서 합성된 화합물 cpd1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 한 후, 하기와 같이 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
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 (Powersonic 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 (15nm)/ 합성예 1의 화합물 C 1(15nm)/ADN + 5 % DS-405 (두산社) (300nm)/BCP (10nm)/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 PCTKR2014012780-appb-I000018
Figure PCTKR2014012780-appb-I000019
[실시예 32 ~ 45] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 31에서 화합물 cpd 1 대신 합성예 (2~10, 25~28, 33)에서 각각 합성된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 청색 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 31에서 화합물 cpd1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 31과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[평가예 3]
실시예 31 ~ 45 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 31 Cpd1 5.50 6.9
실시예 32 Cpd2 5.60 6.6
실시예 33 Cpd3 5.55 6.8
실시예 34 Cpd4 5.60 6.9
실시예 35 Cpd5 5.51 6.6
실시예 36 Cpd6 5.55 6.8
실시예 37 Cpd7 5.51 6.0
실시예 38 Cpd8 5.55 6.4
실시예 39 Cpd9 5.60 6.0
실시예 40 Cpd10 5.65 6.4
실시예 41 Cpd25 5.50 6.6
실시예 42 Cpd26 5.51 6.8
실시예 43 Cpd27 5.55 6.9
실시예 44 Cpd28 5.60 6.6
실시예 45 Cpd33 5.50 6.8
비교예 3 - 5.6 4.8
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 보조층 재료로 사용하는 실시예 31~45의 청색 유기 전계 발광 소자는, 발광 보조층 없이 종래의 비교예 3의 청색 유기 전계 발광 소자와 구동전압이 유사하였으나, 비교예 3의 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율이 더 향상되었다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 46-64] 유기 EL 소자의 제작
합성예 (Cpd2, 4, 6, 11, 13, 15~18, 20~24, 29~33)을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 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.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ (Cpd2, 4, 6, 11, 13, 15~18, 20~24, 29~33)의 각각의 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (300nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
[비교예 4] 유기 EL 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 Cpd11 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 유기 EL 소자를 제작하였다.
[평가예]
실시예 46-64 및 비교예 4에서 제작한 각각의 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
표 4
샘플 호스트 구동 전압(V) EL 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 46 Cpd 2 6.78 517 41.4
실시예 47 Cpd 4 6.61 516 41.3
실시예 48 Cpd 6 6.63 516 40.5
실시예 49 Cpd 11 6.61 515 41.2
실시예 50 Cpd 13 6.61 517 40.6
실시예 51 Cpd 15 6.77 516 42.0
실시예 52 Cpd 16 6.78 515 40.5
실시예 53 Cpd 17 6.60 516 41.2
실시예 54 Cpd 18 6.79 517 41.3
실시예 55 Cpd 20 6.65 516 40.2
실시예 56 Cpd 21 6.77 515 41.1
실시예 57 Cpd 22 6.79 518 41.3
실시예 58 Cpd 23 6.62 517 40.2
실시예 59 Cpd 24 6.63 518 40.5
실시예 60 Cpd 29 6.61 516 41.3
실시예 61 Cpd 30 6.63 516 40.5
실시예 62 Cpd 31 6.61 515 41.2
실시예 63 Cpd 32 6.63 517 40.6
실시예 64 Cpd 33 6.61 516 42.0
비교예 4 CBP 6.93 516 38.2
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물 (Cpd2, 4, 6, 11, 13, 15~18, 20~24, 29~33)을 녹색 유기 EL 소자의 발광층으로 사용하는 실시예 46 내지 실시예 64의 유기 EL 소자는, 종래 CBP를 사용하는 비교예 4의 녹색 유기 EL 소자와 비교해 볼 때, 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 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 (13)

  1. 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000020
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000021
    a는 0~2이고; b는 0~2이고;
    m는 0~2이고; n는 0~2이고; m+n=1 이상이고;
    o는 0~2이고,
    p와 q는 각각 독립적으로 1 또는 2이며,
    L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기이며,
    X, Y, 및 Z는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 CR13 또는 N이며, 이때 CR13가 복수인 경우 복수의 R11는 서로 동일하거나 또는 상이하며,
    여기서 R1, R2, 및 R13은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 헤테로 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 헤테로 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 L1~L2, R1, R2 및 R13에서, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C40의 아릴실릴기, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기가 치환될 경우는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서, L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 펜안트렌, 플루오렌, 크리젠, 카바졸, 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 벤조푸란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 화학식 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000022
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000023
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000024
    상기 식에서,
    Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 S, N, O, P 및 Si 중 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C5-C30의 헤테로아릴기 또는 C6-C30의 아릴기로서, 상기 헤테로아릴기와 아릴기가 치환될 경우는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬기로 치환되며, 또는 이들은 임의적으로 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    R3 내지 R5 는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서 m은 0이고, n, p와 q는 각각 1이며,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 페닐 또는 바이페닐이며,
    R1는 하나 이상의 R로 치환된 카바졸, 디벤조티오펜, 또는 디벤조푸란이며, 이때 R이 복수인 경우 복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 페닐, 및 트리아진으로 구성된 군으로부터 선택되며,
    R2는 치환 또는 비치환된 C1~C7의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C7의 아릴 아민기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 R3 내지 R5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 테르페닐, 나프탈렌, 트리페닐렌, 펜안트렌, 플루오렌, 크리젠, 카바졸, 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 벤조푸란, 벤조티오펜, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘 및 티에노디피리딘으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 Ra 및 Rb은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 다이메틸 플로렌 또는 디벤조푸란이며,
    상기 R3 내지 R5은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 카바졸, 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란인 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6 또는 화학식 7로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000025
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000026
    상기 식에서,
    X, Y, Z, p은 제1항에 기재된 바와 동일하며,
    R6 내지 R8은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 화학식 2에서 m은 0이고, n은 1이며,
    L2은 페닐렌 또는 바이페닐렌이며,
    R1은 카바졸, 디벤조티오펜 또는 디벤조푸란인 것을 특징으로 하는 화합물.
  9. 하기 화학식 8로 표시되는 화합물:
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000027
    상기 화학식 8에서,
    c는 0~2이고; d는 0~2이고;
    p와 q는 각각 독립적으로 1 또는 2이며,
    L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기이거나 또는 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기이며,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 헤테로 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 헤테로 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ra는 S, N, O, P 및 Si 중 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C5-C30의 헤테로아릴기 또는 C6-C30의 아릴기로서, 상기 헤테로아릴기와 아릴기는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬기로 치환되거나 또는 비치환되며,
    상기 L1~L2, R1, R2 및 Ra에서, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C40의 아릴실릴기, C6~C50의 아릴렌기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기가 치환될 경우는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
  10. 제9항에 있어서, 상기 화학식 8로 표시되는 화합물은 하기 화학식 9 또는 화학식 10 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000028
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000029
    상기 식에서,
    Ra는 제9항에서 정의된 바와 동일하며,
    R9 내지 R12는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 것을 특징으로 하는 화합물.
  11. 제1항 또는 제9항에 있어서, 상기 화학식 1~2, 화학식 8로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000030
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000031
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000032
    Figure PCTKR2014012780-appb-I000033
  12. 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 또는 제9항의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광보조층, 전자 수송층 및 정공 수송층으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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