WO2016105161A2 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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WO2016105161A2
WO2016105161A2 PCT/KR2015/014260 KR2015014260W WO2016105161A2 WO 2016105161 A2 WO2016105161 A2 WO 2016105161A2 KR 2015014260 W KR2015014260 W KR 2015014260W WO 2016105161 A2 WO2016105161 A2 WO 2016105161A2
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    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
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    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y10S428/917—Electroluminescent

Definitions

  • the present invention relates to a novel organic light emitting compound and an organic electroluminescent device using the same, and more particularly, to a novel carbazole compound having excellent thermal stability and phosphorescence properties and the like, in one or more organic material layers, to provide a low driving voltage and high light emission.
  • An organic electroluminescent device having efficiency and improved lifespan characteristics.
  • the organic electroluminescent (EL) device (hereinafter, simply referred to as 'organic EL device') of blue electroluminescence using anthracene single crystal was observed based on observation of Bernanose organic thin film emission in the 1950s. Research has continued. In 1987, Tang presented an organic EL device having a laminated structure divided into a functional layer of a hole layer and a light emitting layer. Since then, in order to make a high efficiency, long life organic EL device, it has evolved to introduce each characteristic organic material layer in the device, leading to the development of specialized materials used therein.
  • 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 layer forming material of the organic EL device may be classified into blue, green, and red light emitting materials, and yellow and orange light emitting materials required to realize a better natural color, depending on the light emission color.
  • a host / dopant system may be used as the light emitting material in order to increase the light emission efficiency through increase in color purity and energy transfer.
  • the dopant material may be divided into a fluorescent dopant using an organic material and a phosphorescent dopant using a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • NPB, BCP, Alq 3 and the like are widely known as the hole blocking layer and the electron transport layer, and anthracene derivatives have been reported as fluorescent dopant / host materials as light emitting materials.
  • phosphorescent materials having a great advantage in terms of efficiency improvement among the light emitting materials are blue, green, and red dopant materials, such as Firpic, Ir (ppy) 3 , and (acac) Ir (btp).
  • Metal complex compounds containing Ir, such as 2 are used.
  • 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) has shown excellent properties as a phosphorescent host material.
  • An object of the present invention is to provide a novel organic compound having a high glass transition temperature, excellent thermal stability, and capable of improving the bonding force between holes and electrons.
  • an object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device including the novel organic compound exhibiting low driving voltage, high luminous efficiency and improved lifespan characteristics.
  • the present invention provides a compound represented by the following formula (1):
  • X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ), wherein X 1 and At least one of X 2 is N (Ar 1 );
  • L 1 is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 40 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 40 nuclear atoms;
  • a, b, c and d are each independently an integer from 0 to 4.
  • e is an integer from 0 to 3;
  • f is an integer from 0 to 2;
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano, C 1 ⁇ alkynyl group of C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 6 ⁇ C 60 aryl group, nuclear atom 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 1 -C 40 alkylsilyl group, C 1 -C 40 alkylboron group, C 6 -C 60 arylboron group, C 1- alkylphosphonate of C 40 pingi, C 1 ⁇ C 40 alkyl phosphonic blood group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine pingi, mono- or diaryl phosphine of C 6 ⁇ C 60 blood
  • R 1 to R 6 are each independently a heavy hydrogen (D), halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 of the Aryl group, a heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, an aryloxy group of C 6 ⁇ C 60 , an alkyloxy group of C 1 ⁇ C 40 , an arylamine group of C 6 ⁇ C 60 , C 3 ⁇ C 40 Cycloalkyl group of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 1 ⁇ C 40 an alkyl phosphine group, C 1 ⁇ C 40 alkyl phosphonic blood group, C of 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, a mono- or diaryl
  • the arylene group and heteroarylene group of L 1 and the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, arylamine group, of Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 6 , Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, alkyl phosphine group, alkyl phosphinyl group, aryl phosphine group, mono or diaryl phosphinyl group and aryl silyl group are each independently deuterium, halogen , Cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40
  • the compound represented by Formula 1 may be represented by any one of the following Formula 2 to Formula 7:
  • L 1 , X 1 to X 2 , R 1 to R 6 , Ar 1 to Ar 5 , a, b, c, d, e and f are each as defined in Chemical Formula 1.
  • X 1 and X 2 are both N (Ar 1 ), a plurality of Ar 1 may be the same or different from each other.
  • L 1 may be a single bond, a phenylene group or a biphenylene group.
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently hydrogen, deuterium (D), C 6 ⁇ C 60 aryl group, nuclear atoms of 5 to 40 heteroaryl groups And R 5 and R 6 may both be hydrogen.
  • R 1 to R 4 are each independently in the group consisting of deuterium (D), C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl groups of nuclear atoms Can be selected.
  • both e and f may be zero.
  • At least one of Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 4 in the formula (1) may be a substituent represented by the following formula (8):
  • L 2 is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 40 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 40 nuclear atoms;
  • Z 1 to Z 5 are the same as or different from each other, and each independently N or C (R 11 ), wherein at least one of Z 1 to Z 5 is N;
  • R 11 is hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 Alkynyl group of ⁇ C 40 , aryl group of C 6 ⁇ C 60 , heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, aryloxy group of C 6 ⁇ C 60 C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl groups, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 arylamine groups, C 1 to C 40 alkylsilyl groups, C 1 to C 40 alkylboron groups, C 6 to C group of 60 arylboronic, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl the Phosphinicosuccinic group and a C 6 ⁇ selected from
  • the arylphosphine group, mono or diarylphosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 An arylamine group, a C 3 to C 40
  • the substituent represented by Formula 8 may be a substituent represented by any one of the following Formula A-1 to Formula A-15:
  • n is an integer of 0 to 4, and when n is 0, it means that hydrogen is not substituted with a substituent R 21 , and when n is an integer of 1 to 4, R 21 is deuterium, halogen, cyano group, nitro C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 Aryl group of ⁇ C 60 , heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, aryloxy group of C 6 ⁇ C 60 C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 1 to C 40 alkyl boron group, C 6 to C 60 aryl boron group, C 6 to C 60 arylphosphine group, C 6 to C 60 mono or diaryl phosphinyl group
  • the arylphosphine group, mono or diarylphosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 An arylamine group, a C 3 to C 40 cycl
  • L 2 and R 11 are each as defined in Chemical Formula 8 above.
  • the substituent represented by any one of Formulas A-1 to A-5 is characterized in that it is selected from the group consisting of the following substituents:
  • * means a portion to which a bond is made.
  • the present invention also includes (i) an anode, (ii) a cathode, and (iii) at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic layer is one of Formula 1 It provides an organic electroluminescent device characterized in that it comprises a compound.
  • At least one of the one or more organic material layer containing the compound of Formula 1 may be selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer and a light emitting layer, Preferably it may be a light emitting layer, more preferably the compound represented by the formula (1) may be used as a green or red phosphorescent host of the light emitting layer.
  • Alkyl as used herein means a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon of 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl and the like.
  • alkenyl refers to a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include, but are not limited to, vinyl, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • alkynyl refers to a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include, but are not limited to, ethynyl, 2-propynyl, and the like.
  • Aryl in the present invention means a monovalent substituent derived from a C6 to C60 aromatic hydrocarbon combined with a single ring or two or more rings.
  • a form in which two or more rings are attached to each other (pendant) or condensed may also be included.
  • Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, and the like.
  • Heteroaryl as used herein means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 40 nuclear atoms. At least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may be included, and may also include a form in which the two or more rings are condensed with an aryl group.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl and 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl , 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carb
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • R means aryl having 6 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R 'means an alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and linear, branched or cyclic structure It may include.
  • alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamine in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • cycloalkyl is meant herein monovalent substituents derived from monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbons having 3 to 40 carbon atoms.
  • examples of such cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • Heterocycloalkyl as used herein means a monovalent substituent derived from 3 to 40 non-aromatic hydrocarbons of nuclear atoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is N, O, S Or a hetero atom such as Se.
  • heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • alkylsilyl means silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • condensed ring means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring, or a combination thereof.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention has excellent thermal stability and phosphorescence properties, it may be used as a material of the organic material layer of the organic EL device.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention when used as a phosphorescent host material, it is possible to manufacture an organic electroluminescent device having excellent light emission performance, low driving voltage, high efficiency and long life compared to the conventional host material, It also enables the manufacture of full color display panels with significantly improved performance and longevity.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1:
  • X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ), wherein X 1 and At least one of X 2 is N (Ar 1 );
  • L 1 is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 40 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 40 nuclear atoms;
  • a, b, c and d are each independently an integer from 0 to 4.
  • e is an integer from 0 to 3;
  • f is an integer from 0 to 2;
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano, C 1 ⁇ alkynyl group of C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 6 ⁇ C 60 aryl group, nuclear atom 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 1 -C 40 alkylsilyl group, C 1 -C 40 alkylboron group, C 6 -C 60 arylboron group, C 1- alkylphosphonate of C 40 pingi, C 1 ⁇ C 40 alkyl phosphonic blood group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine pingi, mono- or diaryl phosphine of C 6 ⁇ C 60 blood
  • R 1 to R 6 are each independently a heavy hydrogen (D), halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 of the Aryl group, a heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, an aryloxy group of C 6 ⁇ C 60 , an alkyloxy group of C 1 ⁇ C 40 , an arylamine group of C 6 ⁇ C 60 , C 3 ⁇ C 40 Cycloalkyl group of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 1 ⁇ C 40 an alkyl phosphine group, C 1 ⁇ C 40 alkyl phosphonic blood group, C of 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, a mono- or diaryl
  • the arylene group and heteroarylene group of L 1 and the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, arylamine group, of Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 6 , Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, alkyl phosphine group, alkyl phosphinyl group, aryl phosphine group, mono or diaryl phosphinyl group and aryl silyl group are each independently deuterium, halogen , Cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40
  • the present invention relates to a novel carbazole compound having excellent thermal stability and phosphorescence properties, and more particularly, includes at least two carbazole moieties, and dibenzo moieties are bonded to form a basic skeleton.
  • the coupling position thereof is not particularly limited.
  • novel organic compound provided by the present invention is characterized by represented by the following formula (1):
  • X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ), wherein X 1 and At least one of X 2 is N (Ar 1 ), preferably X 1 and X 2 are both N (Ar 1 ), and a plurality of Ar 1 are the same as or different from each other;
  • L 1 is a divalent (divalent) connecting group (linker) of the group known to the art, and is selected from a single bond, C 6 ⁇ C 40 arylene group and a nuclear atoms of 5 to 40 heteroarylene group the group consisting of, preferably Phenylene group, biphenylene group, naphthylene group, anthracenylene group, indenylene group, pyranthrenylene group, carbazolylene group, thiophenylene group, indolylene group, furinylene group, quinolinyl group, pyrroylene group , Imidazolylene group, oxazolylene group, thiazolylene group, triazolylene group, pyridinylene group and pyrimidinylene group, and more preferably a single bond, a phenylene group or a biphenylene group;
  • a, b, c and d are each independently an integer from 0 to 4.
  • e is an integer from 0 to 3
  • f is an integer from 0 to 2, preferably both e and f are 0;
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano, C 1 ⁇ alkynyl group of C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 6 ⁇ C 60 aryl group, nuclear atom 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 1 -C 40 alkylsilyl group, C 1 -C 40 alkylboron group, C 6 -C 60 arylboron group, C 1- alkylphosphonate of C 40 pingi, C 1 ⁇ C 40 alkyl phosphonic blood group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine pingi, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood group and
  • R 1 to R 6 are each independently a heavy hydrogen (D), halogen, cyano, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 of the Aryl group, a heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, an aryloxy group of C 6 ⁇ C 60 , an alkyloxy group of C 1 ⁇ C 40 , an arylamine group of C 6 ⁇ C 60 , C 3 ⁇ C 40 Cycloalkyl group of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 1 ⁇ C 40 an alkyl phosphine group, C 1 ⁇ C 40 alkyl phosphonic blood group, C of 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, a mono- or diaryl
  • the arylene group and heteroarylene group of L 1 and the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, arylamine group, of Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 6 , Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, alkyl phosphine group, alkyl phosphinyl group, aryl phosphine group, mono or diaryl phosphinyl group and aryl silyl group are each independently deuterium, halogen , Cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40
  • the dibenzo moiety which may be included in the compound represented by Formula 1 of the present invention may be selected from the following structures.
  • the carbazole moiety is variously used as a material for an organic EL device, in particular, a phosphorescent host material.
  • the carbazole moiety has a high triplet energy of 3.0 eV and a low HOMO energy level of 6.0 eV, which is mainly used in blue phosphorescent hosts. Therefore, in the case of the compound represented by Formula 1 of the present invention in which two dibenzo moieties are bonded to one benzene ring of a carbazole moiety, the triplet energy is less than 3.0 eV, and the HOMO energy level is increased to increase energy.
  • the band gap is suitable for blue / green / red phosphorescent hosts.
  • a carbazole moiety and one of the dibenzo moieties are bonded to one benzene ring of a carbazole moiety to generate steric hinderance.
  • the compound molecules are distorted to solve the problem of deterioration of the luminescence property due to ⁇ - ⁇ -stacking, thereby preventing the formation of excitation dimers (eximers), thereby improving the luminescence efficiency. do.
  • the carbazole moiety has the characteristics of an electron donating group (EDG) having a large electron donating property.
  • EWG electron withdrawing group
  • the compound of the present invention has a large electron absorbing group (EWG) and a large electron donating group.
  • the entire molecule is bipolar, including all the electron donating groups (EDGs). Since the bipolar compound represented by Formula 1 of the present invention can increase the binding force between holes and electrons, the bipolar compound is not only advantageous as a host in the phosphorescent light emitting layer but also may be applied to a hole transport layer, a hole injection layer, and an electron transport layer.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention has a higher thermal stability than the conventional CBP (4,4-dicarbazolybiphenyl) as the molecular weight of the compound is significantly increased due to the substituent introduced into the molecule to improve the glass transition temperature Indicates.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention is also effective in suppressing the crystallization of the organic material layer.
  • the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by any one of the following Formula 2 to Formula 7:
  • L 1 , X 1 to X 2 , R 1 to R 6 , Ar 1 to Ar 5 , a, b, c, d, e and f are each as defined in Chemical Formula 1.
  • At least one of Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 4 may be a substituent represented by the following formula (8).
  • L 2 is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 40 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 40 nuclear atoms;
  • Z 1 to Z 5 are the same as or different from each other, and each independently N or C (R 11 ), wherein at least one of Z 1 to Z 5 is N;
  • R 11 is heavy hydrogen, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ alkenyl group of the C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl groups, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 3 ⁇ C 40 cyclo alkyl, nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl amine group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ aryl of C 60 Boron group, C 6 ⁇ C 60 arylphosphine group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphinyl group and C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group or
  • the arylphosphine group, mono or diarylphosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 An arylamine group, a C 3 to C 40
  • At least one of Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 4 in Formula 1 may be a substituent represented by any one of the following Formula A-1 to Formula A-15:
  • n is an integer of 0 to 4, and when n is 0, it means that hydrogen is not substituted with a substituent R 21 , and when n is an integer of 1 to 4, R 21 is deuterium, halogen, cyano group, nitro C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 Aryl group of ⁇ C 60 , heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, aryloxy group of C 6 ⁇ C 60 C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, C 1 to C 40 alkyl boron group, C 6 to C 60 aryl boron group, C 6 to C 60 arylphosphine group, C 6 to C 60 mono or diaryl phosphinyl group
  • the arylphosphine group, mono or diarylphosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, 5 to 40 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 An arylamine group, a C 3 to C 40 cycl
  • L 2 and R 11 are each as defined in Chemical Formula 8 above.
  • the substituent represented by any one of Formulas A-1 to A-15 is preferably selected from the group consisting of the following substituents. However, this is not particularly limited:
  • * means a part to which a bond is made.
  • the compound represented by Formula 1 of the present invention may be more specifically selected from the group consisting of the following compounds, but is not limited thereto:
  • organic electroluminescent device comprising the compound represented by the formula (1) according to the present invention.
  • the organic electroluminescent device includes (i) an anode, (ii) a cathode and (iii) one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, At least one of the one or more organic material layers includes a compound represented by Chemical Formula 1.
  • the compound represented by Formula 1 may be used alone, or two or more may be mixed and used.
  • At least one organic material layer 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 is It may include a compound represented by the formula (1).
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 may be a light emitting layer.
  • the light emitting layer of the organic EL device may include a host material, wherein the host material may include the compound of formula (1).
  • the compound of Formula 1 when included as the light emitting layer material of the organic EL device, preferably blue, green, or red phosphorescent host material, the binding force between the holes and the electrons in the light emitting layer is increased. Efficiency (luminescence efficiency and power efficiency), lifetime, brightness, driving voltage, and the like can be improved.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in the organic light emitting device as a green and / or red phosphorescent host, a fluorescent host, or a dopant material.
  • the structure of the organic electroluminescent device is not particularly limited, and may be, for example, a structure in which a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially stacked.
  • an electron injection layer may be further stacked on the electron transport layer, and as described above, at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer may be represented by Formula 1 according to the present invention. It may include a compound.
  • the structure of the organic electroluminescent device according to the present invention may be a structure in which an anode, one or more organic material layers and a cathode are sequentially stacked, and an insulating layer or an adhesive layer is inserted at an interface between the electrode and the organic material layer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention is formed by using materials and methods known in the art, except that at least one layer (eg, the light emitting layer) of the organic material layer is formed to include the compound represented by Chemical Formula 1. It may be prepared by forming another organic layer and an electrode.
  • the organic material layer may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • a ceramic crucible having high thermal conductivity is used as a method of forming the organic layer of the organic electroluminescent device by vacuum deposition, and should be designed so that stepwise and continuous evaporation control is possible and no organic splashing occurs.
  • the temperature of the evaporation source is not properly raised, the organic material that reaches the evaporation temperature in an excessively short time is splashed, and the inlet of the evaporation source is blocked, and thus the deposition rate of the organic material is not constant and thus the desired thin film characteristics are not obtained.
  • the organic material will be discolored or discolored during deposition.
  • the organic material has a characteristic of being deposited by melting or sublimation depending on the material.
  • the compound In the case of deposition by the sublimation method, the compound immediately forms a organic layer through a sublimation process in the solid state, whereas in the case of the melting method The solid is vaporized through the liquid to form an organic layer.
  • the melting method since the material undergoes one more phase change than the sublimation method, it is difficult to control the deposition temperature or the uniformity.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention may be deposited by a sublimation method and may have uniform thin film properties, thereby improving light emission characteristics.
  • the compound of Formula 1 according to the present invention when used as a hole injection / transport layer material or a blue, green and / or red phosphorescent host material, an electron injection / transport layer material of an organic electroluminescent device, For example, compared to CBP), the efficiency and lifespan of the organic EL device can be greatly improved. In addition, the lifespan of the organic EL device may maximize the performance of the full color OLED panel.
  • the substrate usable in the present invention is not particularly limited, and silicon wafers, quartz, glass plates, metal plates, plastic films, sheets, and the like may be used.
  • examples of the positive electrode material usable 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 or polyaniline; And carbon black, but are not limited thereto.
  • usable negative electrode materials include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead or alloys thereof; And multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like.
  • the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer and the electron transport layer is not particularly limited, conventional materials known in the art may be used.
  • Step 1> 4- Bromo -2- Chloro -9- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -9H- Carbazole synthesis
  • a glass substrate coated with ITO Indium tin oxide having a thickness of 1500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonic waves. After washing the distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc. is dried and transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwasin Tech). The substrate was transferred to.
  • ITO Indium tin oxide
  • UV OZONE cleaner Power sonic 405, Hwasin Tech
  • a green organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that CBP was used instead of Compound C 21 as a light emitting host material when forming the emission layer.
  • Example 1 C 21 6.61 518 38.6
  • Example 2 C 23 6.70 517 39.3
  • Example 3 Example 3
  • Example 4 C 29 6.81 518 39.9
  • Example 5 C 30 6.73 517 40.2
  • Example 6 C 51 6.74 518 40.8
  • Example 7 C 53 6.77 518 40.7
  • Example 8 C 58 6.71 516 39.2
  • Example 9 C 59 6.68 517 39.8
  • Example 10 C 60 6.63 517 39.4
  • Example 11 C 81 6.49 518 38.5
  • Example 12 C 83 6.87 517 39.1
  • Example 13 C 88 6.66 517 41.3
  • Example 14 C 89 6.70 517 40.4
  • Example 16 C 111 6.81 518 41.5
  • Example 18 C 123 6.81 518 39.6 Comparative Example 1 CBP 6.93 516 38.2
  • the present invention relates to a novel organic light emitting compound and an organic electroluminescent device using the same, and more particularly, to a novel carbazole compound having excellent thermal stability and phosphorescence properties and the like, in one or more organic material layers, to provide a low driving voltage and high light emission.
  • An organic electroluminescent device having efficiency and improved lifespan characteristics.

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 열적 안정성 및 인광 특성 등이 우수한 신규한 카바졸계 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율 및 향상된 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열적 안정성 및 인광 특성 등이 우수한 신규한 카바졸계 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율 및 향상된 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자(이하, 간단히 '유기 EL 소자'로 칭함)에 대한 연구가 이어져 왔다. 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 EL 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 EL 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물 층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 EL 소자에서는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 EL 소자의 발광층 형성 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 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.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료는 이론적으로 형광 재료에 비해 최대 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층. 정공 차단층, 전자 수송층으로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광 재료로는 안트라센 유도체들이 형광 도판트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히, 발광 재료 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료들은 청색(blue), 녹색(green), 적색(red) 도판트 재료로서 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등의 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 사용되고 있다. 현재까지는 4,4-디카바졸리비페닐(4,4-dicarbazolybiphenyl, CBP)가 인광 호스트 재료로서 우수한 특성을 나타내고 있다.
Figure PCTKR2015014260-appb-I000001
그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 떨어지기 때문에, OLED 소자에서의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하는 실정이다. 따라서, 보다 성능이 뛰어난 재료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 높은 유리 전이온도를 가지고, 열적 안정성이 우수하면서, 정공과 전자와의 결합력을 향상시킬 수 있는 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압, 높은발광 효율을 나타내며 수명 특성 등이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000002
상기 화학식 1에서,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 구성된 군으로부터 선택되되, X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이며;
L1 은 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택되며;
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
e는 0 내지 3의 정수이며;
f는 0 내지 2의 정수이며;
Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 Ar1 내지 Ar5 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R1 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 L1의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 알킬포스핀기, 알킬포스피닐기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 화학식 7 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000003
[화학식 3]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000004
[화학식 4]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000005
[화학식 5]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000006
[화학식 6]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000007
[화학식 7]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000008
상기 화학식 2 내지 화학식 7에서,
L1, X1 내지 X2, R1 내지 R6, Ar1 내지 Ar5, a, b, c, d, e 및 f 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 X1 및 X2는 모두 N(Ar1)이며, 복수 개의 Ar1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 L1은 단일결합, 페닐렌기 또는 비페닐렌기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로, 수소, 중수소(D), C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, R5 및 R6는 모두 수소일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 중수소(D), C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, e 및 f는 모두 0일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 8로 표시되는 치환기일 수 있다:
[화학식 8]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000009
상기 화학식 8에서,
*는 상기 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고;
L2는 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Z1 내지 Z5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이되, 상기 Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고;
상기 R11이 복수 개인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며, 상기 R11은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기 C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 8로 표시되는 치환기는 하기 화학식 A-1 내지 화학식 A-15 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure PCTKR2015014260-appb-I000010
상기 화학식 A-1 내지 A-15에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
n은 0 내지 4의 정수로서, 상기 n이 0인 경우, 수소가 치환기 R21로 치환되지 않는 것을 의미하고, 상기 n이 1 내지 4의 정수인 경우, R21은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기 C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R21이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R21의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
L2 및 R11은 각각 상기 화학식 8에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 A-1 내지 A-5 중 어느 하나로 표시되는 치환기는 아래의 치환기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다:
Figure PCTKR2015014260-appb-I000011
상기 치환기에서, *는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
또한, 본 발명은 (i) 양극, (ii) 음극 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자수송층, 전자주입층 및 발광층으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 발광층일 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의 녹색 또는 적색의 인광 호스트로 사용될 수 있다.
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에 따른 화학식 1 로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 인광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 인광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래 호스트 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동 전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있도록 하며, 나아가 성능, 수명이 크게 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있도록 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000012
상기 화학식 1에서,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 구성된 군으로부터 선택되되, X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이며;
L1 은 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택되며;
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
e는 0 내지 3의 정수이며;
f는 0 내지 2의 정수이며;
Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 Ar1 내지 Ar5 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R1 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 L1의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 알킬포스핀기, 알킬포스피닐기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명은 열적 안정성 및 인광 특성 등이 우수한 신규한 카바졸계 화합물 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 2 이상의 카바졸(carbazole) 모이어티를 포함하고, 디벤조모이어티가 결합하여 기본 골격을 이루며, 이러한 기본 골격에 다양한 치환기가 결합된 구조를 갖는 화합물을 제공한다. 단, 이때 이들의 결합 위치는 특별히 제한되지 않는다.
구체적으로, 본 발명에서 제공하는 신규 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000013
상기 화학식 1에서,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 구성된 군으로부터 선택되되, X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이며, 바람직하게는 X1 및 X2는 모두 N(Ar1)이고, 복수 개의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하며;
L1은 당 업계에 알려진 2가(divalent) 그룹의 연결기(linker)로서, 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택되고, 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기 및 피리미디닐렌기으로 이루어진 군에서 선택되며, 보다 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기 또는 비페닐렌기이고;
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
e는 0 내지 3의 정수이고, f는 0 내지 2의 정수이며, 바람직하게는 상기 e 및 f 모두 0이고;
Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 Ar1 내지 Ar5 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며, 바람직하게는 Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로, 수소, 중수소(D), C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R1 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하고, 바람직하게는 R1 내지 R6는 각각 독립적으로 중수소(D), C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 L1의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 알킬포스핀기, 알킬포스피닐기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물에서 포함될 수 있는 디벤조모이어티는 하기 구조 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2015014260-appb-I000014
한편, 카바졸(carbazole) 모이어티의 경우 유기 전계 발광 소자용 재료, 특히 인광 호스트 재료로서 다양하게 사용된다. 카바졸 모이어티는 삼중항 에너지가 3.0 eV로 크고, HOMO 에너지 레벨이 6.0 eV로 낮아 주로 청색 인광 호스트에 사용된다. 따라서, 카바졸(carbazole) 모이어티의 한쪽 벤젠 고리에 2개의 상기 디벤조 모이어티가 결합된 본 발명의 화학식 1로 나타나는 화합물의 경우 삼중항 에너지가 3.0 eV 보다 작고, HOMO 에너지 레벨이 상승하여 에너지 밴드 갭이 청색/녹색/적색 인광 호스트에 적합하게 된다.
또한, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서는 카바졸(carbazole) 모이어티의 한쪽 벤젠고리에 카바졸(carbazole) 모이어티와 상기 디벤조 모이어티 중 하나가 결합하여 입체 장애(steric hinderance)를 일으킨다. 따라서 화합물 분자가 뒤틀리게 되어 파이파이-스태킹 (π-π-stacking)으로 인한 발광 특성 저하 문제를 해결하고, 그로 인해 여기 이합체(엑사이머, excimer) 형성을 막음으로써 발광 효율이 개선되는 효과를 누리게 된다.
또한, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 카바졸 모이어티는 전자 공여성이 큰 전자주는기(electron donating group, EDG)의 특성을 가진다. 카바졸(carbazole) 모이어티의 9번 위치에 전자끄는기(EWG)가 치환기로 도입될 경우, 본 발명의 화합물은 전자 흡수성이 큰 전자끄는기(electron withdrawing group, EWG)와 전자 공여성이 큰 전자주는기(electron donating group, EDG)를 모두 포함하여 분자 전체가 양극성(bipolar)을 가지게 된다. 본 발명의 화학식 1로 표시되는 양극성(bipolar) 화합물은 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있기 때문에 인광 발광층에서 호스트로서 유리할 뿐만 아니라, 정공 수송층, 정공 주입층 및 전자수송층 등으로도 응용될 수 있다.
한편, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 분자 내 도입된 치환기로 인해 화합물의 분자량이 유의적으로 증대되어 유리전이온도가 향상됨에 따라 종래의 CBP(4,4-dicarbazolybiphenyl) 보다 높은 열적 안정성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 화학식 7 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000015
[화학식 3]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000016
[화학식 4]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000017
[화학식 5]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000018
[화학식 6]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000019
[화학식 7]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000020
상기 화학식 2 내지 화학식 7에서,
L1, X1 내지 X2, R1 내지 R6, Ar1 내지 Ar5, a, b, c, d, e 및 f 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 8로 표시되는 치환기일 수 있다.
[화학식 8]
Figure PCTKR2015014260-appb-I000021
상기 화학식 8에서,
*는 상기 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고;
L2는 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Z1 내지 Z5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이되, 상기 Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고;
상기 R11이 복수 개인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며, R11은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기 C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 A-1 내지 화학식 A-15 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure PCTKR2015014260-appb-I000022
상기 화학식 A-1 내지 화학식 A-15 에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
n은 0 내지 4의 정수로서, 상기 n이 0인 경우, 수소가 치환기 R21로 치환되지 않는 것을 의미하고, 상기 n이 1 내지 4의 정수인 경우, R21은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기 C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R21이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R21의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
L2 및 R11은 각각 상기 화학식 8에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 A-1 내지 화학식 A-15 중 어느 하나로 표시되는 치환기는 아래의 치환기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 그러나 이에 특별히 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2015014260-appb-I000023
단, 상기 치환기에서, *는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 보다 구체적으로 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2015014260-appb-I000024
Figure PCTKR2015014260-appb-I000025
Figure PCTKR2015014260-appb-I000026
Figure PCTKR2015014260-appb-I000027
Figure PCTKR2015014260-appb-I000028
2. 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.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 (i) 양극(anode), (ii) 음극(cathode) 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 단독으로 사용되거나, 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 유기 전계 발광 소자에 있어서, 1층 이상의 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층일 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따르면, 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 화학식 1의 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색, 적색의 인광 호스트 재료로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 향상될 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 발광 소자에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 기판, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수 있으며, 상기한 바와 같이, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상은 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상 (예컨대, 발광층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
한편, 진공 증착법을 통해 유기 전계 발광 소자의 유기물 층을 형성하는 방법으로는 높은 열 전도도를 가진 세라믹 도가니가 사용되며, 단계적이고 지속적인 증발 제어가 가능하고 유기물이 튀는 현상이 없도록 설계되어야 한다. 증발원의 온도 상승이 적절히 이루어지지 않아 지나치게 짧은 시간에 증발온도까지 도달한 유기물은 튀는 현상이 발생되어 증발원의 입구가 막히게 되고, 이로 인해 유기물의 증착 속도가 일정하지 않게 되어 원하는 박막 특성을 얻지 못하게 된다. 또한, 유기물이 증착 도중에 변색 또는 탈색될 가능성도 높아진다. 유기물은 물질에 따라 융해(Melting) 또는 승화(Sublimation)되어 증착되는 특성을 가지는데, 승화 방식으로 증착되는 경우는 화합물이 고체 상태에서 승화 과정을 거쳐 바로 유기물 층을 형성하는 반면, 융해 방식의 경우는 고체가 액체를 거쳐 기화되어 유기물 층을 형성한다. 융해 방식은 승화 방식에 비해 재료가 상변화를 한 단계 더 거치게 되므로, 증착 온도나 균일성을 컨트롤하기가 어렵다. 이때, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 승화 방식으로 증착되어 균일한 박막 특성을 가질 수 있어 발광 특성이 개선된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 유기 전계 발광 소자의 정공 주입/수송층 재료 또는 청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료, 전자 주입/수송층 재료로 사용할 경우, 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP) 비해 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 유기 전계 발광 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.
또, 사용 가능한 양극 물질 로는 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 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또, 사용 가능한 음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 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.
[ 준비예 1] TCZ -1의 합성
<단계 1> 1- 클로로 -9-페닐-9H-3,9'- 비카바졸의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000029
질소 기류 하에서 3-브로모-1-클로로-9-페닐-9H-카바졸 (17.8 g, 50.0 mmol), 9H-카바졸 (8.35 g, 50.0 mmol), Pd2(dba)3 (2.30 g, 2.5 mmol), (t-Bu)3P (1.01 g, 5.0 mmol), 나트륨 터셔리-부톡사이드 (14.7 g, 150.0 mmol) 을 500 ml 톨루엔 에 넣고 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 (14.8 g, 수율 67 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 443
Elemental Analysis: C, 81.35; H, 4.32; Cl, 8.00; N, 6.32
<단계 2> TCZ -1의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000030
질소 기류 하에서 1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 (13.3 g, 30.0 mmol), (9H-카바졸-3-일)보론산 (6.33 g, 30.0 mmol), K2CO3 (12.8 g, 90.0 mmol), Pd(PPh3)4 (1.73 g, 5 mol%), X-Phos (2.4 g, 5.00 mmol)를 250 ml / 120 ml의 THF/H2O를 넣고 90℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 TCZ-1 (10.5 g, 수율 61%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 574
1H-NMR : δ 7.16 (m, 2H), 7.20 (m, 2H), 7.35 (m, 2H), 7.52 (m, 7H), 7.67 (m, 3H), 7.74 (m, 2H), 7.95 (m, 4H), 8.19 (m, 2H), 8.52 (m, 2H), 11.54 (s, 1H)
[ 준비예 2] TCZ -2의 합성
<단계 1> TCZ -2의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000031
(9H-카바졸-3-일)보론산 대신 (9H-카바졸-2-일)보론산 (6.33 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TCZ-2 (11.2 g, 수율 65 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 574
1H-NMR : δ 7.19 (m, 4H), 7.35 (m, 2H), 7.54 (m, 7H), 7.62 (m, 3H), 7.75 (m, 2H), 7.94 (m, 3H), 8.19 (m, 2H), 8.31 (t, 1H), 8.55 (m, 2H), 11.55 (s, 1H)
[ 준비예 3] TCZ -3의 합성
<단계 1> TCZ -3의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000032
(9H-카바졸-3-일)보론산 대신 (9H-카바졸-4-일)보론산 (6.33 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TCZ-3 (8.95 g, 수율 52 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 574
1H-NMR : δ 7.19 (m, 4H), 7.35 (m, 2H), 7.55 (m, 8H), 7.62 (m, 3H), 7.75 (m, 2H), 7.94 (m, 2H), 8.20 (m, 2H), 8.54 (m, 2H), 11.56 (s, 1H)
[ 준비예 4] TCZ -4의 합성
<단계 1> 9-(4- 클로로디벤조[b,d]티오펜 -2-일)-9H- 카바졸의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000033
3-브로모-1-클로로-9-페닐-9H-카바졸 대신 2-브로모-4-클로로디벤조[b,d]티오펜 (14.9 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(4-클로로디벤조[b,d]티오펜-2-일)-9H-카바졸 (14.6 g, 수율 76 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 384
Elemental Analysis: C, 75.09; H, 3.68; Cl, 9.23; N, 3.65; S, 8.35
<단계 2> TCZ -4의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000034
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(4-클로로디벤조[b,d]티오펜-2-일)-9H-카바졸 (11.5 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TCZ-4 (10.2 g, 수율 66 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 515
1H-NMR : δ 7.18 (m, 3H), 7.35 (t, 1H), 7.51 (m, 5H), 7.63 (d, 1H), 7.77 (m, 2H), 7.92 (m, 4H), 8.00 (s, 1H), 8.20 (m, 2H), 8.50 (m, 2H), 11.56 (s, 1H)
[ 준비예 5] TCZ -5의 합성
<단계 1> TCZ -5의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000035
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(4-클로로디벤조[b,d]티오펜-2-일)-9H-카바졸 (11.5 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 2의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 TCZ-5 (9.12 g, 수율 59 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 515
1H-NMR : δ 7.16 (t, 1H), 7.21 (m, 2H), 7.35 (t, 1H), 7.53 (m, 5H), 7.63 (d, 1H), 7.75 (m, 2H), 7.92 (m, 3H), 8.01 (s, 1H), 8.20 (m, 2H), 8.31 (d, 1H), 8.50 (m, 2H), 11.55 (s, 1H)
[ 준비예 6] TCZ -6의 합성
<단계 1> TCZ -6의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000036
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(4-클로로디벤조[b,d]티오펜-2-일)-9H-카바졸 (11.5 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 3의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 TCZ-6 (7.57 g, 수율 49 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 515
1H-NMR : δ 7.19 (m, 3H), 7.35 (t, 1H), 7.52 (m, 6H), 7.64 (d, 1H), 7.77 (m, 2H), 7.93 (m, 3H), 8.00 (s, 1H), 8.19 (m, 2H), 8.50 (m, 2H), 11.56 (s, 1H)
[ 준비예 7] TCZ -7의 합성
<단계 1> 9-(4- 클로로디벤조[b,d]퓨란 -2-일)-9H- 카바졸의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000037
3-브로모-1-클로로-9-페닐-9H-카바졸 대신 2-브로모-4-클로로디벤조[b,d]퓨란 (14.1 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(4-클로로디벤조[b,d]퓨란-2-일)-9H-카바졸 (13.1 g, 수율 71 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 368
Elemental Analysis: C, 78.37; H, 3.84; Cl, 9.64; N, 3.81; O, 4.35
<단계 2> TCZ -7의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000038
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(4-클로로디벤조[b,d]퓨란-2-일)-9H-카바졸 (11.0 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TCZ-7 (8.38 g, 수율 56 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 499
1H-NMR : δ 7.19 (m, 3H), 7.35 (m, 3H), 7.52 (m, 4H), 7.62 (m, 2H), 7.71 (m, 2H), 7.93 (m, 4H), 8.19 (m, 2H), 8.55 (d, 1H), 11.55 (s, 1H)
[ 준비예 8] TCZ -8의 합성
<단계 1> TCZ -8의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000039
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(4-클로로디벤조[b,d]퓨란-2-일)-9H-카바졸 (11.0 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 2의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 TCZ-8 (8.68 g, 수율 58 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 499
1H-NMR : δ 7.20 (m, 3H), 7.37 (m, 3H), 7.52 (m, 4H), 7.65 (m, 2H), 7.71 (m, 2H), 7.92 (m, 3H), 8.19 (m, 2H), 8.31 (d, 1H), 8.55 (d, 1H), 11.55 (s, 1H)
[ 준비예 9] TCZ -9의 합성
<단계 1> TCZ -9의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000040
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(4-클로로디벤조[b,d]퓨란-2-일)-9H-카바졸 (11.0 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 3의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 TCZ-9 (6.59 g, 수율 44 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 499
1H-NMR : δ 7.19 (m, 3H), 7.33 (m, 3H), 7.55 (m, 5H), 7.65 (m, 2H), 7.71 (m, 2H), 7.93 (m, 3H), 8.20 (m, 2H), 8.55 (d, 1H), 11.55 (s, 1H)
[ 준비예 10] TCZ -10의 합성
<단계 1> 9-(1- 클로로 -9,9-디메틸-9H- 플루오렌 -3-일)-9H- 카바졸의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000041
3-브로모-1-클로로-9-페닐-9H-카바졸 대신 3-브로모-1-클로로-9,9-디메틸-9H-플루오렌 (15.4 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(1-클로로-9,9-디메틸-9H-플루오렌-3-일)-9H-카바졸 (14.4 g, 수율 73 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 394
Elemental Analysis: C, 82.33; H, 5.12; Cl, 9.00; N, 3.56
<단계 2> TCZ -10의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000042
1-클로로-9-페닐-9H-3,9'-비카바졸 대신 9-(1-클로로-9,9-디메틸-9H-플루오렌-3-일)-9H-카바졸 (11.8 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TCZ-10 (8.03 g, 수율 51 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 525
1H-NMR : δ 1.64 (s, 6H), 7.21 (m, 4H), 7.35 (m, 2H), 7.52 (m, 4H), 7.63 (d, 1H), 7.73 (m, 2H), 7.99 (m, 5H), 8.21 (m, 2H), 8.52 (d, 1H), 11.56 (s, 1H)
[ 준비예 11] TCZ -11의 합성
<단계 1> 4- 브로모 -2- 클로로 -9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9H- 카바졸의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000043
질소 기류 하에서 4-브로모-2-클로로-9H-카바졸 (14.0 g, 50.0 mmol), NaH (1.2 g, 50.0 mmol) 및 DMF(150 ml)를 혼합하고 상온에서 10분 동안 교반한 뒤 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (13.4 g, 50.0 mmol)을 넣고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 물을 넣고 고체 화합물을 여과한 후, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 4-브로모-2-클로로-9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9H-카바졸 (20.7 g, 수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 511, 513
Elemental Analysis: C, 63.36; H, 3.15; Br, 15.61; Cl, 6.93; N, 10.95
<단계 2> TCZ -11의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000044
3-브로모-1-클로로-9-페닐-9H-카바졸 대신 4-브로모-2-클로로-9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9H-카바졸 (15.3 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 TCZ-11 (10.4 g, 수율 58 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 598
1H-NMR : δ 7.13 (s, 1H), 7.19 (m, 3H), 7.33 (m, 3H), 7.51 (m, 8H), 7.94 (m, 2H), 8.19 (d, 1H), 8.36 (d, 4H), 8.55 (d, 1H)
[ 합성예 1] C 21의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000045
질소 기류 하에서 TCZ-1 (5.74 g, 10.0 mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (2.68 g, 10.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.5 mmol), (t-Bu)3P (0.20 g, 1.0 mmol), 나트륨 터셔리-부톡사이드 (2.94 g, 30.0 mmol) 을 500 ml 톨루엔에 넣고 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C 21 (6.20 g, 수율 77 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 805
[ 합성예 2] C 23의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000046
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(3-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.44 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 23 (7.75 g, 수율 88%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 881
[ 합성예 3] C 28의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000047
TCZ-1 대신 TCZ-2 (5.74 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 28 (6.44 g, 수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 805
[ 합성예 4] C 29의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000048
TCZ-1 대신 TCZ-2 (5.74 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 29 (7.14 g, 수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 881
[ 합성예 5] C 30의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000049
TCZ-1 대신 TCZ-3 (5.74 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 30 (5.64 g, 수율 70%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 805
[ 합성예 6] C 51의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000050
TCZ-1 대신 TCZ-4 (5.15 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 51 (5.37 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 746
[ 합성예 7] C 53의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000051
TCZ-1 대신 TCZ-4 (5.15 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 53 (6.49 g, 수율 79%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 822
[ 합성예 8] C 58의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000052
TCZ-1 대신 TCZ-5 (5.15 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 58 (5.30 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 746
[ 합성예 9] C 59의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000053
TCZ-1 대신 TCZ-5 (5.15 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 59 (6.74 g, 수율 82%)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 822
[ 합성예 10] C 60의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000054
TCZ-1 대신 TCZ-6 (5.15 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 60 (5.30 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 746
[ 합성예 11] C 81의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000055
TCZ-1 대신 TCZ-7 (4.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 81 (5.40 g, 수율 74%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 730
[ 합성예 12] C 83의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000056
TCZ-1 대신 TCZ-7 (4.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 83 (6.69 g, 수율 83%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 806
[ 합성예 13] C 88의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000057
TCZ-1 대신 TCZ-8 (4.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 88 (5.11 g, 수율 70%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 730
[ 합성예 14] C 89의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000058
TCZ-1 대신 TCZ-8 (4.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 89 (7.01 g, 수율 87%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 806
[ 합성예 15] C 90의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000059
TCZ-1 대신 TCZ-9 (4.99 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 90 (5.26 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 730
[ 합성예 16] C 111의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000060
TCZ-1 대신 TCZ-10 (5.25 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 111 (5.37 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 756
[ 합성예 17] C 113의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000061
TCZ-1 대신 TCZ-10 (5.25 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 113 (6.41 g, 수율 77%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 832
[ 합성예 18] C 123의 합성
Figure PCTKR2015014260-appb-I000062
질소 기류 하에서 TCZ-11 (5.98 g, 10.0 mmol), (9-페닐-9H-카바졸-3-일)보론산 (2.87 g, 30.0 mmol), K2CO3 (4.27 g, 30.0 mmol), Pd(PPh3)4 (0.58 g, 5 mol%), X-Phos (0.8 g, 5.00 mmol)를 120 ml / 40 ml / 40 ml의 Tol/EtOH/H2O를 넣고 90℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C 123 (4.51 g, 수율 56%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 805
[ 실시예 1 ~ 18] 녹색 유기 EL 소자의 제작
합성예 1~18에서 합성한 화합물 C 21 ~ C 123을 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)/ C 21 ~ C 123의 각각의 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2015014260-appb-I000063
[ 비교예 1] 녹색 유기 EL 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 C 21 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
[ 평가예 ]
실시예 1 ~ 18 및 비교예 1에서 제작한 각각의 녹색 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 (10) mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) EL 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 C 21 6.61 518 38.6
실시예 2 C 23 6.70 517 39.3
실시예 3 C 28 6.49 518 38.5
실시예 4 C 29 6.81 518 39.9
실시예 5 C 30 6.73 517 40.2
실시예 6 C 51 6.74 518 40.8
실시예 7 C 53 6.77 518 40.7
실시예 8 C 58 6.71 516 39.2
실시예 9 C 59 6.68 517 39.8
실시예 10 C 60 6.63 517 39.4
실시예 11 C 81 6.49 518 38.5
실시예 12 C 83 6.87 517 39.1
실시예 13 C 88 6.66 517 41.3
실시예 14 C 89 6.70 517 40.4
실시예 15 C 90 6.82 517 42.2
실시예 16 C 111 6.81 518 41.5
실시예 17 C 113 6.82 518 41.7
실시예 18 C 123 6.81 518 39.6
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물(C 21 ~ C 123)을 녹색 유기 EL 소자의 발광층으로 사용하였을 경우(실시예 1~18) 종래 CBP를 사용한 녹색 유기 EL 소자(비교예1)와 비교해 볼 때 효율 및 구동 전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열적 안정성 및 인광 특성 등이 우수한 신규한 카바졸계 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율 및 향상된 수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000064
    상기 화학식 1에서,
    X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 구성된 군으로부터 선택되되, X1 내지 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이며;
    L1은 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택되며;
    a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
    e는 0 내지 3의 정수이며;
    f는 0 내지 2의 정수이며;
    Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고, 상기 Ar1 내지 Ar5 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    R1 내지 R6는 각각 독립적으로 중수소(D), 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기, 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R1 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 L1의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 알킬포스핀기, 알킬포스피닐기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C1~C40의 알킬포스핀기, C1~C40의 알킬포스피닐기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 화학식 7 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000065
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000066
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000067
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000068
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000069
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000070
    상기 화학식 2 내지 화학식 7에서,
    L1, X1 내지 X2, R1 내지 R6, Ar1 내지 Ar5 및 a 내지 f 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    X1 및 X2는 모두 N(Ar1)이며, 복수의 Ar1은 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 L1은 단일결합, 페닐렌기 또는 비페닐렌기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 중수소(D), C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
    e 및 f는 모두 0인 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 8로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000071
    상기 화학식 8에서,
    *는 상기 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고;
    L2는 단일결합, C6~C40의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Z1 내지 Z5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이되, 상기 Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고;
    상기 R11이 복수 개인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며, R11은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기 C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며;
    상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화학식 8로 표시되는 치환기는 하기 화학식 A-1 내지 화학식 A-15 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000072
    상기 화학식 A-1 내지 A-15 에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    n은 0 내지 4의 정수로서, 상기 n이 0인 경우, 수소가 치환기 R21로 치환되지 않는 것을 의미하고, 상기 n이 1 내지 4의 정수인 경우, R21은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기 C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며, 상기 R21이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R21의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    L2 및 R11은 각각 제6항에서 정의된 바와 같다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화학식 A-1 내지 A-5 중 어느 하나로 표시되는 치환기는 아래의 치환기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000073
    상기 치환기에서, *는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000074
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000075
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000076
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000077
    Figure PCTKR2015014260-appb-I000078
  10. (i) 양극, (ii) 음극 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광 보조층, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화합물은 발광층의 인광 호스트로 사용되는 유기 전계 발광 소자.
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