WO2017105063A1 - 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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WO2017105063A1
WO2017105063A1 PCT/KR2016/014605 KR2016014605W WO2017105063A1 WO 2017105063 A1 WO2017105063 A1 WO 2017105063A1 KR 2016014605 W KR2016014605 W KR 2016014605W WO 2017105063 A1 WO2017105063 A1 WO 2017105063A1
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aryl
alkyl
boron
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PCT/KR2016/014605
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박우재
심재의
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주식회사 두산
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    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
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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
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    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]

Definitions

  • the present invention relates to novel organic compounds that can be used as materials for organic electroluminescent devices and organic electroluminescent devices comprising the same.
  • 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 materials may be classified into blue, green, and red light emitting materials, and yellow and orange light emitting materials for better natural colors according to light emission colors.
  • 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 hole blocking layer
  • BCP hole blocking layer
  • electron transporting layer material anthracene derivatives have been reported as the light emitting layer material.
  • metal complex compounds containing Ir such as Firpic, Ir (ppy) 3 , and (acac) Ir (btp) 2 , which have advantages in terms of efficiency improvement among the light emitting layer materials, are blue, green, and red. (red) is used as a phosphorescent dopant material, and 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is used as a phosphorescent host material.
  • the conventional organic material has an advantageous aspect in terms of light emission characteristics, but the thermal stability is not very good due to the low glass transition temperature, it is not a satisfactory level in terms of the life of the organic EL device. Therefore, development of the organic material layer material which is excellent in performance is calculated
  • an object of the present invention is to provide a novel compound and an organic electroluminescent device using the compound which can improve the efficiency, lifespan and stability of the organic electroluminescent device.
  • the present invention provides a compound represented by the following formula (1):
  • X 1 to X 8 are each independently N or C (R 3 ), but at least one of X 1 to X 8 is N;
  • At least one of R 1 to R 3 are each independently a substituent represented by the following formula (2), and the rest are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 3 to C 40 cycloalkyl groups, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 nuclear atoms Heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 A group consisting of an alkyl boron group, a C 6 to C 60 aryl boron group, a C 6 to C 60 arylphosphanyl group, a C 6 to C 60 mono or diarylphosphinyl group, and
  • alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl of the above R 1 to R 3 Boron, arylphosphanyl, mono or diarylphosphinyl and arylsilyl groups are each independently deuterium, halogen, cyano, nitro, C 1 -C 40 alkyl, C 2 -C 40 alkenyl, C Alkynyl group of 2 to C 40 , aryl group of C 6 to C 60 , heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, aryloxy group of C 6 to C 60 , alkyloxy group of C 1 to C 40 , C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms;
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 6 ), but at least one of Z 1 to Z 3 is N;
  • R 4 to R 6 are each independently hydrogen, 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 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 6 -C 60 aryl group, C 5-60 heteroaryl group, C 1 -C 40 alkyloxy group, C 6- C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood selected from the group the group consisting of C 6 ⁇ with an aryl amine of the C 60 of the combined or adjacent groups of to
  • Arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diaryl phosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl groups, C 2 to C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, nuclear atoms 5 to 60 heteroaryl groups, C 6 to C 60 aryl jade group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 60 aryl amine group
  • the present invention includes an anode, a cathode and one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, and at least one of the one or more organic material layers provides an organic electroluminescent device comprising the compound of Formula 1. .
  • Alkyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms, examples of which are methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl and hexyl And the like, but are not limited thereto.
  • Alkenyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a C2-C40 straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having at least one carbon-carbon double bond, and examples thereof include vinyl, Allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like, but is not limited thereto.
  • Alkynyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a C2-C40 straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having at least one carbon-carbon triple bond, examples of which are ethynyl. , 2-propynyl, and the like, but is not limited thereto.
  • Aryl in the present invention means a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 60 carbon atoms in which a single ring or two or more rings are combined.
  • monovalent having two or more rings condensed with each other, containing only carbon as a ring forming atom for example, may have 8 to 60 carbon atoms
  • the whole molecule has non-aromacity Substituents may also be included. Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, fluorenyl, and the like.
  • Heteroaryl in the present invention means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 60 nuclear atoms. At least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom selected from N, O, P, S and Se. In addition, two or more rings are simply pendant or condensed with each other, and in addition to carbon as a ring forming atom, a hetero atom selected from N, O, P, S and Se, the entire molecule is non-aromatic (non- It is also interpreted to include monovalent groups having aromacity).
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl; Polycyclics such as phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl ring; 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 5 to 60 carbon atoms.
  • R means aryl having 5 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 1 to 40 alkyl, and is linear, branched or cyclic structure.
  • 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 in the present invention is meant 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 in the present invention means a monovalent substituent derived from 3 to 40 non-aromatic hydrocarbons of nuclear atoms, and at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons is N, O, Substituted with a hetero atom such as S or 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 5 to 60 carbon atoms.
  • Condensed ring in the present invention means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring or a combination thereof.
  • the compound of the present invention has excellent thermal stability, carrier transporting ability, light emitting ability, and the like, it can be usefully applied as an organic material layer material of an organic EL device.
  • the organic electroluminescent device including the compound of the present invention in the organic material layer can be effectively applied to a full color display panel since the aspect of light emission performance, driving voltage, lifespan, efficiency, etc. is greatly improved.
  • the present invention provides a compound represented by Formula 1:
  • X 1 to X 8 are each independently N or C (R 3 ), but at least one of X 1 to X 8 is N;
  • At least one of R 1 to R 3 are each independently a substituent represented by the following formula (2), and the rest are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 3 to C 40 cycloalkyl groups, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 nuclear atoms Heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 A group consisting of an alkyl boron group, a C 6 to C 60 aryl boron group, a C 6 to C 60 arylphosphanyl group, a C 6 to C 60 mono or diarylphosphinyl group, and
  • alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl of the above R 1 to R 3 Boron, arylphosphanyl, mono or diarylphosphinyl and arylsilyl groups are each independently deuterium, halogen, cyano, nitro, C 1 -C 40 alkyl, C 2 -C 40 alkenyl, C Alkynyl group of 2 to C 40 , aryl group of C 6 to C 60 , heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, aryloxy group of C 6 to C 60 , alkyloxy group of C 1 to C 40 , C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms;
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 6 ), but at least one of Z 1 to Z 3 is N;
  • R 4 to R 6 are each independently hydrogen, 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 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 6 -C 60 aryl group, C 5-60 heteroaryl group, C 1 -C 40 alkyloxy group, C 6- C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood selected from the group the group consisting of C 6 ⁇ with an aryl amine of the C 60 of the combined or adjacent groups of to
  • Arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diaryl phosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl groups, C 2 to C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, nuclear atoms 5 to 60 heteroaryl groups, C 6 to C 60 aryl jade group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 60 aryl amine group
  • novel compounds of the present invention can be applied to the organic material layer of the organic electroluminescent device because the benzo imidazo quinoline derivatives have high electrical and thermal stability and excellent luminescence properties possessed by phenanthros.
  • Compounds of the present invention may be specifically represented by the following formula (1):
  • X 1 to X 8 are each independently N or C (R 3 ), but at least one of X 1 to X 8 is N;
  • At least one of R 1 to R 3 are each independently a substituent represented by the following formula (2), and the rest are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 3 to C 40 cycloalkyl groups, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 nuclear atoms Heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 A group consisting of an alkyl boron group, a C 6 to C 60 aryl boron group, a C 6 to C 60 arylphosphanyl group, a C 6 to C 60 mono or diarylphosphinyl group, and
  • alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl of the above R 1 to R 3 Boron, arylphosphanyl, mono or diarylphosphinyl and arylsilyl groups are each independently deuterium, halogen, cyano, nitro, C 1 -C 40 alkyl, C 2 -C 40 alkenyl, C Alkynyl group of 2 to C 40 , aryl group of C 6 to C 60 , heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, aryloxy group of C 6 to C 60 , alkyloxy group of C 1 to C 40 , C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms;
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 6 ), but at least one of Z 1 to Z 3 is N;
  • R 4 to R 6 are each independently hydrogen, 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 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 6 -C 60 aryl group, C 5-60 heteroaryl group, C 1 -C 40 alkyloxy group, C 6- C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ A C 6 -C 60 arylphosphanyl group, a C 6 -C 60 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 -C 60 arylamine group, or an adjacent group (e.g., adjacent
  • Arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diaryl phosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl groups, C 2 to C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, nuclear atoms 5 to 60 heteroaryl groups, C 6 to C 60 aryl jade group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 60 aryl amine group
  • the compound represented by Chemical Formula 1 has a structural feature of the dual EWG type in which the core and the EWG are combined, and shows an excellent luminous efficiency by increasing the electron transport ability by introducing nitrogen into the phenanthros imidazole derivative.
  • the number of excitons contributing to light emission in the light emitting layer may be improved, and thus the luminous efficiency of the device may be improved, and the durability and stability of the device may be improved, and thus the life of the device may be efficiently increased.
  • the compound of the present invention may be used as a material of the electron transporting layer of the organic light emitting device, and by using this, it is possible to improve the efficiency and the life characteristics of the organic light emitting device.
  • the compound is preferably a compound represented by the following formula (3) in terms of luminous efficiency, but is not limited thereto:
  • X 2 , X 4 , X 5 and X 7 are each independently N or C (R 3 ), but at least one of X 2 , X 4 , X 5 and X 7 is N;
  • At least one of R 1 to R 3 and R 7 to R 10 are each independently a substituent represented by the following formula (2), and the rest are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 Alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, nucleus Heteroaryl group of 5 to 60 atoms, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 Aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 Aryl phosphanyl group, C 6 ⁇ C 60 Mono or diaryl phosphinyl group
  • Alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diaryl phosphinyl 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 to C 40 alkynyl group, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 heteroaryl groups, C 6 to C 60 aryloxy group, C 1 to C 40 Alkoxyoxy group, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 ⁇
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms;
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 6 ), but at least one of Z 1 to Z 3 is N, preferably two or more are N;
  • R 4 to R 6 are each independently hydrogen, 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 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, C 3 -C 40 heterocycloalkyl group, C 6 -C 60 aryl group, C 5-60 heteroaryl group, C 1 -C 40 alkyloxy group, C 6- C 60 aryloxy group, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ A C 6 -C 60 arylphosphanyl group, a C 6 -C 60 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 -C 60 arylamine group, or an adjacent group (e.g., adjacent
  • Arylamine group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, arylphosphanyl group, mono or diaryl phosphinyl group and arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl groups, C 2 to C 40 alkenyl groups, C 2 to C 40 alkynyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, nuclear atoms 5 to 60 heteroaryl groups, C 6 to C 60 aryl jade group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 60 aryl amine group
  • At least one of R 1 and R 2 may be each independently a substituent represented by the formula (2).
  • R 1 to R 3 which is not a substituent represented by Formula 2, are each independently a substituent represented by Formula 4 or 5 below, but are preferably limited in terms of light emission efficiency, but are not limited thereto. no:
  • Y 1 to Y 8 are each independently N or C (R 11 );
  • any one of Y 1 to Y 4 bonded to Formula 1 is C (R 11 ), wherein R 11 is absent;
  • R 11 is hydrogen, 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 60 heteroaryl groups, C 6 to C 60 aryloxy groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 3 to C 40 cycloalkyl groups, 3 to 40 heterocycloalkyl groups , C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl phospha Nyl group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphinyl group and C 6 ⁇ C 60 An arylsilyl group, or an adjacent group (e.g., any one of adjacent R 1 to R 3 , or Or another adjacent R
  • L 1 and L 2 are each independently a single bond, a phenylene group, a biphenylene group, naphthalenyl group, fluorenyl group, carbazolyl group, quina It may be selected from the group consisting of a zolinyl group and a quinolinyl group, and more preferably from the group consisting of a single bond, a phenylene group, a biphenylene group and a naphthalenyl group.
  • R 4 and R 5 are each independently a single bond, a phenylene group, a biphenylene group, naphthalenyl group, fluorenyl group, carbazolyl group, quina It may be selected from the group consisting of a zolinyl group and a quinolinyl group, and more preferably from the group consisting of a single bond, a phenylene group, a biphenylene group and a naphthalenyl group.
  • Compound represented by Formula 1 of the present invention may be represented by the following compounds, but is not limited thereto:
  • the compound represented by Chemical Formula 1 may be synthesized according to a general synthetic method (Chem. Rev., 60: 313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) et al. Detailed synthesis procedures for the compounds of the present invention will be described in detail in the synthesis examples described below.
  • organic electroluminescent device comprising the compound represented by the formula (1) according to the present invention.
  • the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic layer It includes a compound represented by the formula (1).
  • the compound may be used alone or mixed two or more.
  • the one or more organic material layers may be any one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a light emitting auxiliary layer, a life improvement layer, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer and an electron injection layer, wherein at least one organic material layer is It may include a compound represented by 1.
  • the benzoimidazo quinoline derivative of the present invention has high electrical stability and thermal stability and excellent luminescence properties of the phenanthros group, it can be applied as an organic material layer of the organic EL device.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention as an electron transport layer, it is possible to manufacture an organic EL device having a low driving voltage, high efficiency and long life compared to the conventional electron transport material.
  • the light emitting layer of the organic EL device may include a host material, and in this case, the host material may include the compound represented by Formula 1 above.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 when included as a light emitting layer material of the organic electroluminescent device, preferably a green phosphorescent host, the binding force between the holes and the electrons in the light emitting layer is increased. Efficiency and power efficiency), lifespan, brightness and driving voltage can be improved.
  • the structure of the organic EL device according to the present invention described above 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 transport auxiliary layer may be further stacked between the emission layer and the electron transport layer, and an electron injection layer may be further stacked on the electron transport layer.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, the electron transport auxiliary layer and the electron injection layer may include a compound represented by the formula (1), preferably the electron transport layer is It may include a compound represented by.
  • the structure of the organic EL 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 of the present invention is formed by using materials and methods known in the art, except that at least one of the organic material layers (for example, an electron transport layer) is formed to include the compound represented by Chemical Formula 1 above. It may be prepared by forming another organic layer and an electrode.
  • the organic material layers for example, an electron transport layer
  • the organic material layer may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • the substrate 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 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 or polyaniline; And carbon black, but are 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; And multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like.
  • a glass substrate coated with ITO (Indium tin oxide) to a thickness of 1500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonically. After washing the distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, dried and then transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwasin Tech), and then wash the substrate using UV for 5 minutes The substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • ITO Indium tin oxide
  • DS-205 Doosan Electronics, 80 nm
  • NPB 15 nm
  • ADN + 5% DS-405 Doosan Electronics, 30nm
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Alq 3 was used instead of compound 1 as an electron transporting material.
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 1 was not used as the electron transporting layer material.
  • NPB, AND and Alq3 used in Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 and 2 are as follows.
  • Example 1 Compound 1 4.2 453 8.2 Example 2 Compound 2 3.7 455 7.9 Example 3 Compound 3 3.4 456 7.4 Example 4 Compound 4 3.7 454 8.6 Example 5 Compound 13 3.8 453 9.3 Example 6 Compound 14 3.6 454 8.2 Example 7 Compound 15 4.1 455 8.7 Example 8 Compound 16 4.2 456 8.3 Example 9 Compound 25 4.3 456 7.4 Example 10 Compound 26 3.5 456 8.5 Example 11 Compound 27 3.3 457 8.6 Example 12 Compound 28 3.6 456 8.3 Example 13 Compound 37 3.7 455 7.4 Example 14 Compound 38 4.2 456 8.3 Example 15 Compound 39 3.5 455 8.2 Example 16 Compound 40 3.8 452 8.4 Example 17 Compound 49 3.9 453 7.5 Example 18 Compound 50 4.1 458 7.2 Example 19 Compound 52 4.3 454 8.1 Example 20 Compound 62 3.6 455 8.2 Example 21 Compound 64 4.2
  • the blue organic electroluminescent devices (Examples 1 to 25) using the compound of the present invention in the electron transporting layer are the blue organic electroluminescent devices (Comparative Example 1) using the conventional Alq 3 in the electron transporting layer and Compared with the blue organic electroluminescent device (Comparative Example 2) without an electron transporting layer, it was found to exhibit excellent performance in terms of driving voltage, light emission peak, and current efficiency.
  • the present invention relates to novel organic compounds that can be used as materials for organic electroluminescent devices and organic electroluminescent devices comprising the same.

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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 전자 수송층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 전계 발광 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 전계 발광 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어주면 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, 발광물질, 정공주입 물질, 정공수송 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 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 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층. 정공 차단층, 전자 수송층 재료로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광층 재료로는 안트라센 유도체들이 보고되고 있다. 특히, 발광층 재료 중 효율 향상 측면에서 장점을 가지고 있는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색(blue), 녹색(green), 적색(red)의 인광 도판트 재료로 사용되고 있으며, 4,4-디카바졸리비페닐(4,4-dicarbazoly비페닐, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure PCTKR2016014605-appb-I000001
그러나 종래의 유기물층 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 성능이 뛰어난 유기물층 재료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 유기 전계 발광 소자의 효율, 수명 및 안정성 등을 향상시킬 수 있는 신규 화합물 및 상기 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000002
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R3)이나, 상기 X1 내지 X8 중 적어도 하나는 N이며;
R1 내지 R3 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R3가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R1 내지 R3의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 있고;
[화학식 2]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000003
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R6)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 하나는 N이며;
R4 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R4 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서의 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60개일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 치환기도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴, 플루오레닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹도 포함하는 것으로 해석된다. 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; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "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 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서의 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화합물은 열적 안정성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000004
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R3)이나, 상기 X1 내지 X8 중 적어도 하나는 N이며;
R1 내지 R3 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R3가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R1 내지 R3의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 있고;
[화학식 2]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000005
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R6)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 하나는 N이며;
R4 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R4 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 신규 화합물은 벤조 이미다조 퀴놀린 유도체는 페난쓰로기가 갖는 높은 전기적 안정성 및 열적 안정성을 갖으며 우수하며 높은 발광 특성을 보이기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층으로 적용될 수 있다. 본 발명의 화합물은 구체적으로 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000006
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R3)이나, 상기 X1 내지 X8 중 적어도 하나는 N이며;
R1 내지 R3 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, 인접하는 다른 R1 또는 R2 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R3가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R1 내지 R3의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 있고;
[화학식 2]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000007
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R6)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 하나는 N이며;
R4 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, 인접하는 R4, R5 또는 R6 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R4 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 발명에서 상기 화학식 1로 대표되는 화합물은 핵심 코어와 EWG가 결합된 듀얼 EWG 타입의 구조적 특징을 가지며, 페난쓰로 이미다졸 유도체에 질소를 도입함으로써 전자 수송 능력을 높여주어 우수한 발광 효율을 보인다. 또한 페난쓰로 이미다졸 유도체의 높은 수명 특성을 유지하며 높은 삼중항 에너지를 갖는 구조적 특징으로 인하여 발광층에서 생성된 엑시톤이 발광층에 인접하는 전자수송층 또는 정공수송층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성이 향상되어 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물은 유기 발광 소자의 전자 수송층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 발광 소자에서 효율의 향상 및 수명 특성 향상이 가능하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것이 발광 효율 측면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 3]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000008
상기 화학식 3에서,
X2, X4, X5 및 X7은 각각 독립적으로 N 또는 C(R3)이나, 상기 X2, X4, X5 및 X7 중 적어도 하나는 N이며;
R1 내지 R3 및 R7 내지 R10 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, 인접하는 다른 R1 내지 R3 중 어느 하나 또는 R7 내지 R10 중 어느 하나 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R3가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R1 내지 R3 및 R7 내지 R10의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 있고;
[화학식 2]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000009
상기 화학식 2에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R6)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 하나는 N이고, 바람직하게는 2개 이상이 N이며;
R4 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기(예컨대, 인접하는 R4, R5 또는 R6 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R4 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 R1 및 R2 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표시되는 치환기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 치환기가 아닌 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 치환기인 것이 발광 효율 측면에서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
[화학식 4]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000010
[화학식 5]
Figure PCTKR2016014605-appb-I000011
상기 화학식 4 및 5에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Y1 내지 Y8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이며;
상기 화학식 5에서 상기 화학식 1에 결합되는 Y1 내지 Y4 중 어느 하나는 C(R11)이고, 이때 상기 R11은 부재이며;
R11은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 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 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 인접하는 기(예컨대, 인접하는 R1 내지 R3 중 어느 하나, 또는 인접하는 다른 R11 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 2로 표시되는 치환기에서 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 퀴나졸리닐기 및 퀴놀리닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 치환기에서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 퀴나졸리닐기 및 퀴놀리닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2016014605-appb-I000012
Figure PCTKR2016014605-appb-I000013
Figure PCTKR2016014605-appb-I000014
Figure PCTKR2016014605-appb-I000015
Figure PCTKR2016014605-appb-I000016
Figure PCTKR2016014605-appb-I000017
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
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 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 수명 개선층, 전자 수송층, 전자수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 벤조 이미다조 퀴놀린 유도체는 페난쓰로기가 갖는 높은 전기적 안정성 및 열적 안정성을 갖으며 우수하며 높은 발광 특성을 보이기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층으로 적용될 수 있다. 특히 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물들을 전자 수송층으로 사용할 경우, 종래의 전자수송 재료에 비해 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 전자 수송층의 재료로서 사용함으로써 유기 발광 소자에서 효율의 향상 및 수명 특성 향상이 가능하다.
한편, 본 발명의 일례에 따르면, 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 녹색의 인광 호스트로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 향상될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 발광층과 전자 수송층 사이에는 전자 수송 보조층이 추가로 적층될 수 있고, 상기 전자수송층 위에는 전자 주입층이 추가로 적층될 수 있다. 본 발명에서 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 전자 수송층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또, 본 발명의 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 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 전자 수송층)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, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 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 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또, 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 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
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] Core 1의 합성
<단계 1> 벤조[h]퀴놀린 -5,6- 디온의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000018
벤조[h]퀴놀린 (68.3g, 381mmol)와, 아세트산 내 오산화요오드 (155.6g, 470mmol)를 110℃에서 2시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춰 물을 첨가하면 고체가 생성된다. 생성된 고체를 걸러내어 클로로포름에 녹인 뒤, 탄산수소나트륨 수용액으로 씻어낸다. MgSO4으로 건조한 후 감압농축시켜 목적 화합물인 벤조[h]퀴놀린-5,6-디온 (52.2g, 수율: 68%)를 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.57 (d, 1H), 8.35 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.75 (m, 2H), 7.36 (t, 1H), 7.06 (t, 1H)
[LCMS] : 209
<단계 2> 2-(4- 브로모페닐 )-3-페닐-3H- 벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000019
질소 기류 하에서 벤조[h]퀴놀린-5,6-디온 (20.0g, 96mmol)와 4-브로모벤즈알데히드 (17.8g, 96mmol)와 아닐린 (115mmol), NH4COAc (7.4g, 961mmol)을 아세트산 400ml에 녹인후 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액을 물에 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 MgSO4 로 건조하였다. 감압 농축시킨 뒤 MC : Hex = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 2-(4-브로모페닐)-3-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 (16.9 g, 수율: 49%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.93 (d, 1H), 8.61 (d, 2H), 8.46 (d, 1H), 7.72 (t, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.63 (m, 4H), 7.49 (t, 2H), 7.39 (d, 2H)
[LCMS] : 450
[ 준비예 2] Core 2의 합성
<단계 1> 벤조[f]이소퀴놀린 -5,6- 디온의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000020
벤조[h]퀴놀린 대신 벤조[f]이소퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1] 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 61.2g (71%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3): δ 9.17 (d, 1H), 9.09 (s, 1H), 8.53 (d, 1H), 7.87 (d, 2H), 7.72 (t, 1H), 7.36 (t, 1H)
[LCMS] : 209
<단계 2> 2-(4- 브로모페닐 )-3-페닐-3H- 벤조[f]이미다조[4,5-h]이소퀴놀린의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000021
벤조[h]퀴놀린-5,6-디온 대신 벤조[f]이소퀴놀린-5,6-디온을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1] 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 18.2g (31%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3): δ 9.32 (s, 1H), 8.52 (d, 2H), 7.75-7.62 (m, 8H), 7.48 (t, 2H), 7.39 (d, 2H)
[LCMS] : 450
[ 준비예 3] Core 3의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000022
상기 [준비예 1]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 13.5 g (41%)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.94 (d, 1H), 8.51 (d, 2H), 8.46 (d, 1H), 7.72 (t, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.63 (m, 4H), 7.48 (t, 2H), 7.38 (d, 2H)
[LCMS] : 450
[ 준비예 4] Core 4의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000023
상기 [준비예 2]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 2의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 12.8 g (38%)을 얻었다.
[LCMS] : 450
[ 준비예 5] Core 5의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000024
질소 기류 하에서 벤조[h]퀴놀린-5,6-디온 (20.0g, 96mmol)와 벤즈알데히드 (10.1g, 96mmol)와 4-브로모아닐린 (115mmol), NH4COAc (7.4g, 961mmol)을 아세트산 400ml에 녹인후 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액을 물에 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 MgSO4 로 건조하였다. 감압 농축 시킨 뒤 MC : Hex = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 (15.9 g, 수율: 47%)을 얻었다.
[LCMS] : 450
[ 준비예 6] Core 6의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000025
벤조[h]퀴놀린-5,6-디온 대신 벤조[f]이소퀴놀린-5,6-디온을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 13.2g (32%)을 얻었다.
[LCMS] : 450
[ 준비예 7] Core 7의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000026
상기 [준비예 5]와 동일한 과정을 수행하여 Core 5의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 15.8 g (42%)을 얻었다.
[LCMS] : 450
[ 준비예 8] Core 8의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000027
상기 [준비예 6]와 동일한 과정을 수행하여 Core 6의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 11.8 g (39%)을 얻었다.
[LCMS] : 450
[ 준비예 9] 2-(4- 클로로페닐 )-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000028
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (37g, 0.14mol)와, (4-클로로페닐)보로닉산 (23.8g, 0.15mol)을 150ml THF 에 완전히 녹인 후 2M K2CO3(80ml)을 첨가하고, Pd(PPh3)4 (3.2g, 2.7mmol)을 넣은 후 5시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고, 물 층을 제거하고 MgSO4으로 건조한 후 감압농축시키고 THF : Hex = 1:6으로 컬럼하여 목적 화합물인 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (34g, 수율: 72%)를 얻었다.
[LCMS] : 344
[ 준비예 10] 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)-1,3,5-트리아진의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000029
질소 기류 하에서 2-(4-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (34g, 98.9mmol)과 비스(피나콜라토)디보론 (27.6g, 108mmol) 및 KOAc (29.1g, 296mmol)을 섞고 디옥산 100ml에 첨가하고 교반하면서 가열하였다. 환류되는 상태에서 Pd(dba)3 (1.7g, 2.94mmol)과 P(Cy)3 (1.6g, 5.9mmol)을 넣고 10시간 동안 가열, 교반하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액을 물에 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 MgSO4 로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 목적 화합물인 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 (35g, 수율:81%)을 제조하였다.
[LCMS] : 435
[ 준비예 11] 4-(4- 클로로페닐 )-2,6- 디페닐피리미딘의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000030
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-클로로-2,6-디페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 12.5 g (82%)을 얻었다.
[LCMS] : 343
[ 준비예 12] 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-(4- 클로로페닐 )-2- 페닐피리미딘의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000031
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-클로로-2-페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 10.2 g (77%)을 얻었다.
[LCMS] : 419
[ 준비예 13] 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-(4- 클로로페닐 )-6-페닐-1,3,5-트리아진의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000032
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 9]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 12.8 g (82%)을 얻었다.
[LCMS] : 420
[ 준비예 14] 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)피리미딘의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000033
2-(4-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-(4-클로로페닐)-2,6-디페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 10]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 11.3 g (80%)을 얻었다.
[LCMS] : 434
[ 준비예 15] 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000034
2-(4-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-6-(4-클로로페닐)-2-페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 10]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 13.1 g (82%)을 얻었다.
[LCMS] : 510
[ 준비예 16] 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000035
2-(4-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-(4-클로로페닐)-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 10]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 10.7 g (79%)을 얻었다.
[LCMS] : 511
[ 합성예 1] 화합물 1의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000036
질소 기류 하에서 3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 (10.2g, 22.7mmol)와 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 (11.8g, 27.2mmol) 및 K2CO3 (6.2g , 45.4mmol)를 섞고 디옥산 150ml와 물 30 ml를 첨가한 뒤, Pd(PPh3)4 (1.3g, 0.9mmol)를 넣고 4시간 동안 가열 및 교반하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액을 물에 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 MgSO4 로 건조하였다. 감압 농축 시킨 뒤 MC : Hex = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 1 (9.6g, 수율: 63%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 2] 화합물 2의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000037
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 8.2 g (63%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 3] 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000038
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.3g (53%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 4] 화합물 4의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000039
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.5g (56%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 5] 화합물 13의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000040
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[f]이미다조[4,5-h]이소퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.2g (66%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 6] 화합물 14의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000041
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 5]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.3g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 7] 화합물 15의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000042
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.3g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 8] 화합물 16의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000043
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 5]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.3g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 9] 화합물 25의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000044
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 1-(4-브로모페닐)-2-페닐-1H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.5g (64%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 10] 화합물 26의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000045
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 9]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.8g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 11] 화합물 27의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000046
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 9]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.4g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 12] 화합물 28의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000047
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 9]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.8g (58%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 13] 화합물 37의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000048
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 1-(4-브로모페닐)-2-페닐-1H-벤조[f]이미다조[4,5-h]이소퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.5g (64%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 14] 화합물 38의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000049
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 13]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.2g (43%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 15] 화합물 39의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000050
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 13]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.2g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 16] 화합물 40의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000051
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 13]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.3g (56%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 17] 화합물 49의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000052
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 2-(4-브로모페닐)-3-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.1g (67%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 18] 화합물 50의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000053
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 17]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.4g (58%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 19] 화합물 51의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000054
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 17]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.2g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 20] 화합물 52의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000055
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 17]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.6g (63%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 21] 화합물 61의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000056
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 2-(4-브로모페닐)-3-페닐-3H-벤조[f]이미다조[4,5-h]이소퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.7g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 22] 화합물 62의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000057
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 21]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.1g (57%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 23] 화합물 63의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000058
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 21]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.6g (58%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 24] 화합물 64의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000059
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 21]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.2g (42%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 25] 화합물 73의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000060
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 2-(4-브로모페닐)-1-페닐-8,9-디하이드로-1H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.2g (63%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 26] 화합물 74의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000061
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 25]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.4g (59%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 27] 화합물 75의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000062
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 25]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 10.1g (72%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 28] 화합물 76의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000063
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 25]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.4g (65%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[ 합성예 29] 화합물 85의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000064
3-(4-브로모페닐)-2-페닐-3H-벤조[h]이미다조[4,5-f]퀴놀린 대신 2-(4-브로모페닐)-1-페닐-1H-벤조[f]이미다조[4,5-h]이소퀴놀린을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.2g (72%)을 얻었다.
[LCMS] : 679
[ 합성예 30] 화합물 86의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000065
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 29]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.2g (62%)을 얻었다.
[LCMS] : 678
[ 합성예 31] 화합물 87의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000066
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 29]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.5g (59%)을 얻었다.
[LCMS] : 755
[ 합성예 32] 화합물 88의 합성
Figure PCTKR2016014605-appb-I000067
2,4-디페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-페닐-6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리미딘을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 29]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.1g (64%)을 얻었다.
[LCMS] : 754
[실시예 1 내지 25] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성된 화합물 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16, 25, 26, 27, 28, 37, 38, 39, 40, 49, 50, 51, 52, 62, 64, 74, 76, 86, 88 를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저. ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm)/화합물 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16, 25, 26, 27, 28, 37, 38, 39, 40, 49, 50, 51, 52, 62, 64, 74, 76, 86, 88 각각의 화합물 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 1 대신 Alq3을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 1 내지 25 및 비교예 1,2 에서 사용된 NPB, AND 및 Alq3의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2016014605-appb-I000068
[평가예 1]
실시예 1 내지 25 및 비교예 1,2 에서 각각 제작한 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율, 발광파장을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 전자 수송층 구동전압(V) 발광피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 화합물 1 4.2 453 8.2
실시예 2 화합물 2 3.7 455 7.9
실시예 3 화합물 3 3.4 456 7.4
실시예 4 화합물 4 3.7 454 8.6
실시예 5 화합물 13 3.8 453 9.3
실시예 6 화합물 14 3.6 454 8.2
실시예 7 화합물 15 4.1 455 8.7
실시예 8 화합물 16 4.2 456 8.3
실시예 9 화합물 25 4.3 456 7.4
실시예 10 화합물 26 3.5 456 8.5
실시예 11 화합물 27 3.3 457 8.6
실시예 12 화합물 28 3.6 456 8.3
실시예 13 화합물 37 3.7 455 7.4
실시예 14 화합물 38 4.2 456 8.3
실시예 15 화합물 39 3.5 455 8.2
실시예 16 화합물 40 3.8 452 8.4
실시예 17 화합물 49 3.9 453 7.5
실시예 18 화합물 50 4.1 458 7.2
실시예 19 화합물 52 4.3 454 8.1
실시예 20 화합물 62 3.6 455 8.2
실시예 21 화합물 64 4.2 452 8.1
실시예 22 화합물 74 3.9 453 7.3
실시예 23 화합물 76 4.1 458 7.2
실시예 24 화합물 86 3.7 453 7.3
실시예 25 화합물 88 4.2 455 7.2
비교예 1 Alq3 4.7 459 5.6
비교예 2 - 4.8 460 6.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 25)는 종래의 Alq3를 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 1) 및 전자 수송층이 없는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 2)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000069
    상기 화학식 1에서,
    X1 내지 X8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R3)이나, 상기 X1 내지 X8 중 적어도 하나는 N이며;
    R1 내지 R3 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R3가 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R1 내지 R3의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 있고;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000070
    상기 화학식 2에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R6)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 하나는 N이며;
    R4 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R4 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000071
    상기 화학식 3에서,
    X2, X4, X5 및 X7은 각각 독립적으로 N 또는 C(R5)이나, 상기 X2, X4, X5 및 X7 중 적어도 하나는 N이며;
    R1 내지 R3 및 R7 내지 R10 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R3이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R1 내지 R3 및 R7 내지 R10의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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 있고;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000072
    상기 화학식 2에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R6)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 하나는 N이며;
    R4 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 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 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 상기 R6이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표시되는 치환기인 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 두 개는 N인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 치환기가 아닌 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 치환기인 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000073
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000074
    상기 화학식 4 및 5에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Y1 내지 Y8은 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이며;
    상기 화학식 5에서 상기 화학식 1에 결합되는 Y1 내지 Y4 중 어느 하나는 C(R11)이고, 이때 상기 R11은 부재이며;
    R11은 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 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 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, 상기 R11이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 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 60개의 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 아릴포스파닐기, 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.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 퀴나졸리닐기 및 퀴놀리닐기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 R4 및 R5는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프탈레닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 퀴나졸리닐기 및 퀴놀리닐기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000075
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000076
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000077
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000078
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000079
    Figure PCTKR2016014605-appb-I000080
  9. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층, 전자 주입층, 수명 개선층, 발광층 및 발광 보조층으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114394982A (zh) * 2022-01-28 2022-04-26 武汉天马微电子有限公司 一种有机化合物、包含其的oled器件及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040209117A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-21 Xerox Corporation Organic light emitting devices
KR101297158B1 (ko) * 2010-02-22 2013-08-21 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR20140008024A (ko) * 2012-07-10 2014-01-21 에스에프씨 주식회사 방향족 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20150064804A (ko) * 2013-12-03 2015-06-12 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
US20150263295A1 (en) * 2013-09-30 2015-09-17 Boe Technology Group Co., Ltd. Imidazole[4,5-f][1,10]phenanthroline derivatives, method of preparing the same, and use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040209117A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-21 Xerox Corporation Organic light emitting devices
KR101297158B1 (ko) * 2010-02-22 2013-08-21 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR20140008024A (ko) * 2012-07-10 2014-01-21 에스에프씨 주식회사 방향족 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
US20150263295A1 (en) * 2013-09-30 2015-09-17 Boe Technology Group Co., Ltd. Imidazole[4,5-f][1,10]phenanthroline derivatives, method of preparing the same, and use thereof
KR20150064804A (ko) * 2013-12-03 2015-06-12 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114394982A (zh) * 2022-01-28 2022-04-26 武汉天马微电子有限公司 一种有机化合物、包含其的oled器件及其应用

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