WO2017209487A1 - 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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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 the phosphorescent dopant material, 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is used as the 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):
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 2 ), but at least two of Z 1 to Z 3 are N;
  • n is an integer from 0 to 4.
  • R 1 is 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, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups, C 1 to C 40 alkylsilyl group, C 6 to C 60 arylsilyl group, C 1 to C 40 alkyl boron group, C 6 to C 60 aryl boron group, C 6 to C 60 arylphosphanyl group, C 6 ⁇ C 60 mono or is selected from diaryl phosphine group P and the group consisting of C 6 ⁇ C 60 aryl group of an amine of, when the plurality of R 1 individual, a plurality of R 1 are the same or different
  • L is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 30 nuclear atoms;
  • R 2 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 3 -C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups , C 1 ⁇ 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 phospha A silyl group, a C 6 -C 60 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 -C 60 arylamine group;
  • the arylene group and heteroarylene group of L the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl of R 1 and R 2
  • the group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, aryl phosphanyl group, aryl phosphinyl group and aryl amine 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 of the alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 6 ⁇ aryloxy C 60, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryl
  • D is a substituent represented by the following formula (2);
  • n is an integer of 1 or 2, and when n is 2, the two Ds are the same or different from each other;
  • Ar 1 and Ar 2 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 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood group and a C 6 ⁇ is selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 of the;
  • Alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl of Ar 1 and Ar 2 Boron group, arylphosphanyl group, arylphosphinyl group and arylamine 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 60 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
  • 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 is a compound represented by the formula (1) It provides an organic electroluminescent device comprising a.
  • 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.
  • 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 represented by Formula 1 of the present invention may be used as a material of the organic material layer of the organic electroluminescent device because of its excellent thermal stability and luminescence properties.
  • an organic electroluminescent device having excellent light emission performance, low driving voltage, high efficiency, and long life compared to a conventional host material can be manufactured. Full color display panels with improved performance and lifetime can also be manufactured.
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 2 ), but at least two of Z 1 to Z 3 are N;
  • n is an integer from 0 to 4.
  • R 1 is heavy hydrogen, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, a cycloalkyl group of C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ C 40 of nuclear atoms 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups, C 1 to C 40 alkylsilyl group, C 6 to C 60 arylsilyl group, C 1 to C 40 alkyl boron group, C 6 to C 60 aryl boron group, C 6 to C 60 arylphosphanyl group, C 6 ⁇ C 60 mono or is selected from diaryl phosphine group P and the group consisting of C 6 ⁇ C 60 aryl group of an amine of, when the plurality of R 1 individual, a pluralit
  • L is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 30 nuclear atoms;
  • R 2 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 3 -C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups , C 1 ⁇ 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 phospha A silyl group, a C 6 -C 60 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 -C 60 arylamine group;
  • the arylene group and heteroarylene group of L the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl of R 1 and R 2
  • the group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, aryl phosphanyl group, aryl phosphinyl group and aryl amine 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 of the alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 6 ⁇ aryloxy C 60, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryl
  • D is a substituent represented by the following formula (2);
  • n is an integer of 1 or 2, and when n is 2, the two Ds are the same or different from each other;
  • Ar 1 and Ar 2 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 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood group and a C 6 ⁇ is selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 of the;
  • Alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl of Ar 1 and Ar 2 boron group, an aryl phosphazene group, an aryl Phosphinicosuccinic group and aryl amine groups are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, 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 60 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
  • novel compounds of the present invention can be represented by the following formula (1):
  • Z 1 to Z 3 are each independently N or C (R 2 ), but at least two of Z 1 to Z 3 are N;
  • n is an integer of 0 to 4, preferably an integer of 1 or 2;
  • R 1 is 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, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups, C 1 to C 40 alkylsilyl group, C 6 to C 60 arylsilyl group, C 1 to C 40 alkyl boron group, C 6 to C 60 aryl boron group, C 6 to C 60 arylphosphanyl group, C 6 ⁇ C 60 mono or is selected from diaryl phosphine group P and the group consisting of C 6 ⁇ C 60 aryl group of an amine of, when the plurality of R 1 individual, a plurality of R 1 are the same or different
  • L is selected from the group consisting of a single bond, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms and a heteroarylene group having 5 to 30 nuclear atoms;
  • R 2 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 3 -C 40 cycloalkyl group, 3 to 40 heterocycloalkyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, C 1 to C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryloxy groups , C 1 ⁇ 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 phospha A silyl group, a C 6 -C 60 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 -C 60 arylamine group;
  • the arylene group and heteroarylene group of L the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl of R 1 and R 2
  • the group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, aryl phosphanyl group, aryl phosphinyl group and aryl amine 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 of the alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 6 ⁇ aryloxy C 60, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy groups, C 6 to C 60 aryl
  • D is a substituent represented by the following formula (2);
  • n is an integer of 1 or 2, and when n is 2, the two Ds are the same or different from each other;
  • Ar 1 and Ar 2 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 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood group and a C 6 ⁇ is selected from the group consisting of an aryl amine of the C 60 of the;
  • Alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl of Ar 1 and Ar 2 Boron group, arylphosphanyl group, arylphosphinyl group and arylamine 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 60 heteroaryl group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 in the arylamine group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of
  • the condensation compound having excellent electronwithdrawing froup (EWG) properties represented by Formula 1 of the present invention is electrochemically stable and superior in electron mobility as well as high glass transition temperature and thermal stability compared to a six-membered heterocyclic structure. This is excellent.
  • the compound represented by Formula 1 of the present invention is excellent in electron transport ability and luminescence properties
  • the material of any one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer that is an organic material layer of the organic electroluminescent device can be used as Preferably, the light emitting layer, the electron transporting layer and the electron transporting layer further laminated on the electron transporting layer can be used as a material of any one of the material, more preferably the electron transporting layer, or the electron transporting auxiliary layer.
  • the compound represented by Formula 1 of the present invention when used in an organic electroluminescent device, not only excellent thermal stability and carrier transport ability (especially electron transport ability and light emission ability) can be expected, but also the driving voltage, efficiency, Lifespan, etc. can be improved, and the high triplet energy can represent an excellent efficiency increase due to the triplet-triplet fusion (TTF) effect as the latest ETL material.
  • TTF triplet-triplet fusion
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention is a material in which the indene derivative containing nitrogen (N) and the phosphine-oxide functional group (phosphinyl group), which are well known, are very advantageous for electron injection and have a long lifetime. Show characteristics The excellent electron transport ability can have high efficiency and fast mobility in the organic EL device.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention is a material consisting of a combination of an indene derivative containing nitrogen (N) and a phosphine-oxide functional group (phosphinyl group) generally shows a wide band gap value of the substituent It is easy to adjust HOMO and LUMO energy levels according to the direction or location. In the organic electroluminescent device using such a compound, high electron transport can be seen.
  • the compound of Formula 1 may be a compound represented by the following formula (3):
  • R 3 and R 4 are each independently hydrogen, deuterium, an alkyl group of C 1 to C 40 , an aryl group of C 6 to C 60 , a heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, and an arylamine group of C 6 to C 60 Selected from the group consisting of, R 3 and R 4 are not all hydrogen;
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group and arylamine group of R 3 and R 4 are each independently deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C Or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of 2 to C 40 alkynyl groups, C 6 to C 60 aryl groups, 5 to 60 heteroaryl groups, and C 6 to C 60 arylamine groups Ring, and when substituted with a plurality of substituents, they may be the same or different from each other,
  • Z 1 to Z 3 , L, D and n are each as defined in Chemical Formula 1.
  • the compound of Formula 1 may be a compound represented by the following formula (4):
  • R 1 , L, D, m and n are each as defined in Formula 1 above.
  • R 1 may be selected from the group consisting of phenyl group, biphenyl group, naphthalenyl group, phenanthrenyl group and triphenylenyl group.
  • At least one of the R 3 and R 4 may be selected from the group consisting of phenyl group, biphenyl group, naphthalenyl group, phenanthrenyl group and triphenylenyl group.
  • L may be a linker represented by the following formula (5):
  • L 1 to L 3 may be each independently selected from the group consisting of a single bond, a phenylene group, a pyridinyl group, and a naphthalenyl group.
  • L when n is 1, L may be a linker selected from the group consisting of A1 to A5, and when n is 2, L is in the group consisting of B1 to B4
  • the linker of choice may be, but is not limited to:
  • A1 to A5 and B1 to B4 * means a part where a bond is made.
  • any one of the two bond lines ( ⁇ *) in A1 to A5 may bind to an indene derivative including N, and the other may bind to D.
  • any one of the three bond lines (-*) may bind to the indene derivative including N, and the other two bond lines may bind to two Ds, which may be the same or different from each other.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently selected from the group consisting of C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group and 5 to 60 heteroaryl group of nuclear atoms Can be selected.
  • Ar 1 and Ar 2 may be each independently represented by a substituent represented by the following formula (6):
  • X 1 to X 5 are each independently N or C (R 5 );
  • R 5 is hydrogen, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, are selected from the group consisting of C 6 ⁇ C 60 aryl group and the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group for, when the R 5 a plurality individual, a plurality of R 5 Are the same or different from each other;
  • the alkyl group, aryl group and heteroaryl group of R 5 are each independently C 1 ⁇ C 40 Alkyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 Alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 Aryl group, When substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of 5 to 60 heteroaryl groups having 5 to 60 nuclear atoms, and arylamine groups having 6 to C 60 atoms, they may be the same or different from each other. Can be.
  • Ar 1 and Ar 2 may each independently be a substituent represented by any one of the following C1 to C58:
  • 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 by a synthetic method represented by Scheme 1 below, but is not limited thereto and may be synthesized by 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.
  • Y 1 , Y 2 and Y 3 may be each independently selected from the group consisting of hydrogen, Cl and Br,
  • R 3 , R 4 , L, n, Ar 1 and Ar 2 are each as defined in Chemical Formulas 1 and 2 above.
  • 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 compound represented by Chemical Formula 1 is basically excellent in electrochemical stability, high glass transition temperature and carrier transport ability, and electron mobility is also very excellent, showing the characteristics of blue emission efficiency is increased.
  • the materials represented by Chemical Formula 1 are structurally characterized by combining a core core and an electron-withdrawing group (EWG), and are particularly excellent in electron mobility and excellent in high glass transition temperature and thermal stability. Therefore, the organic material layer including the compound represented by Formula 1 is preferably a light emitting layer, an electron transport layer or an electron transport auxiliary layer.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescent device may include a host material, and may include a compound represented by Chemical Formula 1 as the host material.
  • 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 the compound represented by the formula (1), preferably the light emitting layer, electron transport layer or electron
  • the transport auxiliary layer may include a compound represented by Chemical Formula 1.
  • 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 a material known in the art, except that at least one of the organic material layers (for example, an electron transporting layer or an electron transporting auxiliary layer) is formed to include the compound represented by Formula 1 above. And other organic material layers and electrodes using the method.
  • the organic material layers for example, an electron transporting layer or an electron transporting auxiliary 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.
  • target compound 20.2 was carried out in the same manner as in Step 2 of [Preparation Example 1]. g (yield 90%) was obtained.
  • Step 2 Synthesis of diphenyl (6- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) naphthalen-2-yl) phosphine oxide
  • 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
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Alq 3 was used instead of the compound 2 as the electron transporting layer material.
  • a blue organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 2 was not used as the electron transporting material.
  • Example 1 Compound 2 3.8 452 7.5
  • Example 2 Compound 3 4.2 452 8.0
  • Example 3 Compound 10 3.6 453 7.8
  • Example 4 Compound 19 3.3 452 8.2
  • Example 5 Compound 21 3.8 453 8.0
  • Example 6 Compound 29 4.1 452 7.8
  • Example 7 Compound 36 3.9 455 8.4
  • Example 8 Compound 37 3.6 450 8.5
  • Example 9 Compound 43 3.3 452 7.7
  • Example 10 Compound 47 3.6 453 7.9
  • Example 11 Compound 51 3.9 450 8.3
  • Example 12 Compound 62 4.0 454 7.9
  • Example 13 Compound 64 3.9 452 8.1 Comparative Example 1 Alq 3 5.4 458 5.5 Comparative Example 2 - 4.9 460 5.8
  • the blue organic electroluminescent devices (Examples 1 to 13) using the compound of the present invention in the electron transporting layer were prepared using a blue organic electroluminescent device (comparative example 1) using Alq 3 as the electron transporting layer. 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.
  • a glass substrate coated with ITO Indium tin oxide
  • ITO Indium tin oxide
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol
  • UV OZONE cleaner Power sonic 405, Hwashin Tech
  • DS-205 Doosan Electronics, 80 nm
  • NPB 15 nm
  • DS-405 Doosan Electronics, 30nm
  • Compound 20 25, 83, 95 , 107, 110, 123, 131, 144, 153 (5 nm) / Alq 3 (25 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) were laminated in order to prepare an organic EL device.
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 12, except that Compound 3 was not used as the electron transport auxiliary layer material, and Alq 3 , which is an electron transport layer material, was deposited at 30 nm instead of 25 nm. .
  • Example 14 Compound 3 4.4 456 8.7 Example 15 Compound 6 3.3 450 8.5 Example 16 Compound 15 3.7 452 9.0 Example 17 Compound 21 3.8 455 8.2 Example 18 Compound 33 3.6 458 7.9 Example 19 Compound 37 3.9 458 8.5 Example 20 Compound 51 3.5 450 8.8 Example 21 Compound 59 4.1 452 8.5 Example 22 Compound 62 3.7 455 7.5 Example 23 Compound 64 3.8 456 8.4 Comparative Example 3 - 4.8 458 6.0
  • the blue organic electroluminescent devices (Examples 14 to 23) using the compound of the present invention in the electron transport auxiliary layer were compared to the blue organic electroluminescent devices (Comparative Example 3) without the electron transport auxiliary layer. It was found to exhibit excellent performance in terms of current efficiency, light emission peak, and driving voltage.
  • 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 발광층, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층에 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-dicarbazolybiphenyl, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure PCTKR2017005636-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 PCTKR2017005636-appb-I000002
상기 화학식 1에서,
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R2)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 N이며;
m은 0 내지 4의 정수이며;
R1은 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, C1~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 선택되고, 상기 R1이 복수 개인 경우, 복수 개의 R1은 서로 동일하거나 상이하며;
L은 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
R2는 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, C1~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 선택되며;
상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 및 R2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하며;
D는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이며;
n은 1 또는 2의 정수이고, n이 2인 경우 2개의 D는 서로 동일하거나 상이하며;
[화학식 2]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000003
상기 화학식 2에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Ar1 및 Ar2는 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, C1~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 선택되며;
상기 Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하다.
또한, 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 전술한 화학식 1로 표시되는 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 60일 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 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 발광 특성이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 인광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래의 호스트 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000004
상기 화학식 1에서,
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R2)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 N이며;
m은 0 내지 4의 정수이며;
R1은 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, C1~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 선택되고, 상기 R1이 복수 개인 경우, 복수 개의 R1은 서로 동일하거나 상이하며;
L은 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
R2는 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, C1~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 선택되며;
상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 및 R2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하며;
D는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이며;
n은 1 또는 2의 정수이고, n이 2인 경우 2개의 D는 서로 동일하거나 상이하며;
[화학식 2]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000005
상기 화학식 2에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Ar1 및 Ar2는 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, C1~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 선택되며;
상기 Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 신규 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000006
상기 화학식 1에서,
Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R2)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 N이며;
m은 0 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 1 또는 2의 정수이며;
R1은 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, C1~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 선택되고, 상기 R1이 복수 개인 경우, 복수 개의 R1은 서로 동일하거나 상이하며;
L은 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
R2는 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, C1~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 선택되며;
상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 및 R2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하며;
D는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이며;
n은 1 또는 2의 정수이고, n이 2인 경우 2개의 D는 서로 동일하거나 상이하며;
[화학식 2]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000007
상기 화학식 2에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
Ar1 및 Ar2는 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, C1~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 선택되며;
상기 Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 EWG(electronwithdrawing froup) 특성이 우수한 축합 화합물은 기존에 알려진 6원의 헤테로환 구조에 비해 전기화학적으로 안정하고, 전자 이동성이 우수할 뿐만 아니라 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다. 이로 인해, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송 능력 및 발광 특성이 우수하여, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다. 바람직하게는 발광층, 전자 수송층 및 전자 수송층에 추가로 적층되는 전자수송 보조층 중 어느 하나의 재료, 보다 바람직하게는 전자 수송층, 또는 전자수송 보조층의 재료로 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자에 사용할 경우, 우수한 열적 안정성 및 캐리어 수송능(특히, 전자 수송능 및 발광능)을 기대할 수 있을 뿐만 아니라 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있고, 높은 삼중항 에너지에 의해 최신 ETL 재료로서 TTF(triplet-triplet fusion) 효과로 인한 우수한 효율 상승을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 질소(N)를 포함하는 인덴 유도체와 기존에 잘 알려진 포스핀-옥사이드 기능기(포스피닐기)가 결합된 재료들은 전자 주입에 매우 유리할 뿐만 아니라 장수명 특성을 보여준다. 우수한 전자수송 능력은 유기 전계 발광 소자에서 높은 효율과 빠른 이동성(mobility)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 질소(N)를 포함하는 인덴 유도체와 포스핀-옥사이드 기능기(포스피닐기)의 결합으로 이루어지는 재료들은 일반적으로 넓은 밴드갭 값을 보여주며 치환기의 방향이나 위치에 따라 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 조절이 용이하다. 이러한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자에서 높은 전자 수송성을 보일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000008
상기 화학식 3에서,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되나, R3 및 R4가 모두 수소는 아니며;
상기 R3 및 R4의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
Z1 내지 Z3, L, D 및 n 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 4]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000009
상기 화학식 4에서,
R1, L, D, m 및 n 각각은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1은 페닐기, 비페닐기, 나프탈레닐기, 페난트렌닐기 및 트리페닐레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 페닐기, 비페닐기, 나프탈레닐기, 페난트렌닐기 및 트리페닐레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L은 하기 화학식 5로 표시되는 링커일 수 있다:
[화학식 5]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000010
상기 화학식 5에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 피리디닐기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 n이 1인 경우 L은 하기 A1 내지 A5로 이루어진 군에서 선택되는 링커일 수 있고, n이 2인 경우 L은 하기 B1 내지 B4로 이루어진 군에서 선택되는 링커일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2017005636-appb-I000011
Figure PCTKR2017005636-appb-I000012
상기 A1 내지 A5 및 B1 내지 B4에서, *은 결합이 이루어지는 부분을 의미한다. 또한, 상기 A1 내지 A5에서 두 결합선(ㅡ*) 중 어느 하나는 N을 포함하는 인덴 유도체에 결합하고, 다른 하나는 D에 결합할 수 있다. B1 내지 B4에서 3개의 결합선(ㅡ*) 중 어느 하나는 N을 포함하는 인덴 유도체에 결합하고, 나머지 두 결합선은 서로 동일하거나 상이한 2개의 D에 각각 결합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 6으로 표시되는 치환기로 표시될 수 있다:
[화학식 6]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000013
상기 화학식 6에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
X1 내지 X5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R5)이며;
R5는 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R5가 복수 개인 경우, 복수 개의 R5는 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R5의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 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 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 C1 내지 C58 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure PCTKR2017005636-appb-I000014
상기 C1 내지 C58에서, *은 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
본 발명의 화학식1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2017005636-appb-I000015
Figure PCTKR2017005636-appb-I000016
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1로 표시되는 합성방법에 의해 합성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 일반적인 합성방법으로도 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.
[반응식 1]
Figure PCTKR2017005636-appb-I000017
상기 반응식 1에서,
Y1, Y2 및 Y3 은 각각 독립적으로 수소, Cl 및 Br로 이루어진 군에서 선택될 수 있고,
R3, R4, L, n, Ar1 및 Ar2 각각은 상기 화학식 1 및 2에서 정의된 바와 같다.
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 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 기본적으로 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도와 캐리어 수송 능력이 우수하며, 전자 이동성 또한 매우 우수하여 청색 발광 효율이 상승되는 특성들을 나타낸다. 상기 화학식 1로 대표되는 재료들은 핵심 코어와 EWG(electron-withdrawing group)과 결합하는 것이 구조적인 특징적이며, 전자 이동성이 특히 우수할 뿐 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다. 따라서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층인 것이 바람직하다.
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 발광층, 전자 수송층 또는 전자 수송 보조층이 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 또는 전자 수송 보조층)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] 2- 브로모 - [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
<단계 1> [(2- 피리디닐아미노 ) 티옥소메틸 ]-, 에틸에스터(9CI)의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000018
2-아미노피리딘 100 g (1.06 mol)에 디클로로메탄 500 mL를 가하였다. 0℃로 냉각하고 에톡시카보닐 이소시아네이트 139.3 g (1.06 mol)를 15분에 걸쳐 천천히 적가하였다. 반응액을 상온으로 올리고 20시간 교반하였다. 감압증류하여 용매를 적절히 제거하고 여과하였다. 훈풍 건조 후 목적 화합물 215 g (수율 90%)을 얻었다.
<단계 2> [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘 -2- 아민의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000019
하이드록실아민 하이드로클로라이드 298 g (4.29 mol)에 EtOH/MeOH (1:1, 2.15 L) 혼합용매를 가하였다. 트리에틸아민 399 mL (2.86 mol)를 반응액에 가하고 1시간 교반하였다. [(2-피리디닐아미노)티옥소메틸]-, 에틸에스터 (9CI) 215 g (0.95 mol)을 첨가하고 서서히 온도를 올려주어 3시간 동안 가열환류하였다. 온도를 상온으로 냉각하고 생성된 고체를 여과하였다. 얻어진 고체 생성물을 합하여 정제수, EtOH/MeOH 혼합용매 및 n-헥산으로 세척하고 훈풍 건조하여 목적 화합물 115 g (수율 90%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.50 (dd, 1H), 7.39 (t, 1H), 7.29 (dd, 1H), 6.81 (t, 1H), 5.97 (s, 2H)
[LCMS] : 134
<단계 3> 2- 브로모 - [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000020
[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘-2-아민 115 g (0.86 mol)에 CuBr2 57.5 g (0.26 mol)과 THF 1.2 L를 가하였다. 반응액을 0℃로 냉각하고 HBr 1.2 L를 천천히 첨가하고 NaNO2 177 g (2.57 mol)을 정제수 600 mL에 용해시켜 천천히 적가하였다. 반응액을 상온에서 12시간 교반하였다. 반응액에 수산화나트륨수용액 500 mL 가하고 1 시간 교반 후 혼합액을 E.A 2 L로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 102 g (수율 60%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.92 (dd, 1H), 7.78 (dd, 1H), 7.72 (td, 1H), 7.23 (td, 1H)
[LCMS] : 198
[ 준비예 2] 2- 브로모 -8-페닐- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
<단계 1> N-[[(3- 브로모 -2- 피리디닐 )아미노] 티옥소메틸 ]-, 에틸에스터의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000021
반응물로 2-아미노-3-브로모피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 32 g (수율 88%)을 얻었다.
<단계 2> 8- 브로모 - [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘 -2- 아민의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000022
반응물로 N-[[(3-브로모-2-피리디닐)아미노]티옥소메틸]-, 에틸에스터를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 20.2 g (수율 90%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, CDCl3) : δ 8.54 (d, 1H), 7.69 (d, 1H), 6.77 (t, 1H), 6.22 (s, 2H)
[LCMS] : 213
<단계 3> 2- 브로모 - [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000023
8-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘-2-아민 20 g (93.9 mmol)과 페닐보로닉산 13.7 g (113 mmol)에 디옥산 300 mL, H2O 100 mL를 가하였다. Pd(PPh3)4 5.4 g (4.7 mmol), K2CO3 38.9 g (282 mmol)을 첨가 후 120℃에서 3시간 가열환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL로 반응을 종결하였다. 혼합액을 E.A 500 mL로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 16.8 g (수율 85%)을 얻었다.
[LCMS] : 210
<단계 4> 2- 브로모 -8-페닐- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000024
반응물로 2-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 14.2 g (수율 65%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.92 (dd, 1H), 8.02 (m, 2H), 7.96 (dd, 1H), 7.52 (t, 2H), 7.46 (d, 1H), 7.33 (t, 1H)
[LCMS] : 274
[ 준비예 3] 2- 브로모 -6-페닐- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000025
반응물로 2-아미노-5-브로모피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 1~4의 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 10.5 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 274
[ 준비예 4] 2- 브로모 -6,8-디페닐- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
<단계 1> [ [(3,5- 디클로로 -2- 피리디닐 )아미노] 티옥소메틸 ]-, 에틸에스터 (9CI)의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000026
반응물로 2-아미노-3,5-디클로로피리딘을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 48 g (수율 92%)을 얻었다.
<단계 2> 6,8- 디클로로 - [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘 -2- 아민의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000027
반응물로 [[(3,5-디클로로-2-피리디닐)아미노]티옥소메틸]-, 에틸에스터 (9CI)을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 29.8 g (수율 90%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, DMSO) : δ 8.88 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 6.36 (s, 2H)
[LCMS] : 203
<단계 3> 6,8-디페닐- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘 -2- 아민의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000028
6,8-디클로로-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘-2-아민 29 g (0.14 mol)과 페닐보로닉산 41.8 g (0.34 mol)에 디옥산 400 mL, H2O 150 mL를 가하였다. Pd(OAc)2 3.2 g (0.014 mol), XPhos 13.6 g (0.0.09 mol), Cs2CO3 140 g (0.43 mol)을 첨가 후 120℃에서 3시간 가열환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 500 mL로 반응을 종결하였다. 혼합액을 E.A 1 L로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 35.6 g (수율 87%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, CDCl3) : δ 8.49 (d, 1H), 7.95 (d, 2H), 7.76 (d, 1H), 7.59 (d, 2H), 7.49 (m, 4H), 7.42 (t, 2H), 4.60 (s, 2H)
[LCMS] : 286
<단계 4> 2- 브로모 -6,8-디페닐- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000029
반응물로 6,8-디페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘-2-아민을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 1]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 22.3 g (수율 52%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, CDCl3) : δ 8.66 (d, 1H), 8.00 (dd, 2H), 7.92 (d, 1H), 7.60 (d, 2H), 7.52 (m, 4H), 7.46 (d, 2H)
[LCMS] : 350
[ 준비예 5] 2- 브로모 -6,8-디(나프탈렌-1-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000030
반응물로 2-아미노-3,5-디클로로피리딘과 [1,1'-비페닐]-4-일보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 4]의 단계 1~4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.5 g (수율 28%)을 얻었다.
[LCMS] : 502
[ 준비예 6] 2- 브로모 -6,8-디(나프탈렌-2-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000031
반응물로 2-아미노-3,5-디클로로피리딘과 나프탈렌-2-일보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 4]의 단계 1~4와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 16.4 g (수율 28%)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 9.07 (s, 1H), 8.79 (s, 1H), 8.44 (s, 1H), 8.33 (dd, 1H), 8.27 (s, 1H), 8.00 (m, 5H), 7.94 (m, 2H), 7.54 (m, 4H)
[LCMS] : 450
[ 준비예 7] 2-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
<단계 1> 2 -(4- 클로로페닐 )- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000032
반응물로 준비예 1의 2-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.6 g (수율 82%)을 얻었다.
[LCMS] : 229
<단계 2> 2-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)- [1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000033
상기에서 합성된 2-(4-클로로페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘 9.6 g (41.8 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보로란) 12.7 g (50.2 mmol)에 디옥산 200 mL를 가하였다. Pd(dppf)Cl2 1.7 g (2.1 mmol), KOAc 12.3 g (125 mmol)을 반응액에 첨가하였다. 혼합액을 130℃에서 6시간 동안 가열환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 염화암모늄 수용액 300 mL로 반응을 종결시켰다. 혼합액을 E.A 500 mL로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 11.1 g (수율 83%)을 얻었다.
[LCMS] : 321
[ 준비예 8] 2-(3-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000034
반응물로 준비예 1의 2-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (3-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.2 g (수율 40%)을 얻었다.
[LCMS] : 321
[ 준비예 9] 8-페닐-2-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000035
반응물로 준비예 2의 2-브로모-8-페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 10.5 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 397
[ 준비예 10] 디페닐(6-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-2-일)포스핀옥사이드의 합성
<단계 1> (6-브로모나프탈렌-2-일)디페닐포스핀옥사이드의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000036
디페닐포스핀옥사이드 25 g (0.124 mol)과 2-브로모-6-요오드나프탈렌 82.3 g (0.247 mol)에 톨루엔 500 mL를 가하였다. Pd(PPh3)4 7.1 g (6.2 mmol), TEA 51.7 mL (0.371 mol)를 첨가 후 120℃에서 6시간 가열환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL로 반응을 종결하였다. 혼합액을 E.A 500 mL로 추출한 후, 증류수로 세척하였다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류하고 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 24.2 g (수율 48%)을 얻었다.
[LCMS] : 407
<단계 2> 디페닐(6-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-2-일)포스핀옥사이드의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000037
상기에서 합성된 (6-브로모나프탈렌-2-일)디페닐포스핀옥사이드 24 g (를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 14.2 g (수율 43%)을 얻었다.
[LCMS] : 454
[ 준비예 11] 디페닐(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-1-일)포스핀옥사이드의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000038
반응물로 디페닐포스핀옥사이드와 1-브로모-4-요오드나프탈렌을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 10]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.4 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 454
[ 준비예 12] 6-페닐-2-(3-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000039
반응물로 준비예 3의 2-브로모-6-페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (3-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 8.8 g (수율 48%)을 얻었다.
[LCMS] : 397
[ 준비예 13] 6,8-디페닐-2-(4-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보로란 -2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000040
반응물로 준비예 4의 2-브로모-6,8-디페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.2 g (수율 49%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, CDCl3) : δ 8.76 (s, 1H), 8.34 (d, 2H), 8.18 (d, 2H), 7.92 (d, 2H), 7.90 (s, 1H), 7.64 (d, 2H), 7.52 (m, 6H)
[LCMS] : 473
[ 준비예 14] 6,8-디([1,1'-비페닐]-4-일)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000041
반응물로 준비예 5의 6,8-디([1,1'-비페닐]-4-일)-2-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.2 g (수율 49%)을 얻었다.
[LCMS] : 625
[ 준비예 15] 6,8-디(나프탈렌-2-일)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000042
반응물로 준비예 6의 2-브로모-6,8-디(나프탈렌-2-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-클로로페닐)보로닉산을 사용한 것을 제외하고는 [준비예 7]의 단계 1~2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 11.4 g (수율 56%)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[ 합성예 1] 화합물 2의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000043
반응물로 준비예 1의 2-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-브로모페닐)디페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 38%)을 얻었다.
[LCMS] : 395
[ 합성예 2] 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000044
반응물로 준비예 7의 2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-브로모페닐)디페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.7 g (수율 44%)을 얻었다.
[LCMS] : 471
[ 합성예 3] 화합물 6의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000045
반응물로 준비예 8의 2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (3-브로모페닐)디페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 39%)을 얻었다.
[LCMS] : 471
[ 합성예 4] 화합물 10의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000046
반응물로 준비예 7의 2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (5-브로모-1,3-페닐렌)비스(디페닐포스핀옥사이드)를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.4 g (수율 47%)을 얻었다.
[LCMS] : 671
[ 합성예 5] 화합물 15의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000047
반응물로 준비예 9의 8-페닐-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (3-브로모페닐)디페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.2 g (수율 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 547
[ 합성예 6] 화합물 19의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000048
반응물로 준비예 2의 2-브로모-8-페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 준비예 10의 디페닐(6-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-2-일)포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.2 g (수율 55%)을 얻었다.
[LCMS] : 521
[ 합성예 7] 화합물 21의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000049
반응물로 준비예 9의 8-페닐-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘 과 (5-브로모-1,3-페닐렌)비스(디페닐포스핀옥사이드)를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.9 g (수율 60%)을 얻었다.
[LCMS] : 747
[ 합성예 8] 화합물 29의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000050
반응물로 준비예 3의 2-브로모-6-페닐-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 준비예 11의 디페닐(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-1-일)포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.3 g (수율 37%)을 얻었다.
[LCMS] : 521
[ 합성예 9] 화합물 33의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000051
반응물로 준비예 12의 6-페닐-2-(3-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (5-브로모-1,3-페닐렌)비스(디페닐포스핀옥사이드)를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.5 g (수율 60%)을 얻었다.
[LCMS] : 747
[ 합성예 10] 화합물 36의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000052
반응물로 준비예 13의 6,8-디페닐-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-브로모페닐)디페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.7 g (수율 52%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, CDCl3) : δ 8.77 (d, 1H), 8.43 (d, 2H), 8.20 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.76 (m, 8H), 7.68 (dd, 2H), 7.64 (dd, 2H), 7.55 (m, 6H), 7.46 (m, 6H)
[LCMS] : 623
[ 합성예 11] 화합물 37의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000053
반응물로 준비예 13의 6,8-디페닐-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (3-브로모페닐)일페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.4 g (수율 54%)을 얻었다.
1H-NMR (300Mz, CDCl3) : δ 8.78 (d, 1H), 8.39 (d, 2H), 8.19 (d, 2H), 8.03 (d, 1H), 7.91 (d, 1H), 7.84 (d, 1H), 7.72 (t, 3H), 7.69 (m, 5H), 7.56 (m, 7H), 7.46 (m, 7H)
[LCMS] : 623
[ 합성예 12] 화합물 43의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000054
반응물로 준비예 13의 6,8-디페닐-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (5-브로모-1,3-페닐렌)비스(디페닐포스핀옥사이드)를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.3 g (수율 45%)을 얻었다.
[LCMS] : 823
[ 합성예 13] 화합물 47의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000055
반응물로 준비예 14의 6,8-디([1,1'-비페닐]-4-일)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (4-브로모페닐)디페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.3 g (수율 40%)을 얻었다.
[LCMS] : 775
[ 합성예 14] 화합물 51의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000056
반응물로 준비예 5의 6,8-디([1,1'-비페닐]-4-일)-2-브로모-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 준비예 11의 디페닐(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-1-일)포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.3 g (수율 41%)을 얻었다.
[LCMS] : 749
[ 합성예 15] 화합물 59의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000057
반응물로 준비예 15의 6,8-디(나프탈렌-2-일)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (3-브로모페닐)일페닐포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.5 g (수율 40%)을 얻었다.
[LCMS] : 723
[ 합성예 16] 화합물 62의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000058
반응물로 준비예 6의 2-브로모-6,8-디(나프탈렌-2-일)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 준비예 11의 디페닐(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)나프탈렌-1-일)포스핀옥사이드를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 35%)을 얻었다.
[LCMS] : 697
[ 합성예 17] 화합물 64의 합성
Figure PCTKR2017005636-appb-I000059
반응물로 준비예 15의 6,8-디(나프탈렌-2-일)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,2,4]트리아졸로[1,5-a]피리딘과 (5-브로모-1,3-페닐렌)비스(디페닐포스핀옥사이드)를 사용한 것을 제외하고는 [준비예 2]의 단계 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.0 g (수율 49%)을 얻었다.
[LCMS] : 923
[ 실시예 1 내지 13] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성된 화합물 2, 3, 10, 19, 21, 29, 36, 37, 43, 47, 51, 62, 64를 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 2, 3, 10, 19, 21, 29, 36, 37, 43, 47, 51, 62, 64 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 2 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 2를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 1 내지 13 및 비교예 1, 2에서 사용된 NPB, AND 및 Alq3의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2017005636-appb-I000060
[평가예 1]
실시예 1 내지 13 및 비교예 1, 2에서 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 2 3.8 452 7.5
실시예 2 화합물 3 4.2 452 8.0
실시예 3 화합물 10 3.6 453 7.8
실시예 4 화합물 19 3.3 452 8.2
실시예 5 화합물 21 3.8 453 8.0
실시예 6 화합물 29 4.1 452 7.8
실시예 7 화합물 36 3.9 455 8.4
실시예 8 화합물 37 3.6 450 8.5
실시예 9 화합물 43 3.3 452 7.7
실시예 10 화합물 47 3.6 453 7.9
실시예 11 화합물 51 3.9 450 8.3
실시예 12 화합물 62 4.0 454 7.9
실시예 13 화합물 64 3.9 452 8.1
비교예 1 Alq3 5.4 458 5.5
비교예 2 - 4.9 460 5.8
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 13)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.
[실시예 14 내지 23] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성된 화합물 3, 6, 15, 21, 33, 37, 51, 59, 62, 64를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm)/ 화합물 20, 25, 83, 95, 107, 110, 123, 131, 144, 153 (5 nm)/Alq3 (25 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
[비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
전자수송 보조층 물질로서 화합물 3을 사용하지 않고, 전자 수송층 물질인 Alq3를 25 nm 대신 30 nm로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 12와 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
*
[평가예 2]
실시예 14 내지 23 및 비교예 3에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 전자수송 보조층 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 14 화합물 3 4.4 456 8.7
실시예 15 화합물 6 3.3 450 8.5
실시예 16 화합물 15 3.7 452 9.0
실시예 17 화합물 21 3.8 455 8.2
실시예 18 화합물 33 3.6 458 7.9
실시예 19 화합물 37 3.9 458 8.5
실시예 20 화합물 51 3.5 450 8.8
실시예 21 화합물 59 4.1 452 8.5
실시예 22 화합물 62 3.7 455 7.5
실시예 23 화합물 64 3.8 456 8.4
비교예 3 - 4.8 458 6.0
상기 표2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자수송 보조층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 14 내지 23)는 전자수송 보조층이 없는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 3)에 비해 전류 효율, 발광피크 및 구동전압 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 (13)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000061
    상기 화학식 1에서,
    Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 N 또는 C(R2)이나, 상기 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 N이며;
    m은 0 내지 4의 정수이며;
    R1은 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, C1~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 선택되고, 상기 R1이 복수 개인 경우, 복수 개의 R1은 서로 동일하거나 상이하며;
    L은 단일결합, C6~C30의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    R2는 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, C1~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 선택되며;
    상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 R1 및 R2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하며;
    D는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이며;
    n은 1 또는 2의 정수이고, n이 2인 경우 2개의 D는 서로 동일하거나 상이하며;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000062
    상기 화학식 2에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    Ar1 및 Ar2는 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, C1~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 선택되며;
    상기 Ar1 및 Ar2의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 아릴포스피닐기 및 아릴아민기는 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 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000063
    상기 화학식 3에서,
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되나, R3 및 R4가 모두 수소는 아니며;
    상기 R3 및 R4의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
    Z1 내지 Z3, L, D 및 n 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000064
    상기 화학식 4에서,
    R1, L, D, m 및 n 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 R1은 페닐기, 비페닐기, 나프탈레닐기, 페난트렌닐기 및 트리페닐레닐기로 이루어진 군에서 선택되는, 화합물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 R3 및 R4 중 적어도 하나는 페닐기, 비페닐기, 나프탈레닐기, 페난트렌닐기 및 트리페닐레닐기로 이루어진 군에서 선택되는, 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 L은 하기 화학식 5로 표시되는 링커인 화합물:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000065
    상기 화학식 5에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌기, 피리디닐기 및 나프탈레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 n이 1인 경우, L은 하기 A1 내지 A5로 이루어진 군에서 선택되는 링커인, 화합물:
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000066
    상기 A1 내지 A5에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 n이 2인 경우, L은 하기 B1 내지 B4으로 이루어진 군에서 선택되는 링커인, 화합물:
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000067
    상기 B1 내지 B4에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 6으로 표시되는 치환기인, 화합물:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000068
    상기 화학식 6에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    X1 내지 X5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R5)이며;
    R5는 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R5가 복수 개인 경우, 복수 개의 R5는 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R5의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 C1 내지 C58 중 어느 하나로 표시되는 치환기인, 화합물:
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000069
    상기 C1 내지 C58에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000070
    Figure PCTKR2017005636-appb-I000071
  12. (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.
  13. 제12항에 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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