WO2019039723A1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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

Definitions

  • the present invention relates to a novel organic compound that can be used as a material for an organic electroluminescence device and an organic electroluminescence device including the same.
  • the organic electroluminescent device when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected into the organic layer in the anode, and electrons are injected into the organic layer in the cathode. When the injected holes and electrons meet, an exciton is formed. When the exciton falls to the ground state, light is emitted. At this time, the material used as the organic material layer can be classified into a light emitting material, a hole injecting material, a hole transporting material, an electron transporting material, an electron injecting material and the like depending on its function.
  • the luminescent material can be classified into blue, green and red luminescent materials according to luminescent colors and yellow and orange luminescent materials to realize better natural colors. Further, in order to increase the color purity and increase the luminous efficiency through energy transfer, a host / dopant system can be used as a light emitting material.
  • the dopant material can be divided into a fluorescent dopant using an organic material and a phosphorescent dopant using a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • NPB, BCP and Alq 3 have been widely known as the hole injecting layer, the hole transporting layer, the hole blocking layer and the electron transporting layer material, and anthracene derivatives have been reported as the light emitting layer material.
  • metal complex compounds containing Ir such as Firpic, Ir (ppy) 3 , (acac) Ir (btp) 2 and the like having advantages in terms of efficiency improvement of the light emitting layer material are blue, green, 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is used as a phosphorescent dopant material for red phosphorescent dopants.
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, a C 6 to C 18 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 18 nucleus atoms;
  • Ar 1 and R 1 to R 12 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ of C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic of C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood group and
  • L 1 and L 2 of the arylene group and a heteroarylene group wherein Ar 1 and Alkyl group of R 1 to R 12, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an arylamine group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an arylboronic A halogen atom, a cyano group, a nitro group, a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, ⁇ C 40 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
  • Ring A is represented by any one of the following formulas (2) to (5);
  • the dotted line means the part where the condensation is made
  • n is an integer from 0 to 4.
  • n is an integer from 0 to 6;
  • R 13 is independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, halogen, cyano, nitro, C 1 to C 40 alkyl, C 2 to C 40 alkenyl, C 2 to C 40 alkynyl, C 3 to C 40 A cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 An aryloxy group, a C 3 to C 40 alkylsilyl group, a C 6 to C 60 arylsilyl group, a C 1 to C 40 alkylboron group, a C 6 to C 60 arylboron group, a C 6 to C 60 phosphazene-aryl group, is selected from the group consisting of an aryl amine of the C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood
  • the present invention provides an organic electroluminescent device including a cathode, a cathode, and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the organic layers includes one or more compounds represented by Formula 1 .
  • Alkyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a linear or branched saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl And the like, but are not limited thereto.
  • alkenyl &quot is a monovalent substituent derived from a linear or branched unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include vinyl, But are not limited to, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • " alkynyl " in the present invention is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include ethynyl, , 2-propynyl, and the like, but are not limited thereto.
  • Aryl " in the present invention means a monovalent substituent derived from a C6-C60 aromatic hydrocarbon having a single ring or a combination of two or more rings. Further, it is preferable that two or more rings are condensed with each other and only carbon atoms are contained as the ring-forming atoms (for example, the number of carbon atoms may be from 8 to 60) and the whole molecule is a non-aromacity monovalent 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. Wherein one or more carbons, preferably one to three carbons, of the ring are substituted with a heteroatom selected from N, O, P, S and Se. In addition, it is preferable that two or more rings are pendant or condensed with each other, and include hetero atoms selected from N, O, P, S and Se besides carbon as a ring-forming atom, < / RTI > aromacity).
  • heteroaryls include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl; Such as phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl, and the like. ring; Imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • " aryloxy " means a monovalent substituent represented by RO-, and R represents aryl having 5 to 60 carbon atoms.
  • R represents aryl having 5 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • " alkyloxy " in the present invention means a monovalent substituent group represented by R'O-, wherein R 'represents 1 to 40 alkyl, and may be linear, branched or cyclic . ≪ / RTI > Examples of such alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamine &quot in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Cycloalkyl &quot in the present invention means a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 carbon atoms.
  • Examples of such cycloalkyls include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • Heterocycloalkyl &quot in the present invention means a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one of the carbons, preferably one to three carbons, S or Se. ≪ / RTI > Examples of such heterocycloalkyls include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • Alkylsilyl &quot in the present invention is silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and " arylsilyl " means silyl substituted with aryl having 5 to 60 carbon atoms.
  • condensed rings means condensed aliphatic rings, condensed aromatic rings, condensed heteroaliphatic rings, condensed heteroaromatic rings, or a combination thereof.
  • the compound of the present invention is excellent in thermal stability, carrier transport ability, light emitting ability, and the like, it can be effectively applied as an organic material layer material of an organic electroluminescent 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, etc. in terms of light emitting performance, driving voltage, lifetime and efficiency.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
  • novel compounds of the present invention can be represented by the following formula
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, a C 6 to C 18 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 18 nucleus atoms;
  • Ar 1 and R 1 to R 12 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ of C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic of C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood group and
  • L 1 and L 2 of the arylene group and a heteroarylene group wherein Ar 1 and Alkyl group of R 1 to R 12, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an arylamine group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an arylboronic A halogen atom, a cyano group, a nitro group, a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, ⁇ C 40 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
  • Ring A is represented by any one of the following formulas (2) to (5);
  • the dotted line means the part where the condensation is made
  • n is an integer from 0 to 4.
  • n is an integer from 0 to 6;
  • R 13 is independently selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, halogen, cyano, nitro, C 1 to C 40 alkyl, C 2 to C 40 alkenyl, C 2 to C 40 alkynyl, C 3 to C 40 A cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 An aryloxy group, a C 3 to C 40 alkylsilyl group, a C 6 to C 60 arylsilyl group, a C 1 to C 40 alkylboron group, a C 6 to C 60 arylboron group, a C 6 to C 60 phosphazene-aryl group, is selected from the group consisting of an aryl amine of the C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine blood
  • the compound represented by formula (1) of the present invention has a basic skeleton of substituted or unsubstituted asymmetric dibenzocarbazole. Since the entire skeleton has a bipolar characteristic due to the binding of a substituted or unsubstituted quinoxaline group, which is one of electron-withdrawing groups (EWG) having a high electron absorbing property, it can increase the binding force between holes and electrons.
  • EWG electron-withdrawing groups
  • the core of the compound represented by formula (I) of the present invention is a structure in which two naphthalene groups having high hole mobility are condensed.
  • the stability and mobility of holes can be increased higher than those of naphthalene monohydrated skeletons.
  • a quinoxaline group having a high electron mobility as a substituent, the flow of holes and electrons can be performed well. Accordingly, the number of the excitons contributing to light emission in the light emitting layer can be increased, the light emitting efficiency of the device can be improved, the durability and stability of the device can be improved, and the lifetime of the device can be efficiently increased.
  • the steric hindrance between the core and the electron drag (EDG) is further increased compared to the symmetrical dibenzocarbazole, and the luminous efficiency of the device can be improved.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention is useful as an organic layer material of an organic electroluminescent device, preferably a light emitting layer material (red phosphorescent host material), an electron transporting layer / injection layer material emitting auxiliary layer material, More preferably, it can be used as a light emitting layer material, an electron transporting layer material, and an electron transporting layer material.
  • the organic electroluminescent device including the compound of Formula 1 can be greatly improved in performance and lifetime, and the full-color organic luminescent panel to which such an organic electroluminescent device is applied can also maximize its performance.
  • the compound may be represented by any one of the following formulas (6) to (9):
  • the Ar 1 and R 1 to R 12 are each independently selected from hydrogen, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group and the nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group the group consisting of, wherein Ar 1 and The alkyl group, aryl group and heteroaryl group of R 1 to R 12 are each independently selected from the group consisting of a C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 60 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms And when they are substituted with a plurality of substituents, they may be the same or different from each other.
  • the Ar 1 and R 1 to R 12 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, terphenyl, A dibenzothiophenyl group, a carbazolyl group, a fluorenyl group, a spirofluorenyl group, and a dibenzodioxynyl group, and is preferably a group selected from the group consisting of a methyl group,
  • a dibenzothiophenyl group, a carbazolyl group, a fluorenyl group, a spirofluorenyl group and a dibenzodioxinyl group are each independently a C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 60 arylamine group, C 6 ⁇ C 60 aryl group and a nuclear atoms substituted with at least one member selected from the group consisting of 5 to 60 heteroaryl group substituent or is unsubstituted, in the case where the substitution of a plurality of substituents, they are same or different from each other .
  • the Ar 1 and R 1 to R 12 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, terphenyl, A dibenzothiophenyl group, a carbazolyl group, a fluorenyl group, a spirofluorenyl group, and a dibenzodioxynyl group, and is preferably a group selected from the group consisting of a methyl group,
  • the Ar < 1 & A substituted or unsubstituted alkyl group having from 1 to 12 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalenyl, phenanthrenyl,
  • a dibenzothiophenyl group, a carbazolyl group, a fluorenyl group, a spirofluorenyl group and a dibenzodioxinyl group are each independently selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, A phenyl group, a terphenyl group, a naphthalenyl group, a phenanthrenyl group, a triphenylenyl group, a pyridinyl group, a pyrimidiny
  • the Ar 1 and At least one of R 1 to R 12 may be a substituent represented by any one of the following formulas B-1 to B-12:
  • R 14 to R 16 each independently represent hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ of C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic of C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ phosphazene-aryl group of C 60, the group is bonded to adjacent or selected from the group consisting of an arylamine C
  • Alkyl group of said R 14 to R 16 an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an arylamine group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an aryl A halogen atom, a cyano group, a nitro group, a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, 2 ⁇ C 40 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 ⁇ alkyloxy group of C 40 of, C 6 ⁇ C 60 arylamine group, C 3 ⁇ C
  • Ar 1 may be a substituent represented by any one of formulas B-1 to B-7, and at least one of R 1 to R 12 may be a substituent represented by any one of formulas B-8 to B- -12, more preferably the R 2 may be a substituent represented by any one of formulas B-8 to B-12.
  • each of R 14 to R 16 is independently hydrogen, a C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 60 aryl group, A heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms;
  • the alkyl group, aryl group and heteroaryl group of R 14 to R 16 are each independently a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkynyl group, a C 6 to C 60 An aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 60 ring atoms, and when they are substituted with a plurality of substituents, they may be the same or different from each other.
  • each of R 14 to R 16 is independently hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthalenyl group, A group consisting of a phenyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, a naphthyl group, Lt; / RTI >
  • alkyl group of R 14 to R 16 examples include a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalenyl group, phenanthrenyl group, triphenylenyl group, pyridinyl group, A thiazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothiophenyl group, a carbazolyl group, a fluorenyl group, a spirofluorenyl group and a dibenzodioxinyl group are each independently a C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 60 an arylamine group, C 6 ⁇ C 60 aryl group and a nuclear atoms substituted with at least one member selected from 5 to 60 heteroaryl group the group consisting of substituted or is unsubstituted, in the case where the substitution of a
  • L 1 and L 2 are each independently a direct bond or a linker selected from the group consisting of the following formulas C-1 to C-4, preferably a direct bond or a C- 1 or C-2, more preferably L < 2 > is a direct bond or a linker represented by C-1 or C-2:
  • the compounds represented by formula (1) of the present invention can be represented by the following compounds, but are not limited thereto:
  • the compounds of formula 1 of the present invention can be synthesized according to the general synthetic methods ( Chem. Rev. , 60 : 313 (1960); J. Chem. SOC . 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995 ). Detailed synthesis of the compound of the present invention will be described in detail in Synthesis Examples to be described later.
  • organic electroluminescent device comprising the compound represented by the general formula (1) according to the present invention described above.
  • the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and one or more organic layers sandwiched between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic layers includes Include compounds represented by the above formula (1).
  • the compounds may be used singly or in combination of two or more.
  • the at least one organic material layer may be at least one of a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, a light emitting auxiliary layer, a life improving layer, an electron transporting layer, an electron transporting auxiliary layer and an electron injecting layer, 1 < / RTI >
  • the structure of the organic electroluminescent device according to the present invention is not particularly limited.
  • the organic layer 30 may include a hole transport layer 31, a light emitting layer 32, and an electron transport layer 34.
  • a hole transporting auxiliary layer 33 may be interposed between the hole transporting layer 31 and the light emitting layer 32.
  • An electron transporting auxiliary layer 35 may be interposed between the electron transporting layer 34 and the light emitting layer 32 can do.
  • the organic layer 30 may further include a hole injection layer 37 between the hole transport layer 31 and the anode 10, and the electron transport layer 34 and the cathode And an electron injection layer (36) may be further included between the first electrode (20) and the second electrode (20).
  • the hole injection layer 37 deposited between the hole transport layer 31 and the anode 10 improves the interfacial properties between the ITO used as the anode and the organic material used as the hole transport layer 31 But the surface of the ITO layer is applied to the upper surface of the ITO which is not planarized to soften the surface of the ITO.
  • the layer can be used without any particular limitation as long as it is commonly used in the art. For example, an amine compound can be used But is not limited thereto.
  • the electron injecting layer 36 is a layer which is stacked on the electron transporting layer to facilitate injection of electrons from the cathode to ultimately improve the power efficiency.
  • LiF, Liq, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, or the like can be used.
  • the light emitting layer 32 may further include a light emitting auxiliary layer between the hole transporting auxiliary layer 33 and the light emitting layer 32.
  • the light-emission-assisting layer may serve to adjust the thickness of the organic layer 30 while serving to transport holes to the light-emitting layer 32.
  • the light-emission-assisting layer may include a hole-transporting material and may be made of the same material as the hole-transporting layer 31.
  • a life improving layer may be further included between the electron transporting auxiliary layer 35 and the light emitting layer 32. Holes moving in the organic light emitting device due to the ionization potential level in the light emitting layer 32 are blocked by the high energy barrier of the lifetime enhancing layer and do not diffuse or move to the electron transporting layer and consequently function to limit the holes to the light emitting layer .
  • the function of restricting the holes to the light emitting layer prevents diffusion of holes to the electron transporting layer that transports electrons by reduction, thereby suppressing the lifetime degradation due to the irreversible decomposition reaction by oxidation and contributing to improvement in the lifetime of the organic light emitting device .
  • the compound represented by the above formula (1) has a substituted or unsubstituted asymmetric dibenzocarbazole as a basic skeleton and a substituted or unsubstituted quinoxaline as an electron attracting group (EWG) Since the whole molecule has a bipolar characteristic due to the bonding of groups, it is possible to enhance the bonding force between holes and electrons.
  • EWG electron attracting group
  • the core of the compound of the present invention is a structure in which two naphthalene groups having a high hole mobility are condensed.
  • the structure and mobility of holes can be increased higher than those of the naphthalene monohydric skeleton, and quinoxaline
  • a group as a substituent holes and electrons can flow well. Accordingly, the number of the excitons contributing to light emission in the light emitting layer can be increased, the light emitting efficiency of the device can be improved, the durability and stability of the device can be improved, and the lifetime of the device can be efficiently increased.
  • the steric hindrance between the core and the electron drag (EDG) is further increased compared to the symmetrical dibenzocarbazole, and the luminous efficiency of the device can be improved.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention can be used as any one of a hole injection layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer and an electron injecting layer which are organic compound layers of an organic electroluminescent device.
  • Transporting layer and an electron transporting layer and more preferably an electron transporting layer, or an electron transporting layer.
  • the compound represented by the above formula (1) can be used as a phosphorescent host, a fluorescent host or a dopant material of a light emitting layer, Preferably a red phosphorescent host material.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention may further include an insulating layer or an adhesive layer at the interface between the electrode and the organic layer as well as the anode, one or more organic layers and the cathode sequentially laminated as described above.
  • the organic electroluminescent device of the present invention includes materials and methods known in the art, except that at least one or more of the organic material layers (for example, the electron transporting auxiliary layer) is formed to include the compound represented by Formula 1 To form another organic material layer and an electrode.
  • the organic material layers for example, the 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 a silicon wafer, quartz, a glass plate, a metal plate, a plastic film and a sheet can be used.
  • the anode material may be made of a conductor having a high work function to facilitate injection of holes, for example, metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as 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), and indium zinc oxide (IZO)
  • ZnO Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide
  • the negative electrode material may be made of a conductor having a low work function so as to facilitate electron injection and may be made of a material having a low work function such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, The same metal or an alloy thereof; And multi-layer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but are not limited thereto.
  • 2-naphthyl boronic acid (20.0 g, 116.3 mmol) and 1-bromo-2-nitro naphthalene (29.3 g, 116.3 mmol) and Pd (PPh 3) 4 (5.4 g, 4.7 mmol), NaOH (14.0 g, 348.9 mmol) were dissolved in 400 ml of tetrahydrofuran and 200 ml of water, and the mixture was stirred at 75 ° C for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylene chloride, and the mixture was filtered with MgSO 4 . After removing the solvent of the filtered organic layer, 2-nitro-1,2'-binaphthalene (30.0 g, yield 86%) was obtained by column chromatography.
  • a glass substrate coated with ITO Indium Tin Oxide
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the substrate was ultrasonically washed with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol, dried and transferred to a UV OZONE cleaner (Power Sonic 405, Hoshin Tech), the substrate was cleaned using UV for 5 minutes, The substrate was transferred.
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol
  • a red organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 1 as a light emitting host material in the formation of a light emitting layer.
  • Example 1 One 4.5 620 45.1 Example 2 2 4.3 620 46,2 Example 3 7 4.5 620 44.1 Example 4 8 4.5 620 44.3 Example 5 17 4.6 620 45.1 Example 6 18 4.7 620 45,2 Example 7 20 4.5 620 44.3 Example 8 23 4.6 620 44.1 Example 9 25 4.5 620 46.1 Example 10 30 4.6 620 47.1 Example 11 37 4.6 620 49.8 Example 12 44 4.7 620 44.3 Example 13 53 4.7 620 43.2 Example 14 65 4.6 620 41.2 Example 15 76 4.6 620 41.2 Comparative Example 1 A 5.3 620 35.2 Comparative Example 2 B 5.2 620 37.1
  • organic layer 31 hole transport layer
  • Electron transport layer 35 Electron transport layer

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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 발광층에 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 베르나노스(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 적층 구조의 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, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 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 PCTKR2018007415-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 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있으며, 정공, 전자 주입 및 수송능, 발광능 등이 모두 우수한 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내며 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000002
상기 화학식 1에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar1 및 R1 내지 R12는 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 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 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 상이하며;
환 A는 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되고;
[화학식 2]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000003
[화학식 3]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000004
[화학식 4]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000005
[화학식 5]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000006
상기 화학식 2 내지 5에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
m은 0 내지 4의 정수이며;
n은 0 내지 6의 정수이며;
R13은 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 선택되고, 상기 R13이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R13의 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 상이하다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 신규 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000007
상기 화학식 1에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar1 및 R1 내지 R12는 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 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 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 상이하며;
환 A는 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되고;
[화학식 2]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000008
[화학식 3]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000009
[화학식 4]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000010
[화학식 5]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000011
상기 화학식 2 내지 5에서,
점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
m은 0 내지 4의 정수이며;
n은 0 내지 6의 정수이며;
R13은 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 선택되고, 상기 R13이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R13의 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 상이하다.
보다 구체적으로, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 치환 또는 비치환된 비대칭 디벤조 카바졸을 기본 골격으로 한다. 기본 골격에 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)의 하나인 치환 또는 비치환된 퀴녹살린기가 결합되어 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 갖기 때문에, 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다.
본 발명 화학식 1로 표시되는 화합물의 코어는 정공 이동도가 높은 나프탈렌기 두 개를 축합한 구조로써, 나프탈렌 하나로 이룬 골격에 비해 보다 더 높은 정공에 대한 안정성과 이동도가 증가될 수 있다. 또한, 전자 이동도가 높은 퀴녹살린기를 치환기로 도입함으로써, 정공과 전자의 흐름이 잘 이루어 질 수 있다. 따라서, 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성이 향상되어 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다. 뿐만 아니라, 대칭 디벤조 카바졸에 비해 코어와 전자 끌기 (EDG) 사이의 입체 장애가 더욱 더 일어나, 소자의 발광 효율이 개선될 수 있다.
따라서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(적색의 인광 호스트 재료), 전자 수송층/주입층 재료 발광보조층 재료, 전자수송보조층 재료, 더욱 바람직하게는 발광층 재료, 전자 수송층 재료, 전자수송보조층 재료로 사용될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있고, 이러한 유기 전계 발광 소자가 적용된 풀 칼라 유기 발광 패널도 성능이 극대화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
[화학식 6]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000012
[화학식 7]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000013
[화학식 8]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000014
[화학식 9]
Figure PCTKR2018007415-appb-I000015
상기 화학식 6 내지 9에서,
m, n, L1, L2, Ar1 및 R1 내지 R13 각각은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1 및 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 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 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 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 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기로 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 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 하기 화학식 B-1 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure PCTKR2018007415-appb-I000016
상기 화학식 B-1 내지 B-12 에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
R14 내지 R16은 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 기가 결합하여 축합 고리를 형성하고,
상기 R14 내지 R16의 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 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar1 은 상기 화학식 B-1 내지 B-7 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있고, 상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 상기 화학식 B-8 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 R2는 상기 화학식 B-8 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화학식 B-10 및 B-11에서, 상기 R14 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 R14 내지 R16의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 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 상기 R14 내지 R16는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 상기 R14 내지 R16의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프탈레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸릴기, 플루오레닐기, 스피로플루오레닐기 및 디벤조디옥시닐기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴아민기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 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 L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합이거나 하기 화학식 C-1 내지 C-4로 이루어진 군에서 선택된 링커일 수 있고, 바람직하게는 직접결합이거나 C-1 또는 C-2로 표시되는 링커일 수 있으며, 보다 바람직하게는 L2는 직접결합이거나 C-1 또는 C-2로 표시되는 링커일 수 있다:
Figure PCTKR2018007415-appb-I000017
상기 화학식 C-1 내지 C-4에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2018007415-appb-I000018
Figure PCTKR2018007415-appb-I000019
Figure PCTKR2018007415-appb-I000020
Figure PCTKR2018007415-appb-I000021
Figure PCTKR2018007415-appb-I000022
Figure PCTKR2018007415-appb-I000023
Figure PCTKR2018007415-appb-I000024
Figure PCTKR2018007415-appb-I000025
본 발명의 화학식 1의 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
2. 유기 전계 발광 소자
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, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 일 예시로 도 1을 참고하면, 예컨대 서로 마주하는 양극(10)과 음극(20), 그리고 상기 양극(10)과 음극(20) 사이에 위치하는 유기층(30)을 포함한다. 여기서, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31), 발광층(32) 및 전자 수송층(34)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 정공 수송층(31)과 발광층(32) 사이에는 정공 수송 보조층(33)을 포함할 수 있으며, 상기 전자 수송층(34)과 발광층(32) 사이에는 전자 수송 보조층(35)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시로 도 2를 참고하면, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31)과 양극(10)사이에 정공 주입층(37)을 더 포함할 수 있으며, 전자 수송층(34)과 음극(20)사이에는 전자 주입층(36)을 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 정공 수송층(31)과 양극(10) 사이에 적층되는 정공 주입층(37)은 양극으로 사용되는 ITO와, 정공 수송층(31)으로 사용되는 유기물질 사이의 계면 특성을 개선할 뿐만 아니라 그 표면이 평탄하지 않은 ITO의 상부에 도포되어 ITO의 표면을 부드럽게 만들어주는 기능을 하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 아민 화합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 전자 주입층(36)은 전자 수송층의 상부에 적층되어 음극으로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 전력효율을 개선시키는 기능을 수행하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, LiF, Liq, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 정공 수송 보조층(33)과 발광층(32) 사이에 발광 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 보조층은 발광층(32)에 정공을 수송하는 역할을 하면서 유기층(30)의 두께를 조정하는 역할을 할 수 있다. 상기 발광 보조층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있고, 정공 수송층(31)과 동일한 물질로 만들어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 전자 수송 보조층 (35)과 발광층(32) 사이에 수명 개선층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(32)으로 유기 발광 소자 내에서 이온화 포텐셜 레벨을 타고 이동하는 정공이 수명개선층의 높은 에너지 장벽에 막혀 전자 수송층으로 확산, 또는 이동하지 못해, 결과적으로 정공을 발광층에 제한시키는 기능을 한다. 이렇게 정공을 발광층에 제한시키는 기능은 환원에 의해 전자를 이동시키는 전자 수송층으로 정공이 확산되는 것을 막아, 산화에 의한 비가역적 분해반응을 통한 수명저하 현상을 억제하여, 유기 발광 소자의 수명 개선에 기여할 수 있다.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 치환 또는 비치환된 비대칭 디벤조 카바졸을 기본 골격으로 하며, 기본 골격에 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기 (EWG)의 하나인 치환 또는 비치환된 퀴녹살린 기가 결합되어 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 갖기 때문에, 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다.
본 발명 화합물의 코어는 정공 이동도가 높은 나프탈렌 기 두 개를 축합한 구조로써, 나프탈렌 하나로 이룬 골격에 비해 보다 더 높은 정공에 대한 안정성 과 이동도가 증가될 수 있으며, 전자 이동도가 높은 퀴녹살린 기를 치환기로 도입함으로써 정공과 전자의 흐름이 잘 이루어 질 수 있다. 따라서, 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성이 향상되어 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다. 뿐만 아니라, 대칭 디벤조 카바졸에 비해 코어와 전자 끌기 (EDG) 사이의 입체 장애가 더욱 더 일어나, 소자의 발광 효율이 개선될 수 있다.
따라서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있지만, 바람직하게는 발광층, 전자 수송층 및 전자 수송층에 추가로 적층되는 전자 수송 보조층 중 어느 하나의 재료, 보다 바람직하게는 전자 수송층, 또는 전자수송 보조층의 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물을 발광층 재료로 사용하는 경우, 구체적으로는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 인광 호스트, 형광 호스트 또는 도펀트 재료로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 인광 호스트 재료로, 보다 바람직하게는 적색의 인광 호스트 재료로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 유기 전계 발광 소자는 상기한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 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 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 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 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 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 - 1 의 합성
<단계 1> 2-니트로-1,2'-비나프탈렌 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000026
2-나프틸 보론산(20.0 g, 116.3 mmol)와 1-브로모-2-니트로나프탈렌 (29.3 g, 116.3 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (5.4 g, 4.7 mmol), NaOH (14.0 g, 348.9 mmol)을 테트라히드로퓨란400 ml 와 물 200 ml 를 넣고 75℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 2-니트로-1,2'-비나프탈렌 (30.0 g, 수율 86 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.58 (s, 1H), 7.59 (m, 2H), 7.73 (d, 1H), 7.79 (m, 1H), 7.83 (m, 1H), 7.92 (d, 1H), 8.00 (d, 2H), 8.22 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.32 (d, 1H), 8.81 (d, 1H)
<단계 2> Core-1 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000027
2-니트로-1,2'-비나프탈렌 (30.0 g, 100.2 mmol)과 트리페닐포스핀 (65.7 g, 250.5 mmol), o-디클로로벤젠 (100 ml)를 혼합하고 190℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 o-디클로로벤젠을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리하여 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 Core-1 (22.0 g, 수율 81%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.57 (d, 1H), 7.63 (d, 1H), 7.65 (d, 1H), 7.67 (m, 4H), 8.12 (d, 1H), 8.16 (d, 2H), 8.51 (d, 1H), 8.54 (d, 1H), 10.1 (s, 1H)
[준비예 2] Core - 2 의 합성
<단계 1> Core-2 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000028
Core-1 (10.0 g, 37.4 mmol)과 2,3-디클로로벤조[f]퀴녹살린 (9.3 g, 37.4 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.5 g, 3.7 mmol), 탄산칼륨 (15.5 g, 112.2 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 75℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Core-2 (12.0 g, 수율 67 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.57 (d, 1H), 7.67 (m, 8H), 7.94 (d, 1H), 7.96 (d, 1H), 8.12 (d, 1H), 8.16 (d, 3H), 8.51 (d, 2H), 8.54 (d, 1H)
[준비예 3] Core - 3 의 합성
<단계 1> 4-클로로-2-니트로-1,2'-비나프탈렌 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000029
2-나프틸 보론산(20.0 g, 116.3 mmol)와 1-브로모-4-클로로-2-니트로나프탈렌 (33.3 g, 116.3 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (5.4 g, 4.7 mmol), NaOH (14.0 g, 348.9 mmol)을 테트라히드로퓨란 400 ml 와 물 200 ml 를 넣고 75℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 4-클로로-2-니트로-1,2'-비나프탈렌 (33.0 g, 수율 85 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.58 (s, 1H), 7.59 (m, 2H), 7.73 (d, 1H), 7.90 (m, 1H), 7.92 (d, 1H), 7.99 (m, 1H), 8.00 (d, 3H), 8.37 (s, 1H), 8.88 (d, 1H)
<단계 2> 5-클로로-7H-디벤조[a,g]카바졸 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000030
클로로-2-니트로-1,2'-비나프탈렌 (33.0 g, 98.9 mmol)과 트리페닐포스핀 (64.8 g, 247.2 mmol), o-디클로로벤젠 (100 ml)를 혼합하고 190℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 o-디클로로벤젠을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리하여 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 5-클로로-7H-디벤조[a,g]카바졸 (24.5 g, 수율 82%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.55 (m, 2H), 7.57 (s, 1H), 7.57 (d, 1H), 7.67 (m, 2H), 8.08 (d, 1H), 8.12 (d, 1H), 8.16 (d, 1H), 8.51 (d, 1H), 8.55 (d, 1H), 10.1 (s, 1H)
<단계 3> Core-3 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000031
5-클로로-7H-디벤조[a,g]카바졸 (10.0 g, 33.1 mmol)와 카바졸 (5.5 g, 33.1 mmol) 및 Pd2(dba)3 (1.2 g,1.3 mmol), P(t-Bu)3 (0.5 g, 2.6 mmol), NaO(t-Bu) (8.0 g, 82.8 mmol) 을 100 ml 톨루엔에 넣고 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 100 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Core-3 (12.0 g, 수율 85 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.25 (t, 1H), 7.29 (m, 1H), 7.33 (m, 1H), 7.50 (m, 1H), 7.55 (m, 2H), 7.57 (d, 1H), 7.63 (d, 1H), 7.67 (m, 2H), 7.83 (s, 1H), 7.94 (d, 1H), 8.08 (d, 1H), 8.12 (d, 3H), 8.16 (d, 1H), 8.51 (d, 1H), 8.55 (d, 2H), 10.1 (s, 1H)
[준비예 4] Core -4 의 합성
<단계 1 > Core-4 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000032
5-클로로-7H-디벤조[a,g]카바졸 (10.0 g, 33.1 mmol)와 디벤조[b,d]티오펜-3-일보론산(7.6 g, 33.1 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.5 g, 1.3 mmol), NaOH (4.0 g, 99.3 mmol)을 테트라히드로퓨란 100 ml 와 물 50ml 를 넣고 75℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 Core-4 (11.5 g, 수율 77 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.50 (m, 1H), 7.52 (t, 1H), 7.55 (m, 2H), 7.57 (d, 1H), 7.62 (s, 1H), 7.67 (m, 2H), 7.98 (d, 1H), 8.05 (d, 1H), 8.08 (s, 1H), 8.11 (d, 1H), 8.12 (d, 1H), 8.16 (d, 1H), 8.45 (d, 1H), 8.51 (d, 1H), 8.55 (d, 2H), 10.1 (s, 1H)
[합성예 1] Compound 1 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000033
Core-1 (5.0 g, 18.7 mmol)과 2-클로로-3-페닐퀴녹살린 (4.5 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 1 (7.1 g, 수율 81 %)을 얻었다.
[LCMS] : 471
[합성예 2] Compound 2 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000034
Core-1 (5.0 g, 18.7 mmol)과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-3-클로로퀴녹살린 (5.9 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 2 (10.2 g, 수율 83 %)을 얻었다
[LCMS] : 547
[합성예 3] Compound 7 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000035
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 2-클로로-3-(나프탈렌-1-일)퀴녹살린 (5.4 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 7 (7.5 g, 수율 77 %)을 얻었다
[LCMS] : 521
[합성예 4] Compound 8 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000036
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 2-클로로-3-(나프탈렌-2-일)퀴녹살린 (5.4 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 8 (6.5 g, 수율 67 %)을 얻었다
[LCMS] : 521
[합성예 5] Compound 17 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000037
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 3-클로로-2-페닐벤조[f]퀴녹살린 (5.4 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 17 (12.0 g, 수율 85 %)을 얻었다
[LCMS] : 521
[합성예 6] Compound 18 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000038
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-3-클로로벤조[f]퀴녹살린 (6.9 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 18 (8.3 g, 수율 74 %)을 얻었다
[LCMS] : 597
[합성예 7] Compound 20 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000039
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 3-클로로-2-(나프탈렌-2-일)벤조[f]퀴녹살린 (6.4 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 20 (8.8 g, 수율 82 %)을 얻었다
[LCMS] : 571
[합성예 8] Compound 23 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000040
Core-2 (5 g, 10.4 mmol)과 페닐 보론산(1.3 g, 10.4 mmol) 및 Pd(PPh3)4(0.5 g, 1.2 mmol), NaOH (1.4 g, 34.7 mmol)를 테트라히드로퓨란 50 ml 와 물 20 ml 에 넣고 75℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 23 (4.4 g, 수율 81 %)을 얻었다.
[LCMS] : 521
[합성예 9] Compound 25 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000041
Core-3 (5 g, 11.6 mmol)과 2-클로로-3-페닐퀴녹살린 (2.8 g, 11.6 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.1 g, 1.2 mmol), 탄산칼륨 (4.8 g, 34.7 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 25 (5.6 g, 수율 76 %)을 얻었다.
[LCMS] : 636
[합성예 10] Compound 30 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000042
Core-4 (5 g, 11.1 mmol)과 2-클로로-3-페닐퀴녹살린 (2.7 g, 11.1 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.1 g, 1.1 mmol), 탄산칼륨 (4.6 g, 33.4 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 30 (5.7 g, 수율 79 %)을 얻었다.
[LCMS] : 653
[합성예 11] Compound 37 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000043
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 2-클로로-3-페닐벤조[4,5]티에노[2,3-b]피라진 (5.5 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 37 (6.6 g, 수율 67 %)을 얻었다.
[LCMS] : 527
[합성예 12] Compound 44 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000044
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 2-클로로-3-(나프탈렌-2-일)벤조[4,5]티에노[2,3-b]피라진 (4.6 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 46 (8.0 g, 수율 74 %)을 얻었다.
[LCMS] : 577
[합성예 13] Compound 53 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000045
Core-1 (5 g, 18.7 mmol)과 2-클로로-3-페닐벤조퓨로[2,3-b]피라진 (5.2 g, 18.7 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.2 g, 1.9 mmol), 탄산칼륨 (7.6 g, 56.1 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 53 (7.5 g, 수율 78 %)을 얻었다.
[LCMS] : 511
[합성예 14] Compound 65 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000046
Core-3 (5 g, 11.6 mmol)과 2-클로로-3-페닐벤조[4,5]티에노[2,3-b]피라진 (3.4 g, 11.6 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.1 g, 1.2 mmol), 탄산칼륨 (4.8 g, 34.7 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 65 (5.5 g, 수율 69 %)을 얻었다.
[LCMS] : 692
[합성예 15] Compound 76 의 합성
Figure PCTKR2018007415-appb-I000047
Core-3 (5 g, 11.6 mmol)과 2-클로로-3-페닐벤조퓨로[2,3-b]피라진 (3.3 g, 11.6 mmol) 및 N-디메틸아미노피리딘 (0.1 g, 1.2 mmol), 탄산칼륨 (4.8 g, 34.7 mmol)를 DMF 50 ml에 넣고 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 물 50 ml을 넣고 교반하였다. 생성된 고체는 핕터하였다. 필터 후 고체는 톨루엔에 녹여 실리카 필터 후 톨루엔으로 재결정 하여 목적 화합물인 Compound 76 (5.7 g, 수율 73 %)을 얻었다.
[LCMS] : 676
[실시예 1 ~ 15] 적색 유기 EL 소자의 제작
합성예 1~15에서 합성한 화합물 15종을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 적색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ A-10 ~ D-15의 각각의 화합물 + 10 % Ir(piq)2acac (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(piq)2acac, A, B 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2018007415-appb-I000048
Figure PCTKR2018007415-appb-I000049
[비교예 1] 적색 유기 EL 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 실시예 1과 동일한 과정으로 적색 유기 EL 소자를 제작하였다.
[평가예]
실시예 1 ~ 15 및 비교예 1, 2에서 제작한 각각의 적색 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 (10) mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) EL 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 1 4.5 620 45.1
실시예 2 2 4.3 620 46,2
실시예 3 7 4.5 620 44.1
실시예 4 8 4.5 620 44.3
실시예 5 17 4.6 620 45.1
실시예 6 18 4.7 620 45,2
실시예 7 20 4.5 620 44.3
실시예 8 23 4.6 620 44.1
실시예 9 25 4.5 620 46.1
실시예 10 30 4.6 620 47.1
실시예 11 37 4.6 620 49.8
실시예 12 44 4.7 620 44.3
실시예 13 53 4.7 620 43.2
실시예 14 65 4.6 620 41.2
실시예 15 76 4.6 620 41.2
비교예 1 A 5.3 620 35.2
비교예 2 B 5.2 620 37.1
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물 (1 ~ 86)을 적색 유기 EL 소자의 발광층으로 사용하였을 경우 (실시예 1-15) 종래 유사 구조 화합물을 사용한 적색 유기 EL 소자 (비교예1, 2)와 비교해 볼 때 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
[부호의 설명]
10: 양극 20: 음극
30: 유기층 31: 정공 수송층
32: 발광층 33: 정공 수송 보조층
34: 전자 수송층 35: 전자 수송 보조층
36: 전자 주입층 37: 정공 주입층

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000050
    상기 화학식 1에서,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar1 및 R1 내지 R12는 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 선택되며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 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 상이하며;
    환 A는 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되고;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000051
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000052
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000053
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000054
    상기 화학식 2 내지 5에서,
    점선은 축합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    m은 0 내지 4의 정수이며;
    n은 0 내지 6의 정수이며;
    R13은 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 선택되고, 상기 R13이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R13의 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 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000055
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000056
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000057
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000058
    상기 화학식 6 내지 9에서,
    m, n, L1, L2, Ar1 및 R1 내지 R13 각각은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 Ar1 및 R1 내지 R12의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 하기 화학식 B-1 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 화합물:
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000059
    상기 화학식 B-1 내지 B-12 에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    R14 내지 R16은 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 기가 결합하여 축합 고리를 형성하고,
    상기 R14 내지 R16의 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 상이하다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Ar1 은 상기 화학식 B-1 내지 B-7 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 R1 내지 R12 중 적어도 하나는 상기 화학식 B-8 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 R2는 상기 화학식 B-8 내지 B-12 중 어느 하나로 표시되는 치환기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합이거나, 하기 화학식 C-1 내지 C-4로 이루어진 군에서 선택된 링커인, 화합물:
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000060
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000061
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000062
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000063
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000064
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000065
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000066
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000067
    Figure PCTKR2018007415-appb-I000068
  10. (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.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송 보조층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
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