WO2022005249A1 - 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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WO2022005249A1
WO2022005249A1 PCT/KR2021/008425 KR2021008425W WO2022005249A1 WO 2022005249 A1 WO2022005249 A1 WO 2022005249A1 KR 2021008425 W KR2021008425 W KR 2021008425W WO 2022005249 A1 WO2022005249 A1 WO 2022005249A1
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group
compound
aryl
phenyl
nuclear atoms
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PCT/KR2021/008425
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손호준
엄민식
김회문
정화순
배형찬
김진웅
김가현
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솔루스첨단소재 주식회사
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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present invention relates to a novel organic compound and an organic electroluminescent device using the same, and more particularly, by including a compound having excellent electron transport ability and the same in one or more organic material layers, characteristics such as luminous efficiency, driving voltage, lifespan, as well as progressiveness It relates to an organic electroluminescent device having an improved driving voltage.
  • an organic electroluminescent device (hereinafter, referred to as 'organic EL device'), when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected from the anode, and electrons are injected from the cathode into the organic material layer. When the injected holes and electrons meet, excitons are formed, and when these excitons fall to the ground state, light is emitted.
  • 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, etc. according to their function.
  • the material for forming the light emitting layer of the organic EL device may be classified into blue, green, and red light emitting materials according to the emission color.
  • yellow and orange light-emitting materials are also used as light-emitting materials for realizing better natural colors.
  • a host/dopant system may be used as a light emitting material.
  • 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. The development of such a phosphorescent material can theoretically improve the luminous efficiency by 4 times compared to that of fluorescence, so attention is focused on phosphorescent host materials as well as phosphorescent dopants.
  • NPB hole injection layer
  • BCP hole blocking layer
  • Alq 3 hole blocking layer
  • anthracene derivatives have been reported as fluorescent dopant/host materials as light emitting materials.
  • a metal complex compound containing Ir such as Firpic, Ir(ppy) 3 , (acac)Ir(btp) 2 , etc. is a blue, green, and red dopant material. is being used as So far, CBP has shown excellent properties as a phosphorescent host material.
  • the present invention is excellent in electron injection and transport ability, electrochemical stability, thermal stability, etc. to provide a novel organic compound that can be used as an organic layer material of an organic electroluminescent device, specifically, an electron transport layer material or an N-type charge generation layer material aim to
  • the present invention provides an organic compound represented by the following formula (1):
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen, deuterium (D), a C 1 ⁇ C 60 alkyl group, a C 3 ⁇ C 60 cycloalkyl group, and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms. It is selected from the group consisting of, except when R 1 and R 2 are both hydrogen,
  • L 1 is a single bond
  • C 6 ⁇ C 60 is selected from the group consisting of an arylene group and a heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms,
  • R 3 To R 7 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group (amidino group), a hydrazino group (hydrazino group), hydrazo No group (hydrazono group), C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, 3 to 60 nuclear atoms heterocyclo Alkyl group, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, heterocycloalkenyl group of 3 to 60 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 60 aryl group, heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ⁇ C 60 of Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇
  • the present invention is an anode; cathode; and one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic material layers provides an organic electroluminescent device comprising the above-described organic compound.
  • the organic material layer including the compound may be an electron transport layer.
  • the present invention provides an anode and a cathode spaced apart from each other; a plurality of light emitting units interposed between the anode and the cathode; An N-type charge generating layer and a P-type charge generating layer interposed between adjacent light emitting units, wherein each light emitting unit comprises a hole transporting layer, a light emitting layer and an electron transporting layer, wherein the N type charge generating layer comprises the above-mentioned compound It provides an organic electroluminescent device comprising.
  • the compound of the present invention Since the compound of the present invention has excellent electron transport ability, light emitting ability, electrochemical stability, thermal stability, etc., it can be used as an organic material layer material of an organic electroluminescent device.
  • the compound of the present invention when the compound of the present invention is used as at least any one of an electron transport layer material, an electron transport auxiliary layer material, and an N-type charge generation layer material, an organic material having superior light emitting performance, low driving voltage, high efficiency and long lifespan compared to conventional materials. It is possible to manufacture an electroluminescent device, and furthermore, a full color display panel with improved performance and lifespan can be manufactured.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an organic electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic electroluminescent device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic electroluminescent device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 360 electron transport auxiliary layer, 400: a first light emitting unit
  • 410 a first hole transport layer
  • 420 a first light emitting layer
  • 430 a first electron transport layer
  • 440 a hole injection layer
  • 500 a second light emitting unit
  • 510 a second hole transport layer
  • 520 a second light emitting layer
  • 530 a second electron transport layer
  • the present invention is an electron transport layer material and electron transport auxiliary layer material that can improve the high efficiency, long life, driving voltage characteristics and progressive driving voltage characteristics of an organic electroluminescent device due to excellent electron injection and transport ability, electrochemical stability, thermal stability, etc.
  • a novel compound that can be used as an N-type charge generating layer material is provided.
  • the compound represented by Formula 1 includes various heteroaryl groups at the 4th position of the phenanthroline moiety (especially, electron withdrawing groups (EWG) with high electron absorption), phosphine oxide groups, or silyl It includes a basic structure formed by introducing an alkyl group, a cycloalkyl group, etc. at No. 2 and No. 9 while the group is introduced directly or through a linker group.
  • EWG electron withdrawing groups
  • silyl It includes a basic structure formed by introducing an alkyl group, a cycloalkyl group, etc. at No. 2 and No. 9 while the group is introduced directly or through a linker group.
  • the carbon/nitrogen position number of the phenanthroline moiety can be represented as follows.
  • the phenanthroline moiety comprises the nitrogen (N) of the sp2 hybrid orbital, which is relatively rich in electrons.
  • N nitrogen
  • the phenanthroline moiety has a structure in which two nitrogens are adjacent to each other, covalent bonding with surrounding hydrogen (H) or coordination bonding with alkali metals or alkaline earth metals such as Li and Yb is possible.
  • the compound of Formula 1 containing such a phenanthroline moiety is applied to an electron transport layer or an N-type charge generating layer, the phenanthroline moiety traps the doped alkali metal or alkaline earth metal to form intramolecular electrons. By increasing the density, electron injection and transport ability can be improved.
  • the compound of the present invention when the compound of the present invention is applied to the N-type charge generation layer of an OLED, nitrogen of the phenanthroline moiety binds to an alkali metal or alkaline earth metal that is a dopant of the N-type charge generation layer to form a gap. state) can be formed.
  • nitrogen of the phenanthroline moiety binds to an alkali metal or alkaline earth metal that is a dopant of the N-type charge generation layer to form a gap. state
  • electrons can be smoothly transferred from the N-type charge generation layer to the electron transport layer due to the gap state.
  • the compound of the present invention even when the compound of the present invention is applied to the electron transport layer of an OLED, electrons can be smoothly transferred to the light emitting layer. Therefore, when the compound of the present invention is used as an N-type charge generating layer material or an electron transport layer material, while lowering the driving voltage of the organic electroluminescent device, it is possible to increase the luminous efficiency and realize a long
  • the phenanthroline moiety of the compound since the phenanthroline moiety of the compound is an electron-absorbing moiety, it may act as an electron withdrawing group (EWG).
  • EWG electron withdrawing group
  • a heteroaryl group especially, an electron withdrawing group (EWG) having high electron absorption
  • a phosphine oxide group or a silyl group
  • the compound of the present invention has an improved electron transfer rate, thereby maximizing electron injection and transport ability.
  • the compound of the present invention when the compound of the present invention is applied to an organic electroluminescent device, it not only realizes the low driving voltage, high current efficiency, and long life characteristics of the device, but also improves the progressive driving voltage characteristic to prevent increase in power consumption and decrease in lifespan of the device can do.
  • the phenanthroline moiety of the compound introduces substituents such as an alkyl group and a cycloalkyl group at positions 2 and 9, which are active sites, respectively, thereby blocking the active site, thereby improving thermal stability.
  • substituents such as an alkyl group and a cycloalkyl group at positions 2 and 9, which are active sites, respectively, thereby blocking the active site, thereby improving thermal stability.
  • the sublimation temperature of the compound in which the aryl group is introduced at 2 and/or 9 of the phenanthroline moiety is increased due to an increase in molecular weight, excessive high heat for sublimating the compound in the manufacture of an oil-based light emitting device This may damage the device.
  • the compound of the present invention can block the active site through a minimal increase in molecular weight, thermal stability can be increased without deterioration of the device.
  • the compound of the present invention has a lower sublimation temperature than the compound in which an aryl group is introduced at No. 2 and No. 9 of the phenanthroline moiety. Accordingly, the compound of the present invention can increase thermal stability and, at the same time, prevent device deterioration during device manufacturing.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention has excellent electron injection and transport ability. Therefore, the compound of the present invention may be used as an organic material layer, preferably an electron transport layer material of an organic electroluminescent device. In addition, the compound of the present invention may be used as an N-type charge generating layer material of an organic electroluminescent device having a tandem structure.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium (D), a C 1 ⁇ C 60 alkyl group, a C 3 ⁇ C 60 cycloalkyl group, and a nucleus It is selected from the group consisting of a heteroaryl group having 5 to 60 atoms, except that R 1 and R 2 are both hydrogen.
  • the compound of Formula 1 may have improved thermal stability by blocking some, preferably all, of the active sites of the phenanthroline moiety.
  • thermal stability may be increased without deterioration of the device.
  • R 1 and R 2 may be a C 1 to C 60 alkyl group.
  • the R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, and each independently a C 1 ⁇ C 20 alkyl group.
  • the R 1 and R 2 may be the same as each other, and may be a C 1 to C 6 alkyl group.
  • the C 1 to C 6 alkyl group may be selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a s-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group.
  • the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and heteroaryl group of R 1 and R 2 are each independently deuterium, a halogen group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group.
  • hydrazono group C 1 ⁇ C 60 alkyl group, C 2 ⁇ C 60 alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 cycloalkyl group, number of nuclear atoms 3 to 60 of heterocycloalkyl group, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, heterocycloalkenyl group of 3 to 60 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 60 aryl group, heteroaryl group of 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ⁇ C 60 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, C 6 ⁇ aryl of C 60 boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine oxide group, and a C 6 ⁇ substituted or
  • the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 1 below, but is not limited thereto.
  • L 1 and Ar 1 are as defined in Formula 1 above,
  • R 2 may be a C 1 ⁇ C 6 alkyl group, specifically a methyl group, an ethyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a s-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group It may be selected from the group consisting of, and more specifically, may be a methyl group. In this case, R 2 may be the same as or different from the substituents of Formulas 2 to 5 corresponding to R 1 of Formula 1 above.
  • R 2 is a C 1 to C 6 alkyl group, specifically, a methyl group, an ethyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, s-butyl It may be selected from the group consisting of a group, an isobutyl group, and a t-butyl group, and in this case, it is the same as the substituent of Formulas 2 to 5 corresponding to R 1 in Formula 1 above.
  • L 1 is a single bond
  • C 6 ⁇ C 60 Arylene group and a heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms is selected from the group consisting of, specifically a single bond, or C 6 ⁇ C 30 It may be selected from the group consisting of an arylene group and a heteroarylene group having 5 to 30 nuclear atoms.
  • the arylene group and the heteroarylene group of L 1 are each independently deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazono group group), C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, heterocycloalkenyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ⁇ C 60 alkyloxy group , C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C
  • L 1 may be a C 6 ⁇ C 60 arylene group.
  • L 1 may be a linker group represented by the following Chemical Formula L.
  • n is an integer from 0 to 3
  • a is an integer from 0 to 4,
  • R 3 is plural, they are the same as or different from each other,
  • R 3 is hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazono group, a C 1 to C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, Heterocycloalkenyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 60 Aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 ⁇ C 60 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy Period, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, C 6
  • L 1 may be selected from the group consisting of the following linker groups L1 to L4.
  • the phenanthroline moiety and the substituent Ar 1 are bonded to the para (para) or meta (meta) position around the linker group, or to the para-para or meta-meta position. Accordingly, the compound of the present invention forms a plate-like structure to induce stacking between molecules, and thus electron mobility is increased to have better electron transport properties.
  • the interaction between the phenanthroline moiety and the substituent Ar 1 is minimized, the structural stability of the molecule is increased, and the steric hindrance in the compound is minimized to minimize the physical and electrochemical stability of the compound itself , thermal stability can be significantly increased.
  • the compound of the present invention is effective in inhibiting crystallization of the organic layer, compared to the compound in which the phenanthroline moiety and the substituent Ar 1 are bonded to the ortho position around the linker group or introduced in the ortho-ortho position, Durability and lifespan characteristics of the organic electroluminescent device can be greatly improved.
  • Hydrogen of the linker groups L1 to L4 is deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 12 alkyl group, C 6 to C 10 aryl group, heteroaryl group having 5 to 9 nuclear atoms, etc. may be substituted with one or more substituents of
  • Ar 1 may be a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms.
  • Ar 1 is an electron withdrawing group (EWG) having high electron absorption, in the compound of Formula 1, the electron movement speed is further improved, so that the electron injection and transport ability can be maximized.
  • Ar 1 is preferably a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms (specifically, a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms), except for a triazine group and a pyrimidine group.
  • EWG include, but are not limited to, substituents represented by the following Chemical Formulas S1 to S6.
  • the R 3 to R 7 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, hydra Zono group (hydrazono group), C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, 3 to 60 nuclear atoms hetero Cycloalkyl group, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, heterocycloalkenyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 6 ⁇ C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 ⁇ C 60 of Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl
  • the R 3 to R 7 are the same as or different from each other, and each independently a deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, hydrazono group, C 1 ⁇ C 20 alkyl group, C 2 ⁇ C 20 alkynyl group, C 3 ⁇ C 20 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 30 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 20 of a cycloalkenyl group, a heterocycloalkenyl group having 3 to 30 nuclear atoms, a C 6 to C 30 aryl group, a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms, and a C 1 to C 30 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 30 It may be selected from the group consisting of an aryloxy group.
  • the R 3 to R 7 may be the same as or different from each other, and each independently a C 6 ⁇ C 30 aryl group, specifically, a C 6 ⁇ C 30 aryl group.
  • aryl group include, but are not limited to, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, an anthryl group, a naphthasenyl group, a pyrenyl group, and a chrysenyl group.
  • An aryl group, a heteroaryl group, an alkyloxy group, an aryloxy group, an alkylsilyl group, an arylsilyl group, an alkylboron group, an arylboron group, an arylphosphine group, an arylphosphine oxide group, and an arylamine group are each independently deuterium, halogen Group, hydroxyl group, cyano group, nitro group, amino group, amidino group (amidino group), hydrazino group (hydrazino group), hydrazono group (hydrazono group), C 1 ⁇ C 60 Alkyl
  • Ar 1 may be a substituent represented by any one selected from the group consisting of the following Chemical Formulas S1 to S8, but is not limited thereto.
  • X 1 to X 4 are the same as or different from each other, and each independently represents N or C(Ar 7 ), provided that at least two of X 1 to X 3 are N, and at least two of X 2 to X 4 are N ,
  • Y 1 is S or O
  • Z 1 To Z 3 are the same as or different from each other, and each independently N, N(Ar 8 ), C, C(Ar 9 ), C(Ar 10 )(Ar 11 ), provided that Z 1 To Z 3 At least 2 are each independently N or N (Ar 8 ),
  • W 1 To W 3 are the same as or different from each other, and each independently is N or C(Ar 12 ), provided that at least two of W 1 To W 3 are N,
  • Ar 2 to Ar 12 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazono group, C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, 3 to 60 nuclear atoms heterocycloalkenyl group, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 to C 60 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, C 6 ⁇
  • a is an integer from 0 to 4,
  • a plurality of R 3 are the same as or different from each other,
  • R 3 is each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazino group, a hydrazono group, C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, Heterocycloalkyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 60 Cycloalke nyl group, heterocycloalkenyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 to C 60 alkyloxy group, C 6 to C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alky
  • x is 0 or 1
  • An aryloxy group, an alkylsilyl group, an arylsilyl group, an alkylboron group, an arylboron group, an arylphosphine group, an arylphosphine oxide group, and an arylamine group are each independently deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group , amidino group (amidino group), hydrazino group (hydrazino group), hydrazono group (hydrazono group), C 1 ⁇ C
  • substituents of Formulas S1 to S6 may be embodied as substituents represented by the following Formulas SS1 to SS9, but is not limited thereto.
  • Ar 7 , Ar 8 , Ar 12 , R 3 , and a are each as defined in Formulas S1 to S6.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention may be embodied as a compound represented by any one of Formulas 6 to 11, but is not limited thereto.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and are each independently a C 1 ⁇ C 6 alkyl group,
  • n 0 or 1
  • X 1 to X 4 are the same as or different from each other, and each independently represents N or C(Ar 7 ), provided that at least two of X 1 to X 3 are N, and at least two of X 2 to X 4 are N ,
  • Y 1 is S or O
  • Z 1 To Z 3 are the same as or different from each other, and each independently N, N(Ar 8 ), C, C(Ar 9 ), C(Ar 10 )(Ar 11 ), provided that Z 1 To Z 3 At least 2 are each independently N or N (Ar 8 ),
  • W 1 To W 3 are the same as or different from each other, and each independently is N or C(Ar 12 ), provided that at least two of W 1 To W 3 are N,
  • Ar 7 to Ar 12 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazono group, C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 60 cycloalkenyl group, 3 to 60 nuclear atoms heterocycloalkenyl group, C 6 to C 60 aryl group, 5 to 60 nuclear atoms heteroaryl group, C 1 to C 60 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl boron group, C 6 ⁇
  • a is an integer from 0 to 4,
  • a plurality of R 3 are the same as or different from each other,
  • R 3 is each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazino group, a hydrazono group, C 1 ⁇ C 60 Alkyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkenyl group, C 2 ⁇ C 60 Alkynyl group, C 3 ⁇ C 60 Cycloalkyl group, Heterocycloalkyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 3 ⁇ C 60 Cyclo Alkenyl group, heterocycloalkenyl group having 3 to 60 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 to C 60 alkyloxy group, C 6 to C 60 of Aryloxy group, C 1 ⁇ C 60 Alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 Arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 Alkyl
  • x is 0 or 1
  • An aryloxy group, an alkylsilyl group, an arylsilyl group, an alkylboron group, an arylboron group, an arylphosphine group, an arylphosphine oxide group, and an arylamine group are each independently deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group , amidino group (amidino group), hydrazino group (hydrazino group), hydrazono group (hydrazono group), C 1 ⁇ C
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention described above is the following compounds A-1 to A-28, B-1 to B-24, C-1 to C-24, D-1 to D-24, E-1 to E-24, and F-1 to F-24.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention is not limited by those exemplified below.
  • alkyl refers to a monovalent substituent derived from a linear or branched saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl, and the like.
  • alkenyl refers to a monovalent substituent derived from a linear or branched unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having one or more carbon-carbon double bonds. Examples thereof include, but are not limited to, vinyl, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • alkynyl refers to a monovalent substituent derived from a straight or branched unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having one or more carbon-carbon triple bonds. Examples thereof include, but are not limited to, ethynyl, 2-propynyl, and the like.
  • cycloalkyl means a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon 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 means a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, and at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is N, O, S , substituted with a hetero atom such as Se.
  • heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • aryl refers to 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.
  • two or more rings may be simply attached to each other (pendant) or condensed form may be included. Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, and the like.
  • heteroaryl refers to a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 60 nuclear atoms.
  • one or more carbons in the ring preferably 1 to 3 carbons, are substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are simply attached to each other or condensed may be included, and further, a form condensed with an aryl group may be included.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl), purinyl, quinolyl, benzothiazole, and carbazolyl, and 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl , 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but is not limited thereto.
  • 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl), purinyl, quinolyl, benzothiazole
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R' means an alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and has a linear, branched or cyclic structure.
  • R' means an alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and has a 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.
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 5 to 40 carbon atoms.
  • R means aryl having 5 to 40 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • alkylsilyl means a silyl substituted with an alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and includes mono- as well as di-, tri-alkylsilyl.
  • arylsilyl means a silyl substituted with aryl having 5 to 60 carbon atoms, and includes mono- as well as polyarylsilyl such as di- and tri-arylsilyl.
  • alkyl boron group means a boron group substituted with an alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • aryl boron group means a boron group substituted with an aryl group having 6 to 60 carbon atoms.
  • alkylphosphinyl group means a phosphine group substituted with an alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and includes mono- as well as di-alkylphosphinyl groups.
  • arylphosphinyl group means a phosphine group substituted with monoaryl or diaryl having 6 to 60 carbon atoms, and includes mono- as well as di-arylphosphinyl groups.
  • arylamine means an amine substituted with an aryl having 6 to 60 carbon atoms, and includes mono- as well as di-arylamines.
  • heteroarylamine refers to an amine substituted with heteroaryl having 5 to 60 nuclear atoms, and includes mono- as well as di-heteroarylamine.
  • (aryl) (heteroaryl) amine refers to an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms and heteroaryl having 5 to 60 nuclear atoms.
  • condensed ring refers to a condensed aliphatic ring having 3 to 40 carbon atoms, a condensed aromatic ring having 6 to 60 carbon atoms, a condensed heteroaliphatic ring having 3 to 60 nuclear atoms, a condensed heteroaromatic ring having 5 to 60 nuclear atoms, or It means a combination of these.
  • the present invention provides an organic electroluminescent device (hereinafter, 'organic EL device') including the compound represented by the above-described formula (1).
  • FIG. 1 to 4 are cross-sectional views schematically showing organic electroluminescent devices according to first to fourth embodiments of the present invention.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention is an anode (anode) 100, a cathode (cathode) 200, and one or more layers interposed between the anode and the cathode
  • the organic material layer 300 is included, and at least one of the one or more organic material layers includes the compound represented by Formula 1 above.
  • the compound may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the one or more organic material layers 300 may include any one of a hole injection layer 310 , a hole transport layer 320 , a light emitting layer 330 , an electron transport auxiliary layer 360 , an electron transport layer 340 , and an electron injection layer 350 . It may include one or more, of which at least one organic material layer 300 includes the compound represented by Formula 1 above. Specifically, the organic material layer including the compound of Formula 1 may be the electron transport layer 340 . That is, the compound represented by Formula 1 is included in the organic electroluminescent device as an electron transport layer material.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is excellent in luminous efficiency, power efficiency, luminance, and the like.
  • the compound of Formula 1 is excellent in thermal stability and electrochemical stability, it is possible to improve the performance of the organic electroluminescent device.
  • Such a compound of Formula 1 may be used alone or may be mixed with an electron transport layer material known in the art.
  • the electron transport layer material that can be mixed with the compound of Formula 1 includes an electron transport material commonly known in the art.
  • the electron transport material that can be used include an oxazole-based compound, an isoxazole-based compound, a triazole-based compound, an isothiazole-based compound, an oxadiazole-based compound, a thiadiazole-based compound, and perylene ( perylene)-based compounds, aluminum complexes (eg , Alq 3, tris(8-quinolinolato)-aluminium), and gallium complexes (eg, Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)). These may be used alone or in combination of two or more.
  • the structure of the organic electroluminescent device of the present invention described above is not particularly limited, but, for example, on a substrate, the anode 100, one or more organic material layers 300 and the cathode 200 may be sequentially stacked (Figs. 1 to Figs. see 3). Although not shown, it may have a structure in which an insulating layer or an adhesive layer is further inserted at the interface between the electrode and the organic material layer.
  • the organic electroluminescent device on a substrate, the anode 100, the hole injection layer 310, the hole transport layer 320, the light emitting layer 330, the electron transport layer 340 and the cathode 200 may have a sequentially stacked structure.
  • an electron injection layer 350 may be positioned between the electron transport layer 340 and the cathode 200 .
  • an electron transport auxiliary layer 360 may be positioned between the light emitting layer 330 and the electron transport layer 340 (refer to FIG. 3 ).
  • At least one of the organic layer 300 includes the compound represented by Formula 1 in the organic electroluminescent device of the present invention It can be manufactured by forming an organic material layer and an electrode with
  • 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 method.
  • the substrate usable in the present invention is not particularly limited, and non-limiting examples include a silicon wafer, quartz, a glass plate, a metal plate, a plastic film, and a sheet.
  • examples of the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold, or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and 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 is not limited thereto.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold, or alloys thereof
  • metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO)
  • combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb
  • conductive polymers such as polythiophene, poly(3
  • examples of the cathode material include a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver (Ag), tin, or lead, or an alloy thereof; and a multilayer structure material such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but is not limited thereto.
  • the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer and the electron injection layer are not particularly limited, and common materials known in the art may be used.
  • the organic electroluminescent device is a tandem (tandem) type device, the anode 100 and the cathode 200 facing each other; a plurality of light emitting units 400 and 500 interposed between the anode 100 and the cathode 200; and a charge generation layer 600 interposed between adjacent light emitting units 400 and 500 and including an N-type charge generation layer 610 and a P-type charge generation layer 620 .
  • the N-type charge generation layer 610 includes the compound represented by the above-described Chemical Formula 1.
  • Such a tandem organic electroluminescent device has at least two light emitting units, and may be configured by interposing a charge generating layer between adjacent light emitting units to increase the number of light emitting units.
  • the charge generation layer 600 including the N-type charge generation layer 610 and the P-type charge generation layer 620 is disposed between the adjacent light emitting units, and the N-type charge generation layer 610 is formed as described above. It includes a compound represented by the formula (1).
  • the organic electroluminescent device includes an anode 100 and a cathode 200 facing each other; a first light emitting unit 400 disposed on the anode 100; a second light emitting unit 500 disposed on the first light emitting unit 400; and a charge generation layer 600 interposed between the first and second light emitting units 400 and 500 and including an N-type charge generation layer 610 and a P-type charge generation layer 620 .
  • the N-type charge generation layer 610 includes the compound represented by the above-described Chemical Formula 1.
  • Each of the light emitting units 400 and 500 includes hole transport layers 410 and 510 , light emitting layers 420 and 520 , and electron transport layers 430 and 530 .
  • the first light emitting unit 400 includes a first hole transport layer 410 , a first light emitting layer 420 , and a first electron transport layer 430
  • the second light emitting unit 500 includes a hole transport layer 510 .
  • an emission layer 520 and an electron transport layer 530 may be included.
  • the first light emitting unit 400 may additionally include a hole injection layer 440 .
  • the hole transport layers 410 and 510, the light emitting layers 420 and 520, the electron transport layers 430 and 530, and the hole injection layer 440 are not particularly limited, and common materials known in the art may be used.
  • the charge generation layer (CGL) 600 is disposed between the light emitting units 400 and 500 adjacent to each other, thereby controlling the charges between the light emitting units 400 and 500 to achieve a charge balance.
  • the charge generation layer 600 includes an N-type charge generation layer 610 positioned adjacent to the first light emitting unit 400 to supply electrons to the first light emitting unit 400 ; and a P-type charge generation layer 620 positioned adjacent to the second light emitting unit 500 to supply holes to the second light emitting unit 500 .
  • the N-type charge generation layer 610 includes the compound represented by Chemical Formula 1 described above.
  • the compound of Formula 1 has excellent electron mobility and excellent electron injection and transport ability. Therefore, when the compound of Formula 1 is applied to an organic electroluminescent device as an N-type charge generating layer material, an increase in the progressive driving voltage and a decrease in the lifetime of the device can be prevented.
  • the N-type charge generation layer 610 includes one host having an electron transport characteristic, and the one host is a compound represented by Formula 1 above. Unlike the N-type charge generation layer including two hosts, the n-type charge generation layer 610 of the present invention may have improved process efficiency during manufacturing through co-deposition.
  • the N-type charge generation layer 610 may further include an N-type dopant.
  • the N-type dopant usable in the present invention is not particularly limited as long as it is a material generally used in the N-type charge generation layer in the art, and for example, alkali metals such as Li, Na, K, Rb, Cs, Fr; alkaline earth metals such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra and the like; Group 15 metals such as Bi (bismuth) and Sb (antimony); La(lanthanum), Ce(cerium), Pr(preseodyminum), Nd(neodymium), Pm(promethium), Sm(samarium), europium(europium), Gd(gadolinium), Tb(terbium), Dy(dysprosium), lanthanide-based metals such as Ho(holmium), Er(erbium), Tm(thulium), Yb(ytterbium), Lu(lutetium), and the like; and the one or more metal compounds described above.
  • alkali metals such as Li
  • an organic N-type dopantyl having electron donor properties and capable of donating at least a portion of an electron charge to an organic host eg, a cargo of Formula 1
  • organic host eg, a cargo of Formula 1
  • examples thereof include bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene (BEDT-TTF) and Tetrathiafulvalene (TTF).
  • the thickness of the N-type charge generation layer 610 is not particularly limited, and may be, for example, in the range of about 5 to 30 nm.
  • the P-type charge generation layer 620 may be formed of a metal or an organic material doped with P-type.
  • the metal includes Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni and Ti, and these metals may be used alone or as an alloy of two or more.
  • materials of the P-type dopant and the host used in the P-type doped organic material are not particularly limited as long as they are commonly used materials.
  • the P-type dopant includes F 4 -TCNQ (2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane), iodine, FeCl 3 , FeF 3 and SbCl 5 and the like.
  • non-limiting examples of the host include NPB (N,N'-bis(naphthaen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), TPD (N,N'-bis(3- There are methylphenyl)N,N'-bis(phenyl)-benzidine) and TNB(N,N,N',N'-tetra-naphthalenyl-benzidine), which can be used alone or in combination of two or more. have.
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonically. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc. and transferred the substrate 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 the compounds of Table 1 below were respectively used instead of Compound A-1 used as an electron transport layer material in Example 1.
  • a blue organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the following compounds A to H were respectively used instead of the compound A-1 used as the electron transport layer material in Example 1.
  • Example 1 Compound A-1 3.9 457 8.0
  • Example 2 compound A-2 4.1 456 8.1
  • Example 3 compound A-5 4.2 456 7.7
  • Example 4 compound A-7 4.1 457 7.9
  • Example 5 compound A-8 4.2 456 7.3
  • Example 6 compound A-13 3.9 458 8.0
  • Example 8 Compound A-16 4.1 454 7.5
  • Example 9 Compound A-17 4.0 457 7.9
  • Example 10 compound A-19 4.2 458 7.6
  • Example 11 compound A-20 4.0 454 7.9
  • Example 12 compound A-22 4.0 454 7.8
  • Example 13 Compound A-24 4.3 455 7.8
  • Example 14 compound B-1 4.1 456 7.7
  • Example 15 compound B-2 4.2 456 7.6
  • Example 16 compound B-5 3.9 458 7.9
  • Example 17 compound B-7 3.9 458 7.8
  • Example 18 compound B-8 4.1 454 7.6
  • Example 19 compound B-13 4.1 457 7.9
  • Example 20 compound B
  • the blue organic electroluminescent devices using the compound of the present invention containing a phenanthroline moiety substituted with an alkyl group in Nos. 2 and 9 for the electron transport layer (Examples 1 to 78)
  • An organic electroluminescent device using a compound containing an unsubstituted phenanthroline moiety for the electron transport layer (Comparative Examples 1-2) and a compound containing a phenanthroline moiety substituted with an aryl group for the electron transport layer
  • the driving voltage and efficiency were improved compared to the organic electroluminescent device (Comparative Examples 3 to 4).
  • the compound of the present invention used in Examples 1 to 78 has a lower sublimation temperature than the compounds (Compounds C, D) containing a phenanthroline moiety substituted with an aryl group during device fabrication to prevent device deterioration.
  • the compound of the present invention containing a phenanthroline moiety substituted with an alkyl group at Nos. 2 and 9 improved device properties more than the compound containing a phenanthroline moiety substituted with an alkyl group at other positions.
  • the device of Comparative Example 6 using a compound containing thi uses a compound containing a phenanthroline moiety unsubstituted or substituted with an aryl group (i.e., compounds A to D) in Comparative Examples 1 to 4
  • an aryl group i.e., compounds A to D
  • the efficiency characteristics were slightly improved compared to the device of phenanthroline, the characteristics of the device were not significantly improved because the intrinsic active site of phenanthroline could not be blocked. From this, it can be confirmed that even in a compound containing a phenanthroline derivative into which an alkyl group is introduced, the stability of the substance can be maintained only when the alkyl group is substituted at positions 2 and 9, which are the active sites of phenanthroline. there was.
  • the devices of Examples 1 to 78 using the compound of the present invention containing a phenanthroline moiety in which an alkyl group is introduced at No. 2 and No. 9, and a heteroaryl group (eg, EWG) at the 4 position is introduced.
  • the devices of Comparative Examples 7 to 8 using a compound containing a phenanthroline in which an alkyl group is introduced at No. 2 and No. 9 and a heteroaryl group is introduced at a position other than No. 4 (eg, the 3 or 5 position) Compared to that, the driving voltage was low and the luminous efficiency was high. From this, it was confirmed that even in the compound having a phenanthroline moiety substituted with both alkyl groups at No. 2 and No. 9, the position at which the electron withdrawing group (EWG) is introduced also has a great influence on the device characteristics.
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1500 ⁇ was washed with distilled water and ultrasonic waves. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc. and transferred the substrate to a vacuum evaporator.
  • ITO indium tin oxide
  • An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 79, except that each of the compounds of Table 2 below was used instead of Compound A-1 used as an N-type charge generation layer material in Example 79.
  • Example 79 An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 79, except that Compounds A to H were respectively used instead of Compound A-1 used as the N-type charge generation layer material in Example 79. At this time, since the compounds A to H used are the same as those described in Comparative Examples 1 to 8, they are omitted.
  • Example 79 Compound A-1 8.6 15.3 Example 80 compound A-2 8.3 15.9 Example 81 compound A-5 8.3 15.7 Example 82 compound A-7 8.2 15.5 Example 83 compound A-8 8.3 15.6 Example 84 compound A-13 8.5 15.3 Example 85 compound A-14 8.3 15.3 Example 86 Compound A-16 8.2 15.7 Example 87 Compound A-17 8.5 15.2 Example 88 compound A-19 8.2 15.5 Example 89 compound A-20 8.6 15.3 Example 90 compound A-22 8.4 15.0 Example 91 Compound A-24 8.2 15.8 Example 92 compound B-1 8.3 15.8 Example 93 compound B-2 8.2 15.6 Example 94 compound B-5 8.4 15.2 Example 95 compound B-7 8.5 15.2 Example 96 compound B-8 8.3 15.7 Example 97 compound B-13 8.5 15.2 Example 98 compound B-14 8.2 15.6 Example 99 compound B-16 8.5 15.1 Example 100 compound B-17 8.4 15.0 Example 101 compound B-19 8.3 15.6 Example 102 compound B-20
  • the blue organic electroluminescent devices (Examples 79 to 156) using a compound containing a phenanthroline moiety substituted with an alkyl group in Nos. 2 and 9 for the N-type charge generation layer (Examples 79 to 156)
  • An organic electroluminescent device using a compound containing an unsubstituted phenanthroline moiety (Comparative Examples 9 to 10) and an organic electroluminescent device using a compound containing an aryl group-substituted phenanthroline moiety (Comparative Examples 11 to 12), the driving voltage and efficiency were improved.
  • the compound of the present invention used in the devices of Examples 79 to 156 has a lower sublimation temperature than the compounds (Compounds C, D) containing a phenanthroline moiety substituted with an aryl group during device fabrication, thereby preventing device deterioration. could have been prevented
  • the device of Comparative Example 14 using a compound containing thi (i.e., Compound F) had slightly lower efficiency characteristics than the devices of Comparative Examples 9 to 12 using a compound containing a phenanthroline moiety substituted with an unsubstituted or aryl group. Although improved, device characteristics were not significantly improved because the intrinsic active site of phenanthroline was not blocked. From this, it was confirmed that even in the case of a compound containing a phenanthroline derivative into which an alkyl group is introduced, thermal stability of the material can be maintained only when an alkyl group is substituted at positions 2 and 9, which are active sites.
  • the devices of Examples 79 to 156 using the compound of the present invention containing a phenanthroline moiety in which an aryl group is introduced at the 4th position while the alkyl group is introduced at No. 2 and No. 9 is an alkyl group at No. 2 and No. 9 is introduced the driving voltage is lower than that of the devices of Comparative Examples 15 to 16 using a compound containing a phenanthroline in which an aryl group is introduced at a position other than 4 (eg, position 3 or 5), and luminous efficiency was high From this, it could be confirmed that even in compounds having a phenanthroline moiety substituted with an alkyl group in both Nos. 2 and 9, the position at which the aryl group is introduced also greatly affects the device characteristics.

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Abstract

본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 대한 것으로, 보다 상세하게는 전자 주입 및 수송 능력이 우수한 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성은 물론, 진행성 구동 전압이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자수송 능력이 우수한 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성은 물론, 진행성 구동 전압이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(이하, '유기 EL 소자'라 함)는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 애노드에서는 정공이 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥 상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 EL 소자의 발광층 형성 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료로 구분될 수 있다. 그 밖에, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 발광 재료로 노란색 및 주황색 발광 재료도 사용된다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다. 도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이러한 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 발광 효율을 4배까지 향상시킬 수 있어 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대해 관심이 집중되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층. 정공 차단층, 전자 수송층으로는, 하기 화학식으로 표현된 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있고, 발광 재료는 안트라센 유도체들이 형광 도판트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히 발광재료 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료로서는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색, 녹색, 적색 도판트 재료로 사용되고 있다. 현재까지는 CBP가 인광 호스트 재료로 우수한 특성을 나타내고 있다.
그러나, 종래의 유기물층 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 매우 좋지 않아 유기 EL 소자에서의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지못하고 있다. 따라서, 성능이 뛰어난 유기물층 재료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전자 주입 및 수송능, 전기화학적 안정성, 열적 안정성 등이 모두 우수하여 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 구체적으로 전자 수송층 재료나 N형 전하생성층 재료로 사용될 수 있는 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동전압과 높은 발광효율을 나타내며 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물을 제공한다:
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000001
(상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C60의 알킬기, C3~C60의 시클로알킬기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 다만 R1 및 R2 모두 수소인 경우를 제외하며,
L1은 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
Ar1은 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, -P(=O)(R3)(R4), 및 -Si(R5)(R6)(R7)로 이루어진 군에서 선택되며,
R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 R1 및 R2의 알킬기, 시클로알킬기와 헤테로아릴기, 상기 L1의 아릴렌기와 헤테로아릴렌기, 상기 Ar1의 헤테로아릴기, 및 상기 R3 내지 R7의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이함).
또, 본 발명은 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 전술한 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 이때, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 전자 수송층일 수 있다.
또한, 본 발명은 서로 이격 배향된 애노드와 캐소드; 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재된 복수의 발광 유닛; 서로 인접한 발광 유닛 사이에 개재된 N형 전하 생성층 및 P형 전하 생성층을 포함하고, 상기 각 발광 유닛은 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하고, 상기 N형 전하 생성층은 전술한 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 화합물은 전자수송능, 발광능, 전기화학적 안정성, 열적 안정성 등이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 화합물을 전자 수송층 재료, 전자수송 보조층 재료 및 N형 전하생성층 재료 중 적어도 어느 하나로 사용될 경우, 종래 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명 특성을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
** 부호의 설명 **
100: 애노드, 200: 캐소드,
300: 유기물층, 310: 정공주입층,
320: 정공수송층, 330: 발광층,
340: 전자수송층, 350: 전자주입층,
360: 전자 수송 보조층, 400: 제1 발광 유닛,
410: 제1정공수송층, 420: 제1발광층,
430: 제1전자수송층, 440: 정공주입층,
500: 제2 발광 유닛, 510: 제2정공수송층,
520: 제2발광층, 530: 제2전자수송층,
600: 전하생성층, 610: N형 전하생성층,
620: P형 전하생성층
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
<신규 화합물>
본 발명은 전자 주입 및 수송능, 전기화학적 안정성, 열적 안정성 등이 우수하여 유기 전계 발광 소자의 고효율, 장수명, 구동전압 특성 및 진행성 구동전압 특성을 향상시킬 수 있는 전자수송층 재료, 전자수송 보조층 재료 또는 N형 전하 생성층 재료로 사용될 수 있는 신규 화합물을 제공한다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 페난트롤린 모이어티(phenanthroline moiety)의 4번 위치에 다양한 헤테로아릴기[특히, 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)]나 포스핀옥사이드기 또는 실릴기가 직접 또는 링커기를 통해 도입되면서, 2번 및 9번에 알킬기, 시클로알킬기 등이 도입되어 이루어진 기본 구조를 포함한다. 여기서, 페난트롤린 모이어티의 탄소/질소 위치 번호는 하기와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000002
본 발명의 화합물에서, 페난트롤린 모이어티는 전자가 상대적으로 풍부한 sp2 혼성 오비탈의 질소(N)를 포함한다. 특히, 페난트롤린 모이어티는 2개의 질소가 서로 이웃한 구조이기 때문에, 주변의 수소(H)와 공유 결합하거나 또는 Li, Yb 등과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속과 배위결합이 가능하다. 이러한 페난트롤린 모이어티를 함유하는 상기 화학식 1의 화합물을 전자 수송층이나 N형 전하 생성층에 적용할 경우, 페난트롤린 모이어티는 도핑되는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속을 트랩(trap)시켜 분자 내 전자 밀도를 높임으로써, 전자 주입 및 수송능을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 본 발명의 화합물을 OLED의 N형 전하 생성층에 적용할 경우, 페난트롤린 모이어티의 질소가 N형 전하 생성층의 도펀트인 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속과 결합(binding)하여 갭 스테이트(gap state)를 형성할 수 있다. 특히, 본 발명의 화합물은 N형 전하 생성층의 호스트 물질로 다른 호스트 물질과의 혼합 없이 단독으로 사용되더라도, 갭 스테이트에 의해서 N형 전하 생성층에서 전자 수송층으로 전자를 원활하게 전달할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물을 OLED의 전자 수송층에 적용할 경우에도, 발광층 측으로 전자를 원활하게 전달할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물이 N형 전하 생성층 재료나 전자 수송층 재료로 사용될 경우, 유기 전계 발광 소자의 구동 전압을 낮추면서, 발광 효율을 높이고, 고수명을 구현할 수 있다.
또, 상기 화합물의 페난트롤린 모이어티는 전자 흡수성이 큰 모이어티이기 때문에, 전자 끌개기(electron withdrawing group, EWG)로 작용할 수 있다. 이러한 페난트롤린 모이어티의 4번 위치에는 헤테로아릴기[특히, 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)]나 포스핀옥사이드기 또는 실릴기가 직접 또는 링커기를 통해 도입되어 있다. 특히, 전자 흡수성이 전자끌개기(EWG)가 페난트롤린 모이어티의 4번 위치에 도입됨으로써, 본 발명의 화합물은 전자 이동 속도가 향상되어 전자주입 및 수송능이 극대화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물이 유기 전계 발광 소자에 적용될 경우, 소자의 저구동전압, 고전류효율 및 장수명 특성을 구현시킬 뿐만 아니라, 진행성 구동전압 특성을 향상시켜 소자의 소비전력의 상승 및 수명 저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기 화합물의 페난트롤린 모이어티는 활성 사이트(active site)인 2번 및 9번 위치에 알킬기, 시클로알킬기 등과 같은 치환기가 각각 도입됨으로써, 활성 사이트를 차단하여 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. 다만, 페난트롤린 모이어티의 2번 및/또는 9번에 아릴기가 도입된 화합물은 분자량의 증가로 인해 화합물의 승화 온도가 증가되기 때문에, 유계 발광 소자의 제조시 화합물을 승화시키기 위한 과량의 고열로 인해서 소자가 손상될 수 있다. 이 때문에, 페난트롤린 모이어티의 2번 및/또는 9번에는 아릴기보다 알킬기, 시클로아킬기, 특히 사슬 길이가 짧은 알킬기나 시클로 알킬기를 도입하는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명의 화합물은 최소의 분자량 증가를 통해 활성 사이트를 차단할 수 있기 때문에, 소자의 열화 없이 열적 안정성을 증가시킬 수 있다. 또, 본 발명의 화합물은 페난트롤린 모이어티의 2번 및 9번에 아릴기가 도입된 화합물에 비해 승화 온도가 낮다. 따라서, 본 발명의 화합물은 열적 안정성을 증가시킴과 동시에, 소자의 제조시 소자의 열화를 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 주입 및 수송 능력이 우수하다. 따라서, 본 발명의 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게 전자 수송층 재료로 사용될 수 있다. 또, 본 발명의 화합물은 탠덤 구조의 유기 전계 발광 소자의 N형 전하 생성층 재료로 사용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 전자수송층 재료 또는 N형 전하 생성층 재료로 적용할 경우, 소자의 구동 전압, 발광 효율 및 수명 등의 특성을 향상시킬 수 있음은 물론, 진행성 구동 전압의 상승을 방지할 수 있고, 나아가 상기 유기 전계 발광 소자가 적용된 풀 칼라 유기 발광 패널도 성능도 극대화시킬 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C60의 알킬기, C3~C60의 시클로알킬기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 다만 R1 및 R2 모두 수소인 경우를 제외한다. 이러한 화학식 1의 화합물은 R1 및 R2가 모두 수소인 화합물과 달리, 페난트롤린 모이어티의 활성 사이트(active site) 일부, 바람직하게 모두가 차단함으로써, 열적 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 R1 및 R2이 아릴기인 화합물과 달리, 최소의 분자량 증가를 통해 활성 사이트가 차단하기 때문에, 소자의 열화 없이 열적 안정성이 증가될 수 있다.
일례로, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 C1~C60의 알킬기일 수 있다.
다른 일례로, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1~C20의 알킬기일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하고, C1~C6의 알킬기일 수 있다. 구체적으로, 상기 C1~C6의 알킬기는 메틸기, 에틸기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기 및 t-부틸기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 R1 및 R2의 알킬기, 시클로알킬기,아릴기와 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다. 여기서, 상기 헤테로시클로알킬기 및 헤테로아릴기는 각각 N, S, O 및 Se로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 헤테로원자를 포함한다.
이러한 R1 및 R2에 따라, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000003
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000004
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000005
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000006
상기 화학식 2 내지 5에서,
L1 및 Ar1은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
R2는 C1~C6의 알킬기일 수 있고, 구체적으로 메틸기, 에틸기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, 및 t-부틸기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 더 구체적으로 메틸기일 수 있다. 이때, R2는 상기 화학식 1의 R1에 해당되는 화학식 2~5의 치환기와 동일하거나 상이할 수 있다.
일례에 따르면, 상기 화학식 2 내지 5의 화합물에서, R2는 C1~C6의 알킬기이고, 구체적으로 메틸기, 에틸기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, 및 t-부틸기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 이때 상기 화학식 1의 R1에 해당되는 화학식 2~5의 치환기와 동일하다.
상기 화학식 1에서, L1은 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 구체적으로 단일결합이거나, 또는 C6~C30의 아릴렌기 및 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 L1의 아릴렌기와 헤테로아릴렌기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
일례로, 상기 L1은 C6~C60의 아릴렌기일 수 있다.
다른 일례로, 상기 L1은 하기 화학식 L로 표시되는 링커기일 수 있다.
[화학식 L]
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000007
상기 화학식 L에서,
n은 0 내지 3의 정수이고,
a는 0 내지 4의 정수이며,
R3가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고,
R3은 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다.
또 다른 일례로, L1은 하기 링커기 L1 내지 L4로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 화합물은 페난트롤린 모이어티와 치환체 Ar1이 링커기를 중심으로 파라(para) 또는 메타(meta) 위치로 결합하거나, 또는 파라-파라 혹은 메타-메타 위치로 결합한다. 이로써, 본 발명의 화합물은 판상형 구조를 이루어 분자 간의 스택킹(stacking)이 유도되고, 따라서 전자 이동도가 증가되어 더 우수한 전자 수송성을 가질 수 있다. 또, 본 발명의 화합물은 페난트롤린 모이어티와 치환체 Ar1 간의 상호 작용이 최소화되고, 분자의 구조적 안정성이 증가되며, 화합물 내 입체 장애(steric hindrance)가 최소화되어 화합물 자체의 물적, 전기화학적 안정성, 열적 안정성이 유의적으로 증가될 수 있다. 또, 본 발명의 화합물은 페난트롤린 모이어티와 치환체 Ar1이 링커기를 중심으로 오쏘(ortho) 위치로 결합하거나 또는 오쏘-오쏘 위치로 도입된 화합물에 비해, 유기층의 결정화 억제에도 효과가 있어, 유기 전계 발광 소자의 내구성 및 수명 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000008
상기 링커기 L1~L4의 수소는 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C12의 알킬기, C6~C10의 아릴기, 핵원자수 5~9개의 헤테로아릴기 등의 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1에서, Ar1은 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, -P(=O)(R3)(R4), 및 -Si(R5)(R6)(R7)로 이루어진 군에서 선택된다.
일례로, Ar1은 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기일 수 있다. 특히, Ar1이 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(electron withedrawing group, EWG)일 경우, 상기 화학식 1의 화합물은 전자의 이동 속도가 더 향상되어 전자의 주입 및 수송능이 극대화될 수 있다. 또, Ar1이 EWG인 화학식 1의 화합물을 이용한 OLED의 유기층(예, N형 전하생성층)은 인접하는 유기층(예, 전자수송층)의 LUMO 값이 Deep할 경우, Ar1이 P(=O)(R3)(R4) 또는 -Si(R5)(R6)(R7)인 경우에 비해, 전자 주입이 더 원활해질 수 있다. 다만, EWG가 트리아진기나 피리미딘기인 화합물을 이용한 OLED의 유기층(예, 전자수송층 등)은 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 이용한 OLED의 유기층(예, 전자수송층 등)보다 LUMO값이 더 Deep하기 때문에 전자 이동이 어려울 수 있다. 따라서, Ar1은 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기(구체적으로, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기)인 것이 바람직하고, 이때 트리아진기 및 피리미딘기를 제외한다. 이러한 EWG의 예로는 하기 화학식 S1 내지 S6으로 표시되는 치환체 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
상기 R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다. 구체적으로, 상기 R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C20의 알킬기, C2~C20의 알키닐기, C3~C20의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 30개의 헤테로시클로알킬기, C3~C20의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 30개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C30의 아릴기, 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기, 및 C1~C30의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일례로, 상기 R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6~C30의 아릴기, 구체적으로 C6~C30의 아릴기일 수 있다. 이러한 아릴기의 예로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 안트릴기, 나프타센일기, 피렌일기, 크라이센일기 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
상기 Ar1의 아릴기와 헤테로아릴기, 및 상기 R3 내지 R7의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
구체적으로, Ar1은 하기 화학식 S1 내지 S8로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 치환체일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000009
상기 화학식 S1 내지 S8에서,
X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar7)이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 2개는 N이고, X2 내지 X4 중 적어도 2개는 N이고,
Y1은 S 또는 O이고,
Z1 내지 Z3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N, N(Ar8), C, C(Ar9), C(Ar10)(Ar11)이고, 다만 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 각각 독립적으로 N 또는 N(Ar8)이고,
W1 내지 W3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar12)이고, 다만 W1 내지 W3 중 적어도 2개는 N이고,
Ar2 내지 Ar12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
a는 0 내지 4의 정수이고,
복수의 R3는 서로 동일하거나 상이하고,
R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazinogroup), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
x은 0 또는 1이고,
상기 Ar2 내지 Ar12의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
특히, 상기 화학식 S1 내지 S6의 치환체는 하기 화학식 SS1 내지 SS9로 표시되는 치환체로 구체화될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000010
상기 화학식 SS1 내지 SS9에서,
Ar7, Ar8, Ar12, R3, 및 a는 각각 상기 화학식 S1 내지 S6에서 정의한 바와 같다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6 내지 11 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 구체화될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000011
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000012
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000013
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Figure PCTKR2021008425-appb-img-000016
상기 화학식 6 내지 11에서,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기이고,
m은 0 또는 1이고,
X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar7)이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 2개는 N이고, X2 내지 X4 중 적어도 2개는 N이고,
Y1은 S 또는 O이고,
Z1 내지 Z3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N, N(Ar8), C, C(Ar9), C(Ar10)(Ar11)이고, 다만 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 각각 독립적으로 N 또는 N(Ar8)이고,
W1 내지 W3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar12)이고, 다만 W1 내지 W3 중 적어도 2개는 N이고,
Ar7 내지 Ar12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
a는 0 내지 4의 정수이고,
복수의 R3는 서로 동일하거나 상이하고,
R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
x는 0 또는 1이고,
상기 Ar7 내지 Ar12의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
전술한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 A-1~A-28, B-1~B-24, C-1~C-24, D-1~D-24, E-1~E-24, 및 F-1~F-24로 이루어진 군에서 선택된 화합물로 구체화될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
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본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S, Se 등과 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 40의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴을 의미하며, 모노-뿐만 아니라 디-, 트리-알킬실릴을 포함한다. 또, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 60의 아릴로 치환된 실릴을 의미하고, 모노-뿐만 아니라 디-, 트리-아릴실릴 등의 폴리아릴실릴을 포함한다.
본 발명에서 "알킬보론기"는 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 보론기를 의미하며, "아릴보론기"는 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 보론기를 의미한다.
본 발명에서 "알킬포스피닐기"는 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 포스핀기를 의미하고, 모노- 뿐만 아니라 디-알킬포스피닐기를 포함한다. 또, 본 발명에서 "아릴포스피닐기"는 탄소수 6 내지 60의 모노아릴 또는 디아릴로 치환된 포스핀기를 의미하고, 모노- 뿐만 아니라 디-아릴포스피닐기를 포함한다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미하며, 모노-뿐만 아니라 디-아릴아민를 포함한다.
본 발명에서 "헤테로아릴아민"은 핵원자수 5 내지 60의헤테로아릴로 치환된 아민을 의미하며, 모노-뿐만 아니라 디-헤테로아릴아민를 포함한다.
본 발명에서 (아릴)(헤테로아릴)아민은 탄소수 6 내지 60의 아릴 및 핵원자수 5 내지 60의헤테로아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 탄소수 3 내지 40의 축합지방족 고리, 탄소수 6 내지 60의 축합 방향족 고리, 핵원자수 3 내지 60의 축합헤테로지방족 고리, 핵원자수 5 내지 60의 축합헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
<유기 전계 발광 소자>
한편, 본 발명은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(이하, '유기 EL 소자')를 제공한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 애노드(anode)(100), 캐소드(cathode)(200) 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층(300)을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층(300)은 정공 주입층(310), 정공 수송층(320), 발광층(330), 전자 수송 보조층(360), 전자 수송층(340), 및 전자 주입층(350) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층(300)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 전자수송층(340)일 수 있다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자수송층 물질로 유기 전계 발광 소자에 포함된다. 이러한 유기 전계 발광 소자에서, 전자는 상기 화학식 1의 화합물 때문에, 캐소드 또는 전자주입층에서 전자수송층으로 용이하게 주입되고, 또한 전자수송층에서 발광층으로 빠르게 이동할 수 있기 때문에, 발광층에서의 정공과 전자의 결합력이 높다. 그러므로, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 발광효율, 전력효율, 휘도 등이 우수하다. 게다가, 상기 화학식 1의 화합물은 열적 안정성, 전기화학적 안정성이 우수하여, 유기 전계 발광 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 화학식 1의 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 당 분야에 공지된 전자수송층 재료와 혼용될 수 있다.
본 발명에서 상기 화학식 1의 화합물과 혼용될 수 있는 전자수송층 재료는 당 분야에서 통상적으로 공지된 전자수송 물질을 포함한다. 사용 가능한 전자 수송 물질의 비제한적인 예로는 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물(예: Alq3, tris(8-quinolinolato)-aluminium), 갈륨착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물과 전자수송층 재료를 혼용할 경우, 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
전술한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 기판 위에, 애노드(100), 1층 이상의 유기물층(300) 및 캐소드(200)가 순차적으로 적층될 수 있다(도 1 내지 도 3 참조). 도시되지 않았지만, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 더 삽입된 구조일 수 있다.
일례에 따르면, 유기 전계 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 위에, 애노드(100), 정공주입층(310), 정공수송층(320), 발광층(330), 전자수송층(340) 및 캐소드(200)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전자수송층(340)과 캐소드(200) 사이에 전자주입층(350)이 위치할 수 있다. 또한, 상기 발광층(330)과 전자수송층(340) 사이에 전자수송 보조층(360)이 위치할 수 있다(도 3 참조).
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층(300) 중 적어도 하나[예, 전자수송층(340)]가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법으로 유기물층 및 전극을 형성하여 제조할 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 한정되지는 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판은 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 있다.
또, 애노드 물질의 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또, 캐소드 물질의 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은(Ag), 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자 주입층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질을 사용할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자에 대해 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자는 탠덤(tandem)형 소자로, 서로 대향된 애노드(100)와 캐소드(200); 상기 애노드(100)와 캐소드(200) 사이에 개재된 복수의 발광 유닛(400, 500); 및 서로 인접한 발광 유닛들(400, 500) 사이에 개재되고, N형 전하 생성층(610) 및 P형 전하 생성층(620)을 포함하는 전하 생성층(600)을 포함한다. 이때, 상기 N형 전하 생성층(610)이 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
이러한 탠덤형 유기 전계 발광 소자는 발광 유닛이 최소 2개이며, 전하 생성층을 인접한 발광 유닛들 사이에 개재하여 발광 유닛의 수를 늘려 구성할 수 있다.
일례에 따르면, 복수의 발광 유닛은 제1 발광 유닛(400), 제2 발광 유닛(500), …, 및 제m-1 발광 유닛(m=3 이상의 정수, 구체적으로 3~4)을 포함할 수 있다. 이때, 인접한 발광 유닛들 사이에는 N형 전하 생성층(610) 및 P형 전하 생성층(620)을 포함하는 전하 생성층(600)이 배치되고, 상기 N형 전하 생성층(610)이 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 서로 대향된 애노드(100)와 캐소드(200); 상기 애노드(100) 상에 배치된 제1 발광 유닛(400); 상기 제1 발광 유닛(400) 상에 배치된 제2 발광 유닛(500); 상기 제1 및 제2 발광 유닛(400, 500) 사이에 개재되고, N형 전하 생성층(610) 및 P형 전하 생성층(620)을 포함하는 전하 생성층(600)을 포함한다. 이때, 상기 N형 전하 생성층(610)이 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
각 발광 유닛(400, 500)은 정공 수송층(410, 510), 발광층(420, 520) 및 전자 수송층(430, 530)을 포함한다. 구체적으로, 제1 발광 유닛(400)은 제1 정공 수송층(410), 제1 발광층(420) 및 제1 전자 수송층(430)을 포함하고, 제2 발광 유닛(500)은 정공 수송층(510), 발광층(520) 및 전자 수송층(530)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 제1 발광 유닛(400)은 정공 주입층(440)을 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 정공 수송층(410, 510), 발광층(420, 520), 전자 수송층(430, 530) 및 정공 주입층(440)은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질을 사용할 수 있다.
상기 전하 생성층(Charge Generation Layer, CGL)(600)은 서로 인접한 발광 유닛(400, 500) 사이에 배치됨으로써, 발광 유닛(400, 500) 사이의 전하를 조절하여 전하 균형이 이루어지도록 한다.
전하 생성층(600)은 제1 발광 유닛(400)과 인접하게 위치하여 제1 발광 유닛(400)에 전자를 공급하는 N형 전하 생성층(610); 및 제2 발광 유닛(500)과 인접하게 위치하여 제2 발광 유닛(500)에 정공을 공급하는 P형 전하 생성층(620)을 포함한다.
상기 N형 전하 생성층(610)은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 상기 화학식 1의 화합물은 전자 이동성이 우수하여 전자 주입 및 수송 능력이 우수하다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 N형 전하 생성층 재료로 유기 전계 발광 소자에 적용할 경우, 소자의 진행성 구동 전압의 증가 및 수명 저하를 방지할 수 있다.
일례에 따르면, 상기 N형 전하 생성층(610)은 전자 수송 특성을 갖는 하나의 호스트(host)를 포함하고, 상기 하나의 호스트는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이다. 이러한 본 발명의 N형 전하 생성층(610)은 2개의 호스트를 포함하는 N형 전하 생성층과 달리, 공증착을 통해 제조시 공정상의 효율성이 향상될 수 있다.
상기 N형 전하 생성층(610)은 N형 도펀트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 N형 도펀트는 당 분야에서 일반적으로 N형 전하 생성층에 사용되는 물질이라면, 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 등과 같은 알칼리 금속; Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 등과 같은 알칼리 토금속; Bi(bismuth), Sb(antimony) 등과 같은 15족 금속; La(lanthanum), Ce(cerium), Pr(preseodyminum), Nd(neodymium), Pm(promethium), Sm(samarium), europium(europium), Gd(gadolinium), Tb(terbium), Dy(dysprosium), Ho(holmium), Er(erbium), Tm(thulium), Yb(ytterbium), Lu(lutetium) 등과 같은 란타나이드계 금속; 및 상기 1종 이상의 금속 화합물 등이 있다. 또한, 전자 공여(electron donor) 특성을 가지며, 적어도 일부의 전자 전하를 유기 호스트(예, 화학식 1의 화물물)에 공여하여 상기 유기 호스트와 전하-전달 착체를 형성할 수 있는 유기 N형 도펀트일 수 있고, 이의 예로는 bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene (BEDT-TTF), Tetrathiafulvalene (TTF) 등이 있다.
상기 N형 전하 생성층(610)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 5 내지 30㎚ 범위일 수 있다.
상기 P형 전하 생성층(620)은 금속 또는 P형이 도핑된 유기 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속은 Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni 및 Ti 등이 있고, 이들은 단독으로 사용되거나, 또는 2개 이상의 합금으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 P형이 도핑된 유기 물질에 사용되는 P형 도펀트와 호스트의 물질은 통상적으로 사용되는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 P형 도펀트는 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane), 요오드, FeCl3, FeF3 및 SbCl5 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 또, 상기 호스트의 비제한적인 예로는 NPB (N,N'-bis(naphthaen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)N,N'-bis(phenyl)-benzidine) 및 TNB(N,N,N',N'-tetra-naphthalenyl-benzidine) 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 애노드(100) 및 캐소드(200)에 대한 설명은 전술한 제1~제3 실시 형태 부분에 설명한 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[합성예 1] 화합물 A-1의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000023
4-chloro-2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline (5 g, 20.6 mmol), 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (9.6 g, 20.6 mmol), Pd(OAc)2(0.2 g, 1.0 mmol), Xphos (1.0g, 2.1 mmol), 및 Cs2CO3(13.5 g, 41.3 mmol)을 Toluene (50ml), EtOH (10ml), H2O (10ml)에 넣고 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고, MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물(9.0g, 수율: 80 %)을 얻었다.
[LCMS] : 545
[합성예 2] 화합물 A-2의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000024
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.9 g, 수율: 79 %)을 얻었다.
[LCMS] : 545
[합성예 3] 화합물 A-5의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000025
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzofuro[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.2 g, 수율: 75 %)을 얻었다.
[LCMS] : 529
[합성예 4] 화합물 A-7의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000026
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.5 g, 수율: 76%)을 얻었다.
[LCMS] : 545
[합성예 5] 화합물 A-8의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000027
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.5 g, 수율: 76 %)을 얻었다.
[LCMS] : 545
[합성예 6] 화합물 A-13의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000028
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.0 g, 수율: 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 554
[합성예 7] 화합물 A-14의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000029
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.0 g, 수율: 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 554
[합성예 8] 화합물 A-16의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000030
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.1 g, 수율: 72%)을 얻었다.
[LCMS] : 478
[합성예 9] 화합물 A-17의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000031
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 8-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.1 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 478
[합성예 10] 화합물 A-19의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000032
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (9.2 g, 수율: 76 %)을 얻었다.
[LCMS] : 591
[합성예 11] 화합물 A-20의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000033
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (9.2 g, 수율: 76 %)을 얻었다.
[LCMS] : 591
[합성예 12] 화합물 A-22의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000034
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)quinazoline을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.1 g, 수율: 71%)을 얻었다.
[LCMS] : 489
[합성예 13] 화합물 A-24의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000035
합성예 1에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 1-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.0 g, 수율: 71%)을 얻었다.
[LCMS] : 477
[합성예 14] 화합물 B-1의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000036
4-chloro-2,9-diethyl-1,10-phenanthroline (5.6 g, 20.6 mmol), 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (9.6 g, 20.6 mmol), Pd(OAc)2 (0.2 g, 1.0 mmol), Xphos (1.0g, 2.1 mmol), 및 Cs2CO3 (13.5 g, 41.3 mmol)을 Toluene (50ml), EtOH (10ml), H2O (10ml)에 넣고 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고, MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물(9.0 g, 수율: 75 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 15] 화합물 B-2의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000037
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.0 g, 수율: 75 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 16] 화합물 B-5의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000038
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzofuro[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.6 g, 수율: 75 %)을 얻었다.
[LCMS] : 557
[합성예 17] 화합물 B-7의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000039
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.5 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 18] 화합물 B-8의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000040
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.5 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 19] 화합물 B-13의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000041
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.6 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 582
[합성예 20] 화합물 B-14의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000042
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.6 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 582
[합성예 21] 화합물 B-16의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000043
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.5 g, 수율: 71%)을 얻었다.
[LCMS] : 506
[합성예 22] 화합물 B-17의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000044
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 8-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.5 g, 수율: 71%)을 얻었다.
[LCMS] : 506
[합성예 23] 화합물 B-19의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000045
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.2 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 619
[합성예 24] 화합물 B-20의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000046
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.2 g, 수율: 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 619
[합성예 25] 화합물 B-22의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000047
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)quinazoline을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.5 g, 수율: 70%)을 얻었다.
[LCMS] : 517
[합성예 26] 화합물 B-24의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000048
합성예 14에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 1-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 14]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.7 g, 수율: 74%)을 얻었다.
[LCMS] : 505
[합성예 27] 화합물 C-1의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000049
4-chloro-2,9-diisopropyl-1,10-phenanthroline (6.15 g, 20.6 mmol), 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (9.6 g, 20.6 mmol), Pd(OAc)2 (0.2 g, 1.0 mmol), Xphos (1.0g, 2.1 mmol), 및 Cs2CO3 (13.5 g, 41.3 mmol)을 Toluene (50ml), EtOH (10ml), H2O (10ml)에 넣고 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고, MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물(9.7 g, 수율: 78 %)을 얻었다.
[LCMS] : 601
[합성예 28] 화합물 C-2의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000050
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.7 g, 수율: 78 %)을 얻었다.
[LCMS] : 601
[합성예 29] 화합물 C-5의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000051
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzofuro[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.0 g, 수율: 75 %)을 얻었다.
[LCMS] : 585
[합성예 30] 화합물 C-7의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000052
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.7 g, 수율: 78 %)을 얻었다.
[LCMS] : 601
[합성예 31] 화합물 C-8의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000053
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(9.7 g, 수율: 78 %)을 얻었다.
[LCMS] : 601
[합성예 32] 화합물 C-13의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000054
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.8 g, 수율: 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 610
[합성예 33] 화합물 C-14의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000055
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.8 g, 수율: 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 610
[합성예 34] 화합물 C-16의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000056
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.4 g, 수율: 67 %)을 얻었다.
[LCMS] : 534
[합성예 35] 화합물 C-17의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000057
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 8-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.4 g, 수율: 67 %)을 얻었다.
[LCMS] : 534
[합성예 36] 화합물 C-19의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000058
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.6 g, 수율: 65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 647
[합성예 37] 화합물 C-20의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000059
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.6 g, 수율: 65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 647
[합성예 38] 화합물 C-22의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000060
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)quinazoline을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 63%)을 얻었다.
[LCMS] : 545
[합성예 39] 화합물 C-24의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000061
합성예 27에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 1-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 27]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 65%)을 얻었다.
[LCMS] : 533
[합성예 40] 화합물 D-1의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000062
2,9-di-tert-butyl-4-chloro-1,10-phenanthroline (6.75 g, 20.6 mmol), 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (9.6 g, 20.6 mmol), Pd(OAc)2 (0.2 g, 1.0 mmol), Xphos (1.0g, 2.1 mmol), 및 Cs2CO3 (13.5 g, 41.3 mmol)을 Toluene (50ml), EtOH (10ml), H2O (10ml)에 넣고 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물(8.3 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 629
[합성예 41] 화합물 D-2의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000063
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.3 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 629
[합성예 42] 화합물 D-5의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000064
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzofuro[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.1 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 613
[합성예 43] 화합물 D-7의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000065
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.3 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 629
[합성예 44] 화합물 D-8의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000066
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.3 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 629
[합성예 45] 화합물 D-13의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000067
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.0 g, 수율: 61 %)을 얻었다.
[LCMS] : 638
[합성예 46] 화합물 D-14의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000068
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(8.0 g, 수율: 61 %)을 얻었다.
[LCMS] : 638
[합성예 47] 화합물 D-16의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000069
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.2 g, 수율: 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 562
[합성예 48] 화합물 D-17의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000070
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 8-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.2 g, 수율: 62 %)을 얻었다.
[LCMS] : 562
[합성예 49] 화합물 D-19의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000071
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.7 g, 수율: 63 %)을 얻었다.
[LCMS] : 675
[합성예 50] 화합물 D-20의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000072
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (8.7 g, 수율: 63 %)을 얻었다.
[LCMS] : 675
[합성예 51] 화합물 D-22의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000073
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)quinazoline을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.1 g, 수율: 60%)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 52] 화합물 D-24의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000074
합성예 40에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 1-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 40]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.0 g, 수율: 60%)을 얻었다.
[LCMS] : 561
[합성예 53] 화합물 E-1의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000075
4-chloro-2-ethyl-9-methyl-1,10-phenanthroline (5.3 g, 20.6 mmol), 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (9.6 g, 20.6 mmol), Pd(OAc)2 (0.2 g, 1.0 mmol), Xphos (1.0g, 2.1 mmol), 및 Cs2CO3 (13.5 g, 41.3 mmol)을 Toluene (50ml), EtOH (10ml), H2O (10ml)에 넣고 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고, MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물(7.6 g, 수율: 66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 559
[합성예 54] 화합물 E-2의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000076
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.6 g, 수율: 66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 559
[합성예 55] 화합물 E-5의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000077
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzofuro[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.4 g, 수율: 66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 543
[합성예 56] 화합물 E-7의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000078
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.6 g, 수율: 66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 559
[합성예 57] 화합물 E-8의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000079
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.6 g, 수율: 66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 559
[합성예 58] 화합물 E-13의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000080
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.5 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 568
[합성예 59] 화합물 E-14의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000081
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.5 g, 수율: 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 568
[합성예 60] 화합물 E-16의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000082
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (6.1 g, 수율: 61%)을 얻었다.
[LCMS] : 492
[합성예 61] 화합물 E-17의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000083
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 8-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (6.1 g, 수율: 61 %)을 얻었다.
[LCMS] : 492
[합성예 62] 화합물 E-19의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000084
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.5 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 605
[합성예 63] 화합물 E-20의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000085
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.5 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 605
[합성예 64] 화합물 E-22의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000086
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)quinazoline을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (6.3 g, 수율: 61 %)을 얻었다.
[LCMS] : 503
[합성예 65] 화합물 E-24의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000087
합성예 53에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 1-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 53]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (6.3 g, 수율: 62%)을 얻었다.
[LCMS] : 491
[합성예 66] 화합물 F-1의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000088
4-chloro-2-isopropyl-9-methyl-1,10-phenanthroline (5.6 g, 20.6 mmol), 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (9.6 g, 20.6 mmol), Pd(OAc)2 (0.2 g, 1.0 mmol), Xphos (1.0g, 2.1 mmol), 및 Cs2CO3 (13.5 g, 41.3 mmol)을 Toluene (50ml), EtOH (10ml), H2O (10ml)에 넣고 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고, MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 67] 화합물 F-2의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000089
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 68] 화합물 F-5의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000090
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2-phenyl-4-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzofuro[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (6.9 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 529
[합성예 69] 화합물 F-7의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000091
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 70] 화합물 F-8의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000092
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 573
[합성예 71] 화합물 F-13의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000093
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.1 g, 수율: 59 %)을 얻었다.
[LCMS] : 582
[합성예 72] 화합물 F-14의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000094
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6,8-diphenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(7.1 g, 수율: 59 %)을 얻었다.
[LCMS] : 582
[합성예 73] 화합물 F-16의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000095
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 6-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(6.1 g, 수율: 59%)을 얻었다.
[LCMS] : 506
[합성예 74] 화합물 F-17의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000096
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 8-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(6.1 g, 수율: 59 %)을 얻었다.
[LCMS] : 506
[합성예 75] 화합물 F-19의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000097
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.7 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 619
[합성예 76] 화합물 F-20의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000098
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 2,3,5-triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazine을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (7.7 g, 수율: 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 619
[합성예 77] 화합물 F-22의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000099
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)quinazoline을 사용한 것을 제외하고는, [합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물(6.2 g, 수율: 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 517
[합성예 78] 화합물 F-24의 합성
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000100
합성예 66에서 사용된 2-phenyl-4-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)benzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 1-phenyl-2-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole을 사용한 것을 제외하고는,[합성예 66]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 (6.0 g, 수율: 58%)을 얻었다.
[LCMS] : 505
[실시예 1] - 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 1에서 합성된 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 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 5 분간 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 A-1(30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때, 사용된 NPB 및 ADN의 구조는 다음과 같다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000101
[실시예 2 내지 78]
실시예 1에서 전자 수송층 물질로 사용된 화합물 A-1 대신 하기 표 1의 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 1 내지 8] - 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 전자수송층 물질로 사용된 화합물 A-1 대신 하기 화합물 A 내지 화합물 H를 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000102
[평가예 1]
실시예 1 내지 78 및 비교예 1 내지 8에서 각각 제작한 청색 유기 전계 발광소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율, 발광 파장을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 전자수송층 구동전압(V) 발광피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 화합물 A-1 3.9 457 8.0
실시예 2 화합물 A-2 4.1 456 8.1
실시예 3 화합물 A-5 4.2 456 7.7
실시예 4 화합물 A-7 4.1 457 7.9
실시예 5 화합물 A-8 4.2 456 7.3
실시예 6 화합물 A-13 3.9 458 8.0
실시예 7 화합물 A-14 4.0 458 7.8
실시예 8 화합물 A-16 4.1 454 7.5
실시예 9 화합물 A-17 4.0 457 7.9
실시예 10 화합물 A-19 4.2 458 7.6
실시예 11 화합물 A-20 4.0 454 7.9
실시예 12 화합물 A-22 4.0 454 7.8
실시예 13 화합물 A-24 4.3 455 7.8
실시예 14 화합물 B-1 4.1 456 7.7
실시예 15 화합물 B-2 4.2 456 7.6
실시예 16 화합물 B-5 3.9 458 7.9
실시예 17 화합물 B-7 3.9 458 7.8
실시예 18 화합물 B-8 4.1 454 7.6
실시예 19 화합물 B-13 4.1 457 7.9
실시예 20 화합물 B-14 4.2 458 7.6
실시예 21 화합물 B-16 4.0 454 7.9
실시예 22 화합물 B-17 4.1 454 7.8
실시예 23 화합물 B-19 4.3 455 7.7
실시예 24 화합물 B-20 4.2 455 7.9
실시예 25 화합물 B-22 4.3 457 7.6
실시예 26 화합물 B-24 4.3 457 7.4
실시예 27 화합물 C-1 4.1 456 7.7
실시예 28 화합물 C-2 4.2 456 7.3
실시예 29 화합물 C-5 3.9 458 8.0
실시예 30 화합물 C-7 4.0 458 8.0
실시예 31 화합물 C-8 4.1 454 7.5
실시예 32 화합물 C-13 4.1 457 7.9
실시예 33 화합물 C-14 4.3 458 7.6
실시예 34 화합물 C-16 4.1 454 7.9
실시예 35 화합물 C-17 4.0 454 7.8
실시예 36 화합물 C-19 4.3 455 7.8
실시예 37 화합물 C-20 4.0 455 8.0
실시예 38 화합물 C-22 4.1 457 7.6
실시예 39 화합물 C-24 4.1 457 7.6
실시예 40 화합물 D-1 4.2 456 7.9
실시예 41 화합물 D-2 4.2 456 7.3
실시예 42 화합물 D-5 3.9 458 8.0
실시예 43 화합물 D-7 4.0 458 7.8
실시예 44 화합물 D-8 4.3 454 7.5
실시예 45 화합물 D-13 4.0 457 7.9
실시예 46 화합물 D-14 4.3 458 7.6
실시예 47 화합물 D-16 3.9 454 7.9
실시예 48 화합물 D-17 4.0 454 7.8
실시예 49 화합물 D-19 4.1 455 7.8
실시예 50 화합물 D-20 4.1 455 8.0
실시예 51 화합물 D-22 4.2 457 7.5
실시예 52 화합물 D-24 4.2 457 7.5
실시예 53 화합물 E-1 3.9 456 8.1
실시예 54 화합물 E-2 4.1 457 7.8
실시예 55 화합물 E-5 4.1 456 7.5
실시예 56 화합물 E-7 4.1 456 7.7
실시예 57 화합물 E-8 4.2 456 7.5
실시예 58 화합물 E-13 3.9 458 8.0
실시예 59 화합물 E-14 4.0 458 8.0
실시예 60 화합물 E-16 4.1 454 7.5
실시예 61 화합물 E-17 4.1 455 8.0
실시예 62 화합물 E-19 4.2 457 7.5
실시예 63 화합물 E-20 4.2 457 7.5
실시예 64 화합물 E-22 4.0 457 7.8
실시예 65 화합물 E-24 4.2 455 7.7
실시예 66 화합물 F-1 4.3 458 7.6
실시예 67 화합물 F-2 4.1 454 7.9
실시예 68 화합물 F-5 4.0 454 7.8
실시예 69 화합물 F-7 4.1 457 7.6
실시예 70 화합물 F-8 4.1 457 7.6
실시예 71 화합물 F-13 4.2 457 7.8
실시예 72 화합물 F-14 4.1 455 7.5
실시예 73 화합물 F-16 4.1 454 7.7
실시예 74 화합물 F-17 4.2 455 7.6
실시예 75 화합물 F-19 3.9 455 7.9
실시예 76 화합물 F-20 4.1 457 7.5
실시예 77 화합물 F-22 4.0 456 8.1
실시예 78 화합물 F-24 4.1 457 7.9
비교예 1 화합물 A 4.8 457 6.1
비교예 2 화합물 B 4.9 46 6.2
비교예 3 화합물 C 4.8 457 6.4
비교예 4 화합물 D 4.9 456 6.5
비교예 5 화합물 E 4.6 456 6.7
비교예 6 화합물 F 4.6 458 6.7
비교예 7 화합물G 4.7 456 7.1
비교예 8 화합물H 4.7 459 7.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 2번 및 9번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 본 발명의 화합물을 전자수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 78)는 알킬기가 비(非)치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물을 전자 수송층에 사용한 유기 전계 발광 소자(비교예 1~2) 및 아릴기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유한 화합물을 전자 수송층에 사용한 유기 전계 발광 소자(비교예 3~4)에 비하여 구동 전압 및 효율이 개선되었다. 또한, 실시예 1~78에 사용된 본 발명의 화합물은 소자 제작시 아릴기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(화합물 C, D)에 비해 승화 온도가 낮아 소자의 열화 현상을 방지할 수 있었다.
이 뿐만 아니라, 2번, 9번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 본 발명의 화합물은 다른 위치에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물보다 소자 특성을 더 향상시켰다. 한편, 2번, 8번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(즉, 화합물 E)를 이용한 비교예 5의 소자, 및 2번, 6번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(즉, 화합물 F)를 이용한 비교예 6의 소자는 비치환 혹은 아릴기로 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(즉, 화합물 A~D)을 이용한 비교예 1 내지 4의 소자에 비해 효율 특성이 소폭 개선되었으나, 페난트롤린이 가지는 고유의 활성 사이트(Active site)를 막지 못함으로써 소자의 특성이 크게 개선되지는 못하였다. 이로부터, 알킬기가 도입된 페난트롤린 유도체를 함유하는 화합물이더라도, 페난트롤린의 활성 사이트(Active site)인 2번 및 9번 위치에 알킬기가 치환되어야 물질의 안정성이 유지될 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 2번 및 9번에 알킬기가 도입되면서, 4번 위치에 헤테로아릴기(예, EWG)가 도입된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 본 발명의 화합물을 이용한 실시예 1~78의 소자는 2번 및 9번에 알킬기가 도입되고, 4번 이외의 다른 위치(예, 3번 또는 5번 위치)에 헤테로아릴기가 도입된 페난트롤린을 함유하는 화합물을 이용한 비교예 7~8의 소자에 비해 구동 전압이 낮고, 발광 효율은 높았다. 이로부터 2번 및 9번에 알킬기가 모두 치환된 페난트롤린 모이어티를 갖는 화합물이더라도, 전자끌개기(EWG)가 도입되는 위치 역시 소자 특성에 큰 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 79] - 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 1에서 합성된 화합물 A-1을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화 정제를 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 5 분간 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)/Alq3 (30 nm)/화합물 A-1(15 nm) /DS-505 (㈜두산전자, 15 nm) /NPB (15 nm)/CBP + 10 % (piq)2Ir(acac) (40 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 NPB 및 ADN의 구조는 실시예 1에 기재된 바와 동일하고, Alq3, CBP 및 (piq)2Ir(acac)의 구조는 다음과 같다.
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000103
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000104
Figure PCTKR2021008425-appb-img-000105
[실시예 80 내지 156]
실시예 79에서 N형 전하생성층 물질로 사용된 화합물 A-1 대신 하기 표 2의 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 79와 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 9 내지 16] - 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 79에서 N형 전하생성층 물질로 사용된 화합물 A-1 대신 화합물 A 내지 화합물 H를 각각 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 79와 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때, 사용된 화합물 A 내지 H는 비교예 1 내지 8에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
[평가예 2]
실시예 79 내지 156 및 비교예 9 내지 16에서 각각 제작한 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동 전압, 전류 효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 N형 전하생성층 물질 구동전압(V) 전류효율(cd/A)
실시예 79 화합물 A-1 8.6 15.3
실시예 80 화합물 A-2 8.3 15.9
실시예 81 화합물 A-5 8.3 15.7
실시예 82 화합물 A-7 8.2 15.5
실시예 83 화합물 A-8 8.3 15.6
실시예 84 화합물 A-13 8.5 15.3
실시예 85 화합물 A-14 8.3 15.3
실시예 86 화합물 A-16 8.2 15.7
실시예 87 화합물 A-17 8.5 15.2
실시예 88 화합물 A-19 8.2 15.5
실시예 89 화합물 A-20 8.6 15.3
실시예 90 화합물 A-22 8.4 15.0
실시예 91 화합물 A-24 8.2 15.8
실시예 92 화합물 B-1 8.3 15.8
실시예 93 화합물 B-2 8.2 15.6
실시예 94 화합물 B-5 8.4 15.2
실시예 95 화합물 B-7 8.5 15.2
실시예 96 화합물 B-8 8.3 15.7
실시예 97 화합물 B-13 8.5 15.2
실시예 98 화합물 B-14 8.2 15.6
실시예 99 화합물 B-16 8.5 15.1
실시예 100 화합물 B-17 8.4 15.0
실시예 101 화합물 B-19 8.3 15.6
실시예 102 화합물 B-20 8.5 15.1
실시예 103 화합물 B-22 8.2 15.5
실시예 104 화합물 B-24 8.3 15.7
실시예 105 화합물 C-1 8.2 15.7
실시예 106 화합물 C-2 8.3 15.7
실시예 107 화합물 C-5 8.5 15.4
실시예 108 화합물 C-7 8.3 15.3
실시예 109 화합물 C-8 8.2 15.7
실시예 110 화합물 C-13 8.5 15.1
실시예 111 화합물 C-14 8.2 15.8
실시예 112 화합물 C-16 8.6 15.1
실시예 113 화합물 C-17 8.4 15.2
실시예 114 화합물 C-19 8.2 15.7
실시예 115 화합물 C-20 8.4 15.2
실시예 116 화합물 C-22 8.3 15.8
실시예 117 화합물 C-24 8.2 15.8
실시예 118 화합물 D-1 8.2 15.9
실시예 119 화합물 D-2 8.2 15.8
실시예 120 화합물 D-5 8.5 15.2
실시예 121 화합물 D-7 8.3 15.3
실시예 122 화합물 D-8 8.2 15.7
실시예 123 화합물 D-13 8.5 15.2
실시예 124 화합물 D-14 8.3 15.8
실시예 125 화합물 D-16 8.6 15.1
실시예 126 화합물 D-17 8.5 15.1
실시예 127 화합물 D-19 8.2 15.6
실시예 128 화합물 D-20 8.5 15.2
실시예 129 화합물 D-22 8.3 15.7
실시예 130 화합물 D-24 8.3 15.7
실시예 131 화합물 E-1 8.3 15.7
실시예 132 화합물 E-2 8.6 15.1
실시예 133 화합물 E-5 8.2 15.8
실시예 134 화합물 E-7 8.5 15.0
실시예 135 화합물 E-8 8.5 15.4
실시예 136 화합물 E-13 8.3 15.9
실시예 137 화합물 E-14 8.2 15.8
실시예 138 화합물 E-16 8.5 15.1
실시예 139 화합물 E-17 8.2 15.8
실시예 140 화합물 E-19 8.6 15.1
실시예 141 화합물 E-20 8.4 15.2
실시예 142 화합물 E-22 8.2 15.7
실시예 143 화합물 E-24 8.4 15.2
실시예 144 화합물 F-1 8.2 15.4
실시예 145 화합물 F-2 8.5 15.3
실시예 146 화합물 F-5 8.3 15.8
실시예 147 화합물 F-7 8.3 15.9
실시예 148 화합물 F-8 8.6 15.8
실시예 149 화합물 F-13 8.6 15.2
실시예 150 화합물 F-14 8.2 15.3
실시예 151 화합물 F-16 8.2 15.7
실시예 152 화합물 F-17 8.5 15.2
실시예 153 화합물 F-19 8.5 15.8
실시예 154 화합물 F-20 8.3 15.2
실시예 155 화합물 F-22 8.2 15.7
실시예 156 화합물 F-24 8.5 15.2
비교예 9 화합물 A 9.7 12.2
비교예 10 화합물 B 9.9 13.6
비교예 11 화합물 C 9.6 13.5
비교예 12 화합물 D 9.6 14.0
비교예 13 화합물 E 9.4 14.1
비교예 14 화합물 F 9.5 14.1
비교예 15 화합물G 9.2 14.6
비교예 16 화합물H 9.1 14.7
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 2번 및 9번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물을 N형 전하 생성층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 79~156)는 알킬기가 비치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자(비교예 9~10) 및 아릴기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자(비교예 11~12)에 비하여 구동 전압 및 효율이 개선되었다. 또한, 실시예 79~156의 소자에서 사용된 본 발명의 화합물은 소자 제작시 아릴기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(화합물 C, D)에 비해 승화 온도가 낮아 소자의 열화 현상을 방지할 수 있었다.
이 뿐만 아니라, 2번, 9번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 본 발명의 화합물을 N형 전하 생성층 재료로 포함하는 실시예 79~156의 소자는 다른 위치에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물을 이용한 비교예 13~14의 소자에 비해 구동 전압 및 전류 효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다. 한편, 2번, 8번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(즉, 화합물 E)을 이용한 비교예 13의 소자, 및 2번, 6번에 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물(즉, 화합물 F)을 이용한 비교예 14의 소자는 비치환 혹은 아릴기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 화합물을 이용하는 비교예 9~12의 소자에 비해 효율 특성이 소폭 개선되었으나, 페난트롤린이 가지는 고유의 활성 사이트(Active site)를 막지 못함으로써 소자 특성이 크게 개선되지는 못하였다. 이로부터, 알킬기가 도입된 페난트롤린 유도체를 함유하는 화합물이더라도, 활성 사이트(Active site)인 2번 및 9번 위치에 알킬기가 치환되어야 물질의 열적 안정성이 유지될 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 2번 및 9번에 알킬기가 도입되면서, 4번 위치에 아릴기가 도입된 페난트롤린 모이어티를 함유하는 본 발명의 화합물을 이용한 실시예 79~156의 소자는 2번 및 9번에 알킬기가 도입되고, 4번 이외의 다른 위치(예, 3번 또는 5번 위치)에 아릴기가 도입된 페난트롤린을 함유하는 화합물을 이용한 비교예 15~16의 소자에 비해 구동 전압이 낮고, 발광 효율은 높았다. 이로부터, 2번, 9번에 모두 알킬기가 치환된 페난트롤린 모이어티를 갖는 화합물이더라도, 아릴기가 도입되는 위치 역시 소자 특성에 큰 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000106
    (상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C60의 알킬기, C3~C60의 시클로알킬기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 다만 R1 및 R2 모두 수소인 경우를 제외하며,
    L1은 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ar1은 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, -P(=O)(R3)(R4), 및 -Si(R5)(R6)(R7)로 이루어진 군에서 선택되며,
    R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 R1 및 R2의 알킬기, 시클로알킬기와 헤테로아릴기, 상기 L1의 아릴렌기와 헤테로아릴렌기, 상기 Ar1의 헤테로아릴기, 및 상기 R3 내지 R7의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이함).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 C1~C60의 알킬기인, 유기 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1~C20의 알킬기인, 유기 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000107
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000108
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000109
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000110
    (상기 화학식 2 내지 5에서,
    L1 및 Ar1은 제1항에 정의된 바와 같고,
    R2는 C1~C6의 알킬기임).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2는 동일하고, C1~C6의 알킬기인, 유기 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    Ar1은 하기 화학식 S1 내지 S8로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 치환체인, 유기 화합물:
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000111
    (상기 화학식 S1~S8에서,
    X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar7)이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 2개는 N이고, X2 내지 X4 중 적어도 2개는 N이고,
    Y1은 S 또는 O이고,
    Z1 내지 Z3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N, N(Ar8), C, C(Ar9), C(Ar10)(Ar11)이고, 다만 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 각각 독립적으로 N 또는 N(Ar8)이고,
    W1 내지 W3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar12)이고, 다만 W1 내지 W3 중 적어도 2개는 N이고,
    Ar2 내지 Ar12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    a는 0 내지 4의 정수이고,
    복수의 R3는 서로 동일하거나 상이하고,
    R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazinogroup), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    x는 0 또는 1이고,
    상기 Ar2 내지 Ar12의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이함).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 L1은 C6~C60의 아릴렌기인, 유기 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 L1은 하기 화학식 L로 표시되는 링커기인, 유기 화합물:
    [화학식 L]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000112
    (상기 화학식 L에서,
    n은 0 내지 3의 정수이고,
    a는 0 내지 4의 정수이며,
    R3가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고,
    R3은 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택됨).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 L1은 하기 링커기 L1 내지 L4 중 어느 하나인 것인, 유기 화합물:
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000113
    .
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 하기 화학식 6 내지 11 중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 화합물:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000114
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000115
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000116
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000117
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000118
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000119
    (상기 화학식 6 내지 11에서,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기이고,
    m은 0 또는 1이고,
    X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar7)이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 2개는 N이고, X2 내지 X4 중 적어도 2개는 N이고,
    Y1은 S 또는 O이고,
    Z1 내지 Z3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N, N(Ar8), C, C(Ar9), C(Ar10)(Ar11)이고, 다만 Z1 내지 Z3 중 적어도 2개는 각각 독립적으로 N 또는 N(Ar8)이고,
    W1 내지 W3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(Ar12)이고, 다만 W1 내지 W3 중 적어도 2개는 N이고,
    Ar7 내지 Ar12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    a는 0 내지 4의 정수이고,
    복수의 R3는 서로 동일하거나 상이하고,
    R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기,C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    x는 0 또는 1이고,
    상기 Ar7 내지 Ar12의 히드라지노기, 히드라조노기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 시클로알케닐기, 헤테로시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기(amidino group), 히드라지노기(hydrazino group), 히드라조노기(hydrazono group), C1~C60의 알킬기, C2~C60의 알케닐기, C2~C60의 알키닐기, C3~C60의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알킬기, C3~C60의 시클로알케닐기, 핵원자수 3 내지 60개의 헤테로시클로알케닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C60의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C60의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이함).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 A-1~A-28, B-1~B-24, C-1~C-24, D-1~D-24, E-1~E-24, 및 F-1~F-24로 이루어진 군에서 선택된 것인, 유기 화합물:
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000120
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000121
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000122
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000123
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000124
    Figure PCTKR2021008425-appb-img-000125
    .
  12. 애노드; 캐소드; 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유기 화합물을 포함하는 유기물층은 전자 수송층인, 유기 전계 발광 소자.
  14. 서로 이격 배향된 애노드와 캐소드;
    상기 애노드와 캐소드 사이에 개재된 복수의 발광 유닛; 및
    서로 인접한 발광 유닛들 사이에 개재된 N형 전하 생성층 및 P형 전하 생성층
    을 포함하고,
    상기 복수의 발광 유닛은 각각 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하고,
    상기 N형 전하 생성층은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 N형 전하 생성층은 전자 수송 특성을 갖는 하나의 호스트(host)를 포함하고,
    상기 하나의 호스트는 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 화합물인, 유기 전계 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 N형 전하 생성층은 N형 도펀트를 더 포함하는 것인, 유기 전계 발광 소자.
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