KR101804630B1 - 함질소 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 - Google Patents

함질소 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 함질소 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자에 관한 것이다.

Description

함질소 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자{MULTICYCLIC COMPOUND INCLUDING NITROGEN AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME}
본 명세서는 2014년 09월 05일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2014-0118389 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 함질소 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자에 관한 것이다.
유기 전자 소자란 정공 및/또는 전자를 이용한 전극과 유기물 사이에서의 전하 교류를 필요로 하는 소자를 의미한다. 유기 전자 소자는 동작 원리에 따라 하기와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 외부의 광원으로부터 소자로 유입된 광자에 의하여 유기물층에서 엑시톤(exciton)이 형성되고 이 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되고, 이 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되어 전류원(전압원)으로 사용되는 형태의 전기소자이다. 둘째는 2개 이상의 전극에 전압 또는 전류를 가하여 전극과 계면을 이루는 유기물 반도체에 정공 및/또는 전자를 주입하고, 주입된 전자와 정공에 의하여 동작하는 형태의 전자소자이다.
유기 전자 소자의 예로는 유기 발광 소자, 유기 태양전지, 유기 감광체(OPC), 유기 트랜지스터 등이 있으며, 이들은 모두 소자의 구동을 위하여 정공의 주입 또는 수송 물질, 전자의 주입 또는 수송 물질, 또는 발광 물질을 필요로 한다. 이하에서는 주로 유기발광소자에 대하여 구체적으로 설명하지만, 상기 유기 전자 소자들에서는 정공의 주입 또는 수송 물질, 전자의 주입 또는 수송 물질, 또는 발광 물질이 유사한 원리로 작용한다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이러한 유기 발광 소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 물질은 기능에 따라, 발광 물질과 전하 수송 물질, 예컨대 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다. 또한, 발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 한편, 발광 물질로서 하나의 물질만 사용하는 경우 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다.
유기 발광 소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기 발광 소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 이와 같은 재료 개발의 필요성은 전술한 다른 유기 전자 소자에서도 마찬가지이다.
한국 공개특허공보 2011-0125637
본 명세서는 함질소 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112015086754864-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Cy1은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시되고,
[화학식 2]
Figure 112015086754864-pat00002
[화학식 3]
Figure 112015086754864-pat00003
[화학식 4]
Figure 112015086754864-pat00004
상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
*은 연결되는 부위이고,
t는 0 내지 10의 정수이며,
u는 1 내지 10의 정수이고,
t가 2 이상의 정수일 경우, 복수의 L1은 서로 동일하거나 상이하며,
u가 2 이상의 정수일 경우, 복수의 Y1은 서로 동일하거나 상이하고,
L1은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 알케닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; N 원자를 1개 또는 2개 포함하는 헤테로아릴렌기; 또는 O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Y1은 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; -N(Z1)(Z2); 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; N 원자를 1개 또는 2개 포함하는 헤테로아릴기; 또는 O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴기; N 원자를 1개 또는 2개 포함하는 헤테로아릴기; 또는 O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
a 및 c는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,
b 및 d는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이며,
e는 0 내지 1의 정수이고,
f는 0 내지 4의 정수이며,
a가 2이상의 정수일 경우, 복수의 R5는 서로 동일하거나 상이하고,
b가 2이상의 정수일 경우, 복수의 R6는 서로 동일하거나 상이하며,
c가 2이상의 정수일 경우, 복수의 R7은 서로 동일하거나 상이하고,
d가 2이상의 정수일 경우, 복수의 R8은 서로 동일하거나 상이하며,
f가 2이상의 정수일 경우, 복수의 R10은 서로 동일하거나 상이하고,
R1 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
X는 -(A)m-(B)n 이고,
m은 0 내지 10의 정수이고,
n은 1 내지 10의 정수이며,
m이 2이상의 정수일 경우, 복수의 A는 서로 동일하거나 상이하고,
n이 2이상의 정수일 경우, 복수의 B는 서로 동일하거나 상이하며,
A는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 알케닐렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
B는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; -N(Z3)(Z4); 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴 포스핀기; 치환 또는 비치화된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자에 있어서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 화합물은 유기 전자 소자에서 유기물층 물질, 예컨대 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등에 사용될 수 있으며, 특히 발광물질로서 호스트로 사용되거나, 정공 주입 물질 및/또는 정공 수송 물질로 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물은 유기 발광 소자를 비롯한 유기 전자 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광 효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 명세서에 따른 유기 전자 소자의 구조를 예시한 단면도이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112015086754864-pat00005
는 연결되는 부위를 의미한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환" 이라는 용어는 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 니트로기, 히드록시기, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴옥시기, 티옥시기, 알킬티옥시기, 아릴티옥시기, 술폭시기, 알킬술폭시기, 아릴술폭시기, 실릴기, 붕소기, 아릴아민기, 아랄킬아민기, 알킬아민기, 아릴기, 카바졸기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로아릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10 이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
화합물 중에 포함되어 있는 알킬기의 길이는 화합물의 유기 전자 소자에의 적용 방법, 예컨대 진공증착법 또는 용액도포법의 적용에 영향을 미칠 뿐이므로, 알킬기의 탄소수의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 6 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 단환식 아릴기의 예로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 스틸벤 등이 있고, 다환식 아릴기의 예로는 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 플루오레닐기는 치환기를 가질 수 있으며, 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 예컨대, 플루오레닐기로는 하기 구조들이 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015086754864-pat00006
본 명세서에 있어서, R1 내지 R10, A, B, Z3 및 Z4에 적용되는 헤테로 아릴기는 이종원자로 O, N 및 S중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으며, 예로 하기 구조식과 같은 화합물들이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015086754864-pat00007
본 명세서에 있어서, L1, Y1, Z1 및 Z2 에 적용되는 헤테로 아릴기는 이종원자로 O 또는 S를 포함하는 고리기로서 추가로 이종원자로서 N을 포함할 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 ~ 60인 것이 바람직하다. 예로는 피롤기, 이미다졸기, 피리딜기, 피라다진기, 티오펜기, 퓨란기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀린기, 아크리딜기 등이 있다. 예컨대, 하기 구조식과 같은 화합물들이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015086754864-pat00008
본 명세서에 있어서, L1, Y1, Z1 및 Z2에 적용되는 N 원자를 1개 또는 2개 포함하는 헤테로아릴기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 ~60인 것이 바람직하다. N을 1개 또는 2개 포함하는 헤테로아릴기의 예로 하기 구조식과 같은 화합물들이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure 112015086754864-pat00009
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴 아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 단환식의 디아릴아민기, 치환 또는 비치환된 다환식의 디아릴아민기 또는 치환 또는 비치환된 단환식 및 다환식의 디아릴아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기 및 아랄킬아민기중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, 알킬아민기 및 아랄킬아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 예로는 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자로 N, O 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자로 N, O 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 5 로 표시될 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112015086754864-pat00010
상기 화학식 5에 있어서,
L1, Y1, X, R1 내지 R6, a, b, t 및 u는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112015086754864-pat00011
상기 화학식 6에 있어서,
L1, Y1, X, R1 내지 R4, R7, R8, c, d, t 및 u는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7로 표시될 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112015086754864-pat00012
상기 화학식 7에 있어서,
L1, Y1, X, R1 내지 R4, R9, R10, e, f, t 및 u는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0 내지 5의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0 내지 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 1 내지 5의 정수이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, n은 1 내지 4의 정수이다.
또 다른 실시상태에 있어서, n은 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조싸이오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기이다. 이들 치환기가 치환될 경우, 중수소, 알킬기, 히드록시기, 할로겐기, 니트로기 및 시아노기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조싸이오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 카바졸릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, A는 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 2가의 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조싸이오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기(triphenylene); 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다. 이들 치환기가 추가로 치환될 경우, 중수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기 및 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 중수소; 할로겐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 카바졸기로 2치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 시아노기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 메틸기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 트리페닐렌기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조싸이오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 비페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 시아노기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 시아노기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환 또는 비치환된 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는
Figure 112015086754864-pat00013
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는
Figure 112015086754864-pat00014
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는
Figure 112015086754864-pat00015
이고, 추가로 치환될 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는
Figure 112015086754864-pat00016
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는
Figure 112015086754864-pat00017
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 피리미딘기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 피리딘기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 비페닐기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 플루오레닐기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페난트렌기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기 또는 나프탈렌기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 -N(Z3)(Z4)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기이다.
본 명세서에 일 실시상태에 있어서, X가 하기 [예시표 1]에 기재된 치환기 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[예시표 1]
Figure 112015086754864-pat00018
Figure 112015086754864-pat00019
Figure 112015086754864-pat00020
Figure 112015086754864-pat00021
Figure 112015086754864-pat00022
Figure 112015086754864-pat00023
Figure 112015086754864-pat00024
Figure 112015086754864-pat00025
Figure 112015086754864-pat00026
Figure 112015086754864-pat00027
Figure 112015086754864-pat00028
Figure 112015086754864-pat00029
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조싸이오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기이다. 이들 치환기가 치환될 경우, 중수소, 알킬기, 히드록시기, 할로겐기, 니트로기 및 시아노기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조싸이오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 카바졸릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, L1은 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조싸이오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기(triphenylene); 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이다. 이들 치환기가 추가로 치환될 경우, 중수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기 및 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 중수소; 할로겐기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y1은 카바졸기로 2치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 시아노기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 메틸기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 트리페닐렌기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조싸이오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 비페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 벤조카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 디벤조 퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 시아노기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 시아노기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 피리딘기; 또는 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다..
또 하나의 실시상태에 있어서, Y1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기로 치환 또는 비치환된 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기로 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00030
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00031
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00032
이고, 추가로 치환될 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00033
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00034
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00035
이고, 추가로 치환될 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00036
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00037
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00038
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00039
이고, 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은
Figure 112015086754864-pat00040
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기로 치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 페닐기 또는 나프탈렌기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 포스핀옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 -N(Z1)(Z2)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기이다.
본 명세서에 일 실시상태에 있어서, -(L1)t-(Y1)u가 하기 [예시표 2]에 기재된 치환기 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[예시표 2]
Figure 112015086754864-pat00041
Figure 112015086754864-pat00042
Figure 112015086754864-pat00043
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Figure 112015086754864-pat00046
Figure 112015086754864-pat00047
Figure 112015086754864-pat00048
Figure 112015086754864-pat00049
Figure 112015086754864-pat00050
Figure 112015086754864-pat00051
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R4은 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R5 및 R6는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R8은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7 및 R8은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R9는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R10은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R9 및 R10은 수소이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R10은 수소이다.
본 명세서에 있어서, 정공 주입층으로 바람직한 화합물들은 정공 수송층으로 사용되는 것보다 HOMO 값이 작아질 수 있는 치환체를 갖은 물질들이 바람직하다. 즉, 캐리어(carrier)가 ITO(indium tin oxide)에서 정공 수송층으로 넘어오기 쉽게 하기 위함이며, 이와 같은 치환체로는 아릴아미노기, 아릴아미노아릴기, 또는 티오페닐기 등을 포함하는 물질들이 바람직하다. 또한 이들이 X와 R1 내지 R10의 치환될 수 있는 위치 중에서 R1 내지 R10이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기의 구조들로 표시될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
하기의 구조식들은 상기 [예시표 1] 및 [예시표 2]에 기재된 치환기들로 치환 가능하다.
Figure 112015086754864-pat00052
Figure 112015086754864-pat00053
Figure 112015086754864-pat00054
Figure 112015086754864-pat00055
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Figure 112015086754864-pat00060
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상기 화학식 1의 화합물은 카바졸 구조에 적어도 하나의 벤젠 고리가 축합된 코어 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드 갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드 갭이 작아진다. 전술한 바와 같이, 상기 화학식 1의 화합물의 코어는 제한된 컨쥬게이션을 포함하고 있으므로, 에너지 밴드 갭이 큰 성질을 갖는다.
본 명세서에서는 상기와 같이 에너지 밴드 갭이 큰 코어 구조의 L1, L2, X, Y1 또는 Y2위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드 갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 통상 에너지 밴드 갭이 큰 코어 구조에 치환기를 도입하여 에너지 밴드 갭을 조절하는 것은 용이하나, 코어 구조가 에너지 밴드 갭이 작은 경우에는 치환기를 도입하여 에너지 밴드 갭을 크게 조절하기 어렵다. 또한, 본 명세서에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조의 L, X 또는 Y 위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자를 비롯한 유기 전자 소자의 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송층 물질, 발광층 물질, 및 전자 수송층 물질에 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다. 예를 들면, 아릴아미노기, 티오페닐기 또는 이들로 치환된 아릴기를 도입할 수 있다. 아릴아미노기나 티오페닐기가 도입된 화학식 1은 HOMO가 5.6 ~ 5.1eV의 특성을 보이며, 정공 주입 및 정공 수송층으로 사용하기가 매우 유용하다.
또한, 상기 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드 갭을 미세하게 조절할 수 있으며, 한편으로 유기물층 사이의 계면 특성을 향상시키며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
또한, 치환기 B에 포함된 아민 수를 조절 함으로써 HOMO, LUMO 에너지 준위 및 에너지 밴드 갭을 미세하게 조절 가능하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
또한, 본 화학식 1의 구조는 적당한 치환체를 도입하면, 삼중항(triplet state)에서의 에너지 밴드갭 및 안정성을 확보할 수 있다. 이와 같은 결과로부터, 적색에서부터 청색까지의 다양한 인광 도펀트를 사용해서 형광뿐 아니라 인광 소자의 발광층까지 적용할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 태양 전지, 유기감광체(OPC) 및 유리 트랜지스터로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 전자 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 전자 의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전자 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 전자 일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전자 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 전자 소자일 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 소자의 실시상태에 있어서, 도 1 내지 도 5에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5), 전자수송층(6), 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5), 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 3은 기판(1), 양극(2), 정공수송층(4), 발광층(5), 전자수송층(6), 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 4는 기판(1), 양극(2), 발광층(5), 전자수송층(6), 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 5는 기판(1), 양극(2), 발광층(5), 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자의 구조가 예시되어 있다.
상기 유기 전자 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1 의 화합물, 즉 상기 화학식 1 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 전자 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 전자 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 전자 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 전자 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
[ 실시예 ]
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 후술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 상기 화합물들의 제조는 하기 합성예 및 제조예에 의해 기술된다. 하기 합성예에 나타난 바와 같이, 일부 중간체 화합물이 먼저 제조되고, 제조예에 나타낸 바와 같이 그 중간체 화합물들이 코어 구조가 되어서 화학식 1의 화합물들이 제조된다.
화학식 1의 화합물들은 하기 반응식 1-1, 반응식 1-2, 그리고 반응식 1-3 과 같은 방법 및 순서로 각각 화학식 5, 화학식 6, 화학식 7 에 해당하는 화합물을 제조할 수 있으며, 이와 같은 반응에만 한정하는 것은 아니나, 이해를 돕기 위해 간략히 반응식을 기술하였다. 반응식 1-1 및 반응식 1-2는 다양한 테트랄론(tetralone) 화합물들이 본 화학식1을 본 발명의 화학식의 코어 구조로 변형시켜 본 화학식1의 화합물들을 제조하고, 반응식 1-3은 니트로벤젠기를 치환시킨 후 트리페닐포스핀을 이용하여 본 화학식1에 해당하는 벤조카바졸 형태의 화합물들을 제조한다.
[ 합성예 ]
<반응식 1-1> 2- 브로모 -11H- 벤조[a]카바졸의 제조
1) 2- 브로모 -11H- 벤조[a]카바졸의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00062
<반응식 1-2> 2- 브로모 -7H- 벤조[c]카바졸의 제조
1) 2- 브로모 -7H- 벤조[c]카바졸의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00063
<반응식 1-3> 5- 브로모 -7H- 벤조[c]카바졸의 제조
1) 5- 브로모 -7H- 벤조[c]카바졸의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00064
반응식 1-1 내지 반응식 1-3에서 만들어진 중심 코어들은 하기 제조예와 같이 스즈키 커플링(suzuki coupling)을 통해 다양한 치환체를 도입할 수 있으며, Pd 촉매하에서 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴아미노기 등의 치환기를 도입할 수 있다.
< 제조예 1> 하기 화합물 2-1의 제조
1) 하기 화합물 1-A의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00065
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(15.5g, 0.52mol), (9-페닐-9H-카바졸-3-릴)보론산(18.03g, 0.63mol)을 테트라하이드로퓨란 400ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(200ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.81g, 1.57mmol)을 넣은 후 2시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에탄올 300ml로 재결정하여 상기 화합물 1-A (19.8g, 수율: 83%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 459
2) 하기 화합물 2-1 합성
Figure 112015086754864-pat00066
질소 분위기에서 상기 화합물 1-A(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-1 (24.88g, 수율: 84%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 690
< 제조예 2> 하기 화합물 2-2의 제조
1) 하기 화합물 1-B의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00067
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(17.4g, 0.59mol), (4-(9H-카바졸-90릴)페닐)보론산(19.07g, 0.27mol)을 테트라하이드로퓨란 420ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(210ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.92g, 1.62mmol)을 넣은 후5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에탄올 300ml로 재결정하여 상기 화합물 1-B (20.5g, 수율: 80%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 344
2) 하기 화합물 2-2의 합성
Figure 112015086754864-pat00068
질소 분위기에서 상기 화합물 1-B(20.5g, 0.46mol), 2-클로로-4,6-다이페닐피리미딘(12.98g, 0.50mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(5.12g, 0.53mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.47g, 0.09mmol)을 넣은 후5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:7로 컬럼하여 상기 화합물 2-2(25.12g, 수율: 83%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 689
< 제조예 3> 화합물 2-3의 제조
1) 하기 화합물 1-C의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00069
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(17.8g, 0.60mol), (9-페닐-9H-카바졸-2-릴)보론산(19.77g, 0.28mol)을 테트라하이드로퓨란360ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(180ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(2.21g, 1.78mmol)을 넣은 후3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1-C (22.5g, 수율: 88%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 459
2) 하기 화합물 2-3의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00070
상기 화합물 1-C (22.5g, 0.54mol)와 2-클로로-4,6-다이페닐피리딘(14.3g, 0.55mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(5.62g, 0.59mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.52g, 0.1mol)을 넣은 후7 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:7으로 컬럼하여 상기 화합물 2-3 (23.15g, 수율: 79%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 687
< 제조예 4> 화합물 2-4의 제조
1) 하기 화학물 1-D의 합성
Figure 112015086754864-pat00071
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(19.1g, 0.50mol), (4-다이페닐아미노)페닐)보론산(20.9g, 0.30mol)을 테트라하이드로퓨란 320ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(160ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.6g, 1.3mmol)을 넣은 후3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1-D(18.1g, 수율: 70%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 461
2) 하기 화합물 2-4의 합성
Figure 112015086754864-pat00072
질소 분위기에서 상기 화합물 1-D(18.1g, 0.39mol), 4-브로모-1,1'-바이페닐(10.04g, 0.43mol) 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.54g, 0.43mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.48g, 0.9mol)을 넣은 후 7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 2-4 (51g, 수율: 72%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
< 제조예 5> 하기 화합물 2-5의 제조
1) 하기 화학물 1-E의 합성
Figure 112015086754864-pat00073
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(19.1g, 0.50mol), (4-(디([1,1'-바이페닐]-4-일)아미노)페닐)보론산(20.9g, 0.30mol)을 테트라하이드로퓨란 320ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(160ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.6g, 1.3mmol)을 넣은 후3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1-E를 제조하였다.
2) 하기 화합물 2-5의 합성
Figure 112015086754864-pat00074
질소 분위기에서 상기 화합물 1-E(18.1g, 0.39mol), 4-브로모-1,1'-바이페닐(10.04g, 0.43mol) 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.54g, 0.43mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.48g, 0.9mol)을 넣은 후7 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 2-5를 제조하였다.
MS[M+H]+= 765
< 제조예6 > 하기 화합물 2-6의 제조
1) 하기 화학물 1-F의 합성
Figure 112015086754864-pat00075
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(19.1g, 0.50mol), (9-페닐-9H-카바졸-3-릴)보론산(20.9g, 0.30mol)을 테트라하이드로퓨란 320ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(160ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.6g, 1.3mmol)을 넣은 후3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1-F를 제조하였다.
2) 하기 화합물 2-6의 합성
Figure 112015086754864-pat00076
질소 분위기에서 상기 화합물 1-F(18.1g, 0.39mol), 4-브로모-1,1'-바이페닐(10.04g, 0.43mol) 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.54g, 0.43mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.48g, 0.9mol)을 넣은 후7 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 2-6을 제조하였다.
MS[M+H]+= 611
< 제조예7 > 하기 화합물 2-7의 제조
1) 하기 화학물 1-G의 합성
Figure 112015086754864-pat00077
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(19.1g, 0.50mol), (4-(9H-카바졸-9-릴)페닐)보론산(20.9g, 0.30mol)을 테트라하이드로퓨란 320ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(160ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.6g, 1.3mmol)을 넣은 후3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에틸아세테이트 250ml로 재결정하여 상기 화합물 1-G를 제조하였다.
2) 하기 화합물 2-7의 합성
Figure 112015086754864-pat00078
질소 분위기에서 상기 화합물 1-G(18.1g, 0.39mol), 4-브로모-1,1'-바이페닐(10.04g, 0.43mol) 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.54g, 0.43mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.48g, 0.9mol)을 넣은 후7 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:3으로 컬럼하여 상기 화합물 2-7을제조하였다.
MS[M+H]+= 611
< 제조예8 > 하기 화합물 2-8의 제조
1) 하기 화합물 2-8의 합성
Figure 112015086754864-pat00079
질소 분위기에서 상기 화합물 1-A(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4-페닐퀴나졸린(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-8을 제조하였다.
MS[M+H]+= 663
< 제조예9 > 하기 화합물 2-9의 제조
1) 하기 화합물 2-9 합성
Figure 112015086754864-pat00080
질소 분위기에서 상기 화합물 1-A(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4-(나프탈렌―2-일)퀴나졸린(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-19를 제조하였다.
MS[M+H]+= 713
< 제조예10 > 하기 화합물 2-10의 제조
1) 하기 화합물 2-10 합성
Figure 112015086754864-pat00081
질소 분위기에서 상기 화합물 1-A(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-10을 제조하였다.
MS[M+H]+= 739
< 제조예11 > 하기 화합물 2-11의 제조
1) 하기 화합물 1-H의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00082
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(15.5g, 0.52mol), (디벤조[b,d]퓨란-2-일)보론산(18.03g, 0.63mol)을 테트라하이드로퓨란 400ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(200ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.81g, 1.57mmol)을 넣은 후2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에탄올 300ml로 재결정하여 상기 화합물 1-H를 제조하였다.
2) 하기 화합물 2-11합성
Figure 112015086754864-pat00083
질소 분위기에서 상기 화합물 1-H(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4-페닐퀴나졸린(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-11을 제조하였다.
MS[M+H]+= 588
< 제조예12 > 하기 화합물 2-12의 제조
1) 하기 화합물 2-12의 합성
Figure 112015086754864-pat00084
질소 분위기에서 상기 화합물 1-H(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4-(나프탈렌-2일)퀴나졸린(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-12를 제조하였다.
MS[M+H]+= 638
< 제조예13 > 하기 화합물 2-13의 제조
1) 하기 화합물 1-I의 화합물 합성
Figure 112015086754864-pat00085
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(15.5g, 0.52mol), (디벤조[b,d]티오펜-2일)보론산(18.03g, 0.63mol)을 테트라하이드로퓨란 400ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(200ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.81g, 1.57mmol)을 넣은 후2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에탄올 300ml로 재결정하여 상기 화합물 1-I를 제조하였다.
2) 하기 화합물 2-13의 합성
Figure 112015086754864-pat00086
질소 분위기에서 상기 화합물 1-I(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4-페닐퀴나졸린(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-13을 제조하였다.
MS[M+H]+= 604
< 제조예14 > 하기 화합물 2-14의 제조
1) 하기 화합물 2-14의 합성
Figure 112015086754864-pat00087
질소 분위기에서 상기 화합물 1-I(19.8g, 0.43mol), 2-클로로-4-(나프탈렌-2-일)퀴나졸린(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-14를 제조하였다.
MS[M+H]+= 654
< 제조예15 > 하기 화합물 2-15의 제조
1) 하기 화합물 2-15의 합성
Figure 112015086754864-pat00088
질소 분위기에서 상기 화합물 1-A(19.8g, 0.43mol), 2―(3-클로로페닐)-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-15를 제조하였다.
MS[M+H]+= 766
< 제조예16 > 하기 화합물 2-16의 제조
1) 하기 화합물 1-J의 합성
Figure 112015086754864-pat00089
질소 분위기에서 상기 화합물 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸(15.5g, 0.52mol), 페닐 보론산(18.03g, 0.63mol)을 테트라하이드로퓨란 400ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(200ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(1.81g, 1.57mmol)을 넣은 후2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에탄올 300ml로 재결정하여 상기 화합물 1-J를 제조하였다.
2) 하기 화합물 2-16 합성
Figure 112015086754864-pat00090
질소 분위기에서 상기 화합물 1-J(19.8g, 0.43mol), 4'-브로모-N,N-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4-아민(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-16을 제조하였다.
MS[M+H]+= 613
< 제조예17 > 하기 화합물 2-17의 제조
1) 하기 화합물 2-17의 합성
Figure 112015086754864-pat00091
질소 분위기에서 상기 화합물 1-J(19.8g, 0.43mol), N,N-디([1,1'-바이페닐]-4-일)-4'-브로모-[1,1'-바이페닐]-4-아민(12.67g, 0.47mol)을 크실렌(Xylene) 240ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(4.98g, 0.52mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.44g, 0.08mol)을 넣은 후7시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후에 감압농축시키고 테트라하이드로퓨란:헥산 = 1:5로 컬럼하여 상기 화합물 2-17을 제조하였다.
MS[M+H]+= 765
< 제조예18 > 하기 화합물 2-18 ~ 2-34의 제조
1) 하기 화합물 2-18 ~ 2-34의 합성
Figure 112015086754864-pat00092
제조예 1에서 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸 대신 2-브로모-7H-벤조[c]카바졸을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 2-1 ~ 2-17을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-18 ~ 2-34를 제조하였다.
Figure 112015086754864-pat00093
< 제조예19 > 하기 화합물 2-35 ~ 2-51의 제조
1) 하기 화합물 2-35 ~ 2-51의 합성
Figure 112015086754864-pat00094
제조예 1에서 2-브로모-11H-벤조[a]카바졸 대신 5-브로모-7H-벤조[c]카바졸을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 2-1 ~ 2-17을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-35 ~ 2-51을 제조하였다.
Figure 112015086754864-pat00095
< 실험예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure 112015086754864-pat00096
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
[NPB]
Figure 112015086754864-pat00097
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 N-([1,1'-비스페닐]-4-yl)-N-(4-(11-([1,1'-비페닐]-4-yl)-11H-벤조[a]카바졸-5-yl)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민(100Å)를 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다.
[EB1]
Figure 112015086754864-pat00098
이어서, 상기 전자 저지층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
[BH]
Figure 112015086754864-pat00099
[BD]
Figure 112015086754864-pat00100
[ET1]
Figure 112015086754864-pat00101
[LiQ]
Figure 112015086754864-pat00102
상기 발광층 위에 상기 화합물 ET1과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-1>
상기 실험예 1에서 화합물EB1 대신 상기 화합물 2-4을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-2>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-5을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-3>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-4>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-7를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-5>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-16를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-6>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-17를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-7>
상기 실험예 1에서 화합물EB1 대신 상기 화합물 2-21을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-8>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-22을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-9>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-23을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-10>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-24를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-11>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-33를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-12>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-34를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-13>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-38를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-14>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-39를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-15>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-40를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-16>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-41를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-17>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-50를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 1-18>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 상기 화합물 2-51를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1-1>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 하기 HT1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT1]
Figure 112015086754864-pat00103
<비교예 1-2>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 하기 HT2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT2]
Figure 112015086754864-pat00104
<비교예 1-3>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 하기 HT3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT3]
Figure 112015086754864-pat00105
<비교예 1-4>
상기 실험예 1에서 화합물 EB1 대신 하기 HT4의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[HT4]
Figure 112015086754864-pat00106
실험예 1-1 내지 1-18 및 비교예 1-1 내지 1-4에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 하기 [표 1]의 결과를 얻었다.
구분 화합물
(전자억제층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 1 화합물 EB1 4.11 5.33 (0.138, 0.127)
실험예 1-1 화합물 2-4 3.94 5.35 (0.139, 0.122)
실험예 1-2 화합물 2-5 3.86 5.36 (0.138, 0.126)
실험예 1-3 화합물 2-6 3.85 5.51 (0.138, 0.127)
실험예 1-4 화합물 2-7 4.03 5.42 (0.137, 0.125)
실험예 1-5 화합물 2-16 3.83 5.56 (0.136, 0.125)
실험예 1-6 화합물 2-17 4.03 5.54 (0.136, 0.127)
실험예 1-7 화합물2-21 3.94 5.35 (0.136, 0.125)
실험예 1-8 화합물 2-22 3.86 5.36 (0.137, 0.125)
실험예 1-9 화합물 2-23 3.85 5.51 (0.138, 0.125)
실험예 1-10 화합물 2-24 4.00 5.42 (0.136, 0.125)
실험예 1-11 화합물 2-33 3.84 5.46 (0.137, 0.125)
실험예 1-12 화합물 2-34 3.88 5.42 (0.136, 0.125)
실험예 1-13 화합물 2-38 3.89 5.36 (0.138, 0.126)
실험예 1-14 화합물 2-39 3.81 5.34 (0.137, 0.125)
실험예 1-15 화합물 2-40 3.80 5.50 (0.136, 0.127)
실험예 1-16 화합물 2-41 4.01 5.42 (0.135, 0.127)
실험예 1-17 화합물 2-50 3.84 5.52 (0.138, 0.127)
실험예 1-18 화합물 2-51 4.05 5.58 (0.137, 0.125)
비교예 1-1 HT1 4.23 4.68 (0.136, 0.127)
비교예 1-2 HT2 4.53 4.72 (0.136, 0.127)
비교예 1-3 HT3 4.25 4.65 (0.135, 0.125)
비교예 1-4 HT4 4.47 4.89 (0.135, 0.130)
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이, 화학식 5의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 1-1 내지 1-6, 화학식 6의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 1-7 내지 1-12, 화학식 7의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 1-13 내지 1-18의 소자 모두 실험예 1에서 화합물 EB1의 물질을 전자저지층으로 사용한 소자보다 전압이 낮고, 효율이 올라가는 결과를 얻었다.
또한, 비교예 1-1 내지 1-4의 소자와 비교를 해보면, (a)벤조카바졸에 치환기가 없는 물질, (c)벤조카바졸에 치환기가 없는 물질, 벤조카바졸에 치환기의 결합 위치가 다른 물질보다 전압 및 효율 면에서 특성이 향상됨을 알 수 있었다.
상기 [표 1]의 결과와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 전자 차단 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
< 실험예 2>
상기 실험예 1에서 상기 정공수송층으로 NBP 대신 실험예 1-1 내지 1-18의 화합물들을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하여, 하기 [표2]의 결과를 얻었다.
구분 화합물
(정공수송층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 1 화합물 NBP 4.41 5.03 (0.138, 0.127)
실험예 2-1 화합물 2-4 4.24 5.25 (0.139, 0.122)
실험예 2-2 화합물 2-5 4.16 5.26 (0.138, 0.126)
실험예 2-3 화합물 2-6 4.15 5.41 (0.138, 0.127)
실험예 2-4 화합물 2-7 4.30 5.32 (0.137, 0.125)
실험예 2-5 화합물 2-16 4.13 5.46 (0.136, 0.125)
실험예 2-6 화합물 2-17 4.23 5.44 (0.136, 0.127)
실험예 2-7 화합물2-21 4.24 5.25 (0.136, 0.125)
실험예 2-8 화합물 2-22 4.16 5.26 (0.137, 0.125)
실험예 2-9 화합물 2-23 4.25 5.41 (0.138, 0.125)
실험예 2-10 화합물 2-24 4.00 5.32 (0.136, 0.125)
실험예 2-11 화합물 2-33 4.24 5.36 (0.137, 0.125)
실험예 2-12 화합물 2-34 4.38 5.32 (0.136, 0.125)
실험예 2-13 화합물 2-38 4.29 5.26 (0.138, 0.126)
실험예 2-14 화합물 2-39 4.11 5.24 (0.137, 0.125)
실험예 2-15 화합물 2-40 4.10 5.40 (0.136, 0.127)
실험예 2-16 화합물 2-41 4.11 5.32 (0.135, 0.127)
실험예 2-17 화합물 2-50 4.14 5.42 (0.138, 0.127)
실험예 2-18 화합물 2-51 4.25 5.48 (0.137, 0.125)
비교예 2-1 HT1 4.63 4.58 (0.136, 0.127)
비교예 2-2 HT2 4.65 4.52 (0.136, 0.127)
비교예 2-3 HT3 4.55 4.45 (0.135, 0.125)
비교예 2-4 HT4 4.77 4.69 (0.135, 0.130)
상기 [표 2]에서 보는 바와 같이, 화학식 5의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 2-1 내지 2-6, 화학식6의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 2-7 내지 2-12, 화학식 7의 구조를 코어로 하는 화합물을 사용한 실험예 2-13 내지 2-18의 소자 모두 실험예 1에서 화합물 NBP의 물질을 정공수송층으로 사용한 소자보다 전압이 낮고, 효율이 올라가는 결과를 얻었다.
또한, 비교예 2-1 내지 2-4의 소자와 비교를 해보면, (a)벤조카바졸에 치환기가 없는 물질, (c)벤조카바졸에 치환기가 없는 물질, 벤조카바졸에 치환기의 결합 위치가 다른 물질보다 전압 및 효율 면에서 특성이 향상됨을 알 수 있었다.
상기 [표 2]의 결과와 같이, 본 발명에 다른 화합물은 정공 수송 능력이 우수하여 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
< 실험예 3>
본 발명에 의해 제조된 화합물 2-1, 2-2, 2-3, 2-15, 2-18, 2-19, 2-20, 2-32, 2-35, 2-36, 2-37, 2-49를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 녹색 유기 발광 소자를 제조하였다.
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에CBP을 호스트로 이용하여, m-MTDATA(60nm) / TCTA(80 nm) / CBP + 10 % Ir(ppy)3(300nm)/ BCP(10 nm) / Alq3(30 nm) / LiF(1 nm) / Al (200nm) 순으로 발광 소자를 구성하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 각각 하기와 같다.
Figure 112015086754864-pat00107
<실험예 3-1>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-1을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-2>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-3>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-4>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-15를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-5>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-18을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-6>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-19를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-7>
상기 실험예 3에서 화합물CBP 대신 상기 화합물 2-20을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-8>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-32를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-9>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-35를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-10>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-36을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-11>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-37을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실험예 3-12>
상기 실험예3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-49를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 3-1>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 하기 GH1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[GH1]
Figure 112015086754864-pat00108
<비교예 3-2>
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 하기 하기 GH2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[GH2]
Figure 112015086754864-pat00109
실험예 3-1 내지 3-12 및 비교예 3-1 내지 3-2에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 표 3의 결과를 얻었다.
구분 화합물
(호스트)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 EL 피크
(nm)
실험예 3 CBP 6.75 45.18 516
실험예 3-1 화합물 2-1 6.88 44.93 517
실험예 3-2 화합물 2-2 6.86 45.24 516
실험예 3-3 화합물 2-3 6.85 44.72 518
실험예 3-4 화합물 2-15 6.89 44.65 517
실험예 3-5 화합물 2-18 6.88 44.31 515
실험예 3-6 화합물 2-19 6.83 44.63 516
실험예 3-7 화합물 2-20 6.89 44.62 516
실험예 3-8 화합물 2-32 6.87 44.64 517
실험예 3-9 화합물 2-35 6.74 45.08 518
실험예 3-10 화합물 2-36 6.96 44.72 517
실험예 3-11 화합물 2-37 6.82 44.70 517
실험예 3-12 화합물 2-49 6.83 44.76 516
비교예 3-1 GH1 7.28 43.69 517
비교예 3-2 GH2 7.35 43.70 518
실험 결과, 본 발명에 따른 화학식 2-1, 2-2, 2-3, 2-15, 2-18, 2-19, 2-20, 2-32, 2-35, 2-36, 2-37, 2-49로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실험예 3-1 ~ 3-12의 녹색 유기 EL 소자는 종래 CBP를 사용하는 실험예3, 비교예3-1, 비교예3-2의 녹색 유기 EL 소자보다 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
< 실험예 4>
<실시예 1 내지 21>
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1 × 10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 DNTPD(700 Å), α-NPB (300 Å), 본 발명에 의해 제조된 화합물 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 2-12, 2-13, 2-14, 2-25, 2-26, 2-27, 2-28, 2-29, 2-30, 2-31, 2-42, 2-43, 2-44, 2-45, 2-46, 2-47, 2-48을 호스트로서(90 wt%) 사용하고, 도판트로서 하기 (piq)2Ir(acac) (10 wt%)를 공증착(300 Å)하며, Alq3 (350 Å), LiF(5 Å), Al(1,000 Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다.
상기 DNTPD, α-NPB, (piq)2Ir(acac), Alq3 의 구조는 다음과 같다.
Figure 112015086754864-pat00110
<비교예 4>
비교예 4의 유기발광 소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발광층의 호스트로서 본 발명에 의해 제조된 화합물 대신 일반적인 인광호스트 물질로 많이 사용되고 있는 CBP를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였다.
실시예 1 내지 21, 비교예 4에 따라 제조된 유기 발광 소자에 대하여, 전압, 휘도, 전류밀도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 [표4]에 나타내었다.
하기 실시예 1 내지 9, 비교예 1 에 따라 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전압, 전류밀도, 휘도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다. T95는 휘도가 초기휘도(5000nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 호스트 도펀트 전압
(V)		 휘도
(cd/m2)		 CIEx
 CIEy T95
(hr)
실시예1 2-8 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1860 0.670 0.329 465
실시예2 2-9 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1850 0.674 0.325 415
실시예3 2-10 [(piq)2Ir(acac)] 4.1 1900 0.672 0.327 440
실시예4 2-11 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1840 0.673 0.335 435
실시예5 2-12 [(piq)2Ir(acac)] 4.0 1790 0.675 0.333 405
실시예6 2-13 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1810 0.670 0.339 420
실시예7 2-14 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1970 0.671 0.338 445
실시예8 2-25 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1860 0.668 0.329 465
실시예9 2-26 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1850 0.673 0.325 415
실시예10 2-27 [(piq)2Ir(acac)] 4.1 1900 0.670 0.327 440
실시예11 2-28 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1840 0.671 0.335 435
실시예12 2-29 [(piq)2Ir(acac)] 4.0 1790 0.674 0.333 405
실시예13 2-30 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1810 0.675 0.339 420
실시예14 2-31 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1970 0.671 0.338 445
실시예15 2-42 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1860 0.668 0.329 465
실시예16 2-43 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1850 0.674 0.325 415
실시예17 2-44 [(piq)2Ir(acac)] 4.1 1900 0.672 0.327 440
실시예18 2-45 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1840 0.669 0.335 435
실시예19 2-46 [(piq)2Ir(acac)] 4.0 1790 0.668 0.333 405
실시예20 2-47 [(piq)2Ir(acac)] 4.2 1810 0.669 0.339 420
실시예21 2-48 [(piq)2Ir(acac)] 4.3 1970 0.668 0.338 445
비교예4 CBP [(piq)2Ir(acac)] 6.9 320 0.679 0.339 60
실험 결과, 본 발명에 따른 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 2-12, 2-13, 2-14, 2-25, 2-26, 2-27, 2-28, 2-29, 2-30, 2-31, 2-42, 2-43, 2-44, 2-45, 2-46, 2-47, 2-48로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실험예 4의 실시예1 ~ 21의 적색 유기 EL 소자는 종래 CBP를 사용하는 비교예4의 적색 유기 EL 소자보다 전류효율, 구동전압 및 수명 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예(전자억제층, 정공수송층, 녹색발광층, 적색발광층)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 음극

Claims (19)

  1. 하기 화학식 5로 표시되는 화합물:
    [화학식 5]
    Figure 112017043699496-pat00157

    상기 화학식 5에 있어서,
    t는 0 내지 10의 정수이며,
    u는 1 내지 10의 정수이고,
    t가 2 이상의 정수일 경우, 복수의 L1은 서로 동일하거나 상이하며,
    u가 2 이상의 정수일 경우, 복수의 Y1은 서로 동일하거나 상이하고,
    L1은 페닐렌기이며,
    Y1은 페닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 또는 페닐기 또는 비페닐기로 치환된 아민기이고,
    a는 1 내지 2의 정수이고,
    b는 1 내지 3의 정수이며,
    R1 내지 R6은 수소이고,
    X는 -(A)m-(B)n 이고,
    m은 0 내지 10의 정수이고,
    n은 1 내지 10의 정수이며,
    m이 2 이상의 정수일 경우, 복수의 A는 서로 동일하거나 상이하고,
    n이 2 이상의 정수일 경우, 복수의 B는 서로 동일하거나 상이하며,
    A는 페닐렌기; 또는 비페닐렌기이고,
    B는 비페닐기; 페닐기로 치환된 트리아진기; 페닐기로 치환된 피리미딘기; 페닐기로 치환된 피리딘기; 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기로 치환된 퀴나졸린기; 또는 페닐기 또는 비페닐기로 치환된 아민기이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 5의 X는 하기 [예시표 1]에 기재된 치환기로부터 선택되는 것인 화합물:
    [예시표 1]
    Figure 112017043699496-pat00223

    Figure 112017043699496-pat00224
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 5의 -(L1)t-(Y1)u는 하기 [예시표 2]에 기재된 치환기로부터 선택되는 것인 화합물:
    [예시표 2]
    Figure 112017043699496-pat00225

    Figure 112017043699496-pat00226
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 5의 화합물은 하기 구조식들에서 선택되는 것인 화합물.
    Figure 112017043699496-pat00141

    Figure 112017043699496-pat00142

    Figure 112017043699496-pat00220

    Figure 112017043699496-pat00221
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 5의 화합물은 하기 구조식들에서 선택되는 것인 화합물.
    Figure 112017043699496-pat00222
  14. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 적어도 하나는 청구항 1, 7, 10, 11 및 13 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것인 유기 전자 소자.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입 및 수송층인 것인 유기 전자 소자.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공주입 및 수송층인 것인 유기 전자 소자.
  18. 청구항 14에 있어서, 상기 화합물은 인광 호스트 물질 또는 형광 호스트 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
  19. 청구항 14에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 인광 소자, 유기 태양 전지, 유기 감광체(OPC) 및 유기 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11605782B2 (en) 2018-12-04 2023-03-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic optoelectronic device and display device

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102592187B1 (ko) * 2016-04-06 2023-10-20 솔루스첨단소재 주식회사 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
CN106883162A (zh) * 2017-03-09 2017-06-23 华东师范大学 一类手性(S)‑/(R)‑1,1’‑双吲哚并[a]联萘酚衍生物及制备方法
US11192884B2 (en) 2017-03-27 2021-12-07 Lg Chem, Ltd. Heterocyclic compound and organic light-emitting device comprising same
KR102118142B1 (ko) * 2017-09-27 2020-06-02 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102192352B1 (ko) * 2018-04-05 2020-12-17 주식회사 엘지화학 카바졸계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102207892B1 (ko) * 2018-04-10 2021-01-26 삼성에스디아이 주식회사 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR20190123138A (ko) * 2018-04-23 2019-10-31 삼성에스디아이 주식회사 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102258084B1 (ko) * 2018-09-27 2021-05-28 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102213664B1 (ko) 2018-11-28 2021-02-05 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
CN110845525B (zh) * 2018-12-06 2023-07-28 广州华睿光电材料有限公司 萘并咔唑类化合物及其应用
CN113056464B (zh) * 2019-03-14 2024-05-17 株式会社Lg化学 化合物和包含其的有机发光二极管
CN115650899B (zh) * 2022-08-17 2024-05-10 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010085121A2 (ko) 2009-01-23 2010-07-29 경북대학교 산학협력단 신규한 유기화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11605782B2 (en) 2018-12-04 2023-03-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic optoelectronic device and display device

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