KR102507585B1 - 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 [화학식 A]로 표시되는 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로서, 상기 [화학식 A]에서, Q1, Q2, Ar1 내지 Ar4는 발명의 상세한 설명에 기재된 바와 동일하다.
[화학식 A]
Figure 112017118009089-pat00301

Description

신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자{Novel organic compounds derivatives and organic light-emitting diode therewith}
본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기발광소자로 사용되는 경우에 고효율, 장수명 및 저전압 구동 등의 소자 특성을 구현할 수 있는 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 자기 발광 현상을 이용한 디스플레이로서, 시야각이 크고 액정 디스플레이에 비해 경박, 단소해질 수 있고, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있어 풀-컬러(full-color) 디스플레이 또는 조명으로의 응용이 기대되고 있다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말하며, 상기 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 이루어질 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 구동전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있고, 필요에 따라, 정공보조층 또는 정공차단층 등이 부가될 수 있다.
이들 중에서, 전자 수송층용 재료에 관한 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2012-010420호(2012.09.20) 에서는 전자 수송 능력과 정공 저지 능력이 우수하며 발광효율이 우수하고, 박막 상태에서의 안정성이 높은 유기 화합물을 제조하기 위해, 치환된 안트라센환 구조에 피리도인돌 유도체가 결합된 유기화합물에 관해 기재되어 있으며, 일본공개특허공보 특개2010-168363 호(2010.08.05)에서는 외부 양자 효율 및 구동 전압의 특성이 우수한 특성을 가지는, 피리딘 나프틸기를 가지는 안트라센 유도체에 관해 기재되어 있다.
또한, 발광층과 전자수송층 사이에 정공 보조층을 두어 보다 개선된 특성을 나타내는 선행문헌으로서, 공개특허공보 제10-2016-0012066호(2016.02.02) 에서는 정공 수송 영역에 아민계 화합물을 보조층으로 사용하는 기술에 관해 기재되어 있다.
그러나, 상기 선행문헌을 포함하는 종래기술에서 보다 효율적인 발광특성을 가지는 유기발광소자를 제조하기 위한 다양한 종류의 방법이 시도되었음에도 불구하고 아직도 저전압구동이 가능하며, 보다 개선된 발광효율과 장수명을 갖는 유기발광소자를 위한 전자수송층 또는 정공보조층으로 사용할 수 있는 재료 및 이를 포함하는 유기발광소자에 대한 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 제10-2012-0104204호(2012.09.20) 일본공개특허공보 특개2010-168363 호(2010.08.05) 공개특허공보 제10-2016-0012066호(2016.02.02)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 유기발광소자내 전자수송층 또는 정공보조층에 사용함으로써, 고효율, 저전압 및 장수명 특성을 가질 수 있는 특정한 구조의 신규한 유기 화합물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명에 따른 두 번째 기술적 과제는 상기 유기 화합물을 정공보조층 또는 전자수송층에 포함하는 신규한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 하기 [화학식 A]로 표시되는 유기 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
Figure 112017118009089-pat00001
상기 [화학식 A]에서,
상기 Q1 및 Q2는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고,
상기 Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 게르마늄기, 치환또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 알루미늄기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 싸이올기, 히드록시기, 셀레늄기, 텔루륨기, 아미드기, 에테르기 및 에스테르기 중에서 선택되는 어느 하나이거나, 또는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기 이되, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 하나는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이며,
상기 Q1 및 Q2의 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로고리와, 상기 화학식 A내 하부에 위치한 두 개의 벤젠고리에서, 상기 Ar1 내지 Ar4와 결합되지 않은 방향족 고리의 탄소원자는 각각 수소 또는 중수소와 결합하며,
[구조식 A] [구조식 B] [구조식 C]
Figure 112017118009089-pat00002
Figure 112017118009089-pat00003
[구조식 D] [구조식 E] [구조식 F]
Figure 112017118009089-pat00004
Figure 112017118009089-pat00005
[구조식 G] [구조식 H] [구조식 I]
Figure 112017118009089-pat00006
[구조식 J] [구조식 K] [구조식 L]
Figure 112017118009089-pat00007
Figure 112017118009089-pat00008
[구조식 M] [구조식 N] [구조식 O]
Figure 112017118009089-pat00009
[구조식 P] [구조식 Q]
Figure 112017118009089-pat00010
Figure 112017118009089-pat00011
상기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q]에서,
상기 연결기 L1 내지 L3는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기 또는, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 p1 내지 p3는 각각 1 내지 3의 정수이되, 이들 각각이 2 이상인 경우에 각각의 연결기 L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고,
상기 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 게르마늄기, 치환또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 알루미늄기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 싸이올기, 히드록시기, 셀레늄기, 텔루륨기, 아미드기, 에테르기 및 에스테르기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
각각 서로 인접하는 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S, O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있고,
상기 [구조식 Q]내 치환기 Ra는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기 또는, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이며,
상기 '-*'는 Q1, Q2 또는 화학식 A내 하부에 위치한 두 개의 벤젠고리의 탄소원자에 결합되는 단일결합을 의미한다.
또한 본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하는 유기발광소자로서, 상기 유기층이 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 유기 화합물을 1종 이상 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 따른, [화학식 A]로 표시되는 화합물을 전자 수송층 또는 정공 보조층에 포함하는 유기 발광 소자는 기존의 유기발광소자에 비하여 고효율, 저전압 및 장수명 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광 소자의 개략도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 유기 화합물은 하기 [화학식 A]로 표시되는 구조를 가진다.
[화학식 A]
Figure 112017118009089-pat00012
상기 [화학식 A]에서,
상기 Q1 및 Q2는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고,
각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 게르마늄기, 치환또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 알루미늄기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 싸이올기, 히드록시기, 셀레늄기, 텔루륨기, 아미드기, 에테르기 및 에스테르기 중에서 선택되는 어느 하나이거나, 또는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기 이되, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 하나는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이며,
상기 Q1 및 Q2의 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로고리와, 상기 화학식 A내 하부에 위치한 두 개의 벤젠고리에서, 상기 Ar1 내지 Ar4와 결합되지 않은 방향족 고리의 탄소원자는 각각 수소 또는 중수소와 결합하며,
[구조식 A] [구조식 B] [구조식 C]
Figure 112017118009089-pat00013
Figure 112017118009089-pat00014
[구조식 D] [구조식 E] [구조식 F]
Figure 112017118009089-pat00015
Figure 112017118009089-pat00016
[구조식 G] [구조식 H] [구조식 I]
Figure 112017118009089-pat00017
[구조식 J] [구조식 K] [구조식 L]
Figure 112017118009089-pat00018
Figure 112017118009089-pat00019
[구조식 M] [구조식 N] [구조식 O]
Figure 112017118009089-pat00020
[구조식 P] [구조식 Q]
Figure 112017118009089-pat00021
Figure 112017118009089-pat00022
상기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q]에서,
상기 연결기 L1 내지 L3는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기 또는, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 p1 내지 p3는 각각 1 내지 3의 정수이되, 이들 각각이 2 이상인 경우에 각각의 연결기 L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하고,
상기 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 게르마늄기, 치환또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 알루미늄기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 싸이올기, 히드록시기, 셀레늄기, 텔루륨기, 아미드기, 에테르기 및 에스테르기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
각각 서로 인접하는 치환기와 연결되어 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족, 방향족의 단일환 또는 다환 고리의 탄소원자는 N, S, O 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있고,
상기 [구조식 Q]내 치환기 Ra는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기 또는, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이며,
상기 '-*'는 Q1, Q2 또는 화학식 A내 하부에 위치한 두 개의 벤젠고리의 탄소원자에 결합되는 단일결합을 의미하고,
여기서, 상기'치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 탄소수 1 내지 24의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에서의 상기 "치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기", "치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 범위를 고려하여 보면, 상기 탄소수 1 내지 30의 알킬기 및 탄소수 6 내지 50의 아릴기의 탄소수의 범위는 각각 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것으로 보아야 한다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기는 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 5 내지 7원, 바람직하게는 5 또는 6원을 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 또한 상기 아릴기에 치환기가 있는 경우 이웃하는 치환기와 서로 융합 (fused)되어 고리를 추가로 형성할 수 있다.
상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 인데닐, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐,플루오란텐일등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있고, 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 실릴기, 아미노기 (-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 이 경우 "알킬아미노기"라 함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 탄소인 탄소수 2 내지 24의 고리 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 융합(fused)되어 고리를 형성할 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
또한 본 발명에서 상기 방향족 헤테로고리는 방향족 탄화수소 고리에서 방향족 탄소 중 하나이상이 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있고, 상기 실릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능 하다.
본 발명에 따른 상기 [화학식 A]로 표시되는 유기 화합물은 상기 화학식 A내의 상부에 위치하는 두 개의 고리(Ar1 또는 Ar2와 연결되는 Q1 및 Q2 고리들)는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 방향족 헤테로고리이고, 상기 Q1 및 Q2 고리와, 화학식 A내의 하부에 속하는 두 개의 고리(Ar3 또는 Ar4와 연결되는 각각의 벤젠 고리) 중에 하나만이 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기와 결합되는 특징을 가지며, 이러한 유기 화합물은 유기발광소자내 정공 보조층 또는 전자수송층 재료로서 사용하는 경우에 고효율, 저전압 및 장수명 특성을 가질 수 있다.
일 실시예로서, 상기 Q1 및 Q2는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리일 수 있으며, 이 경우에, 상기 Q1 및 Q2 중 적어도 하나는 페난트렌, 트리페닐렌, 피렌 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 Q1 및 Q2가 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 방향족 탄화수소 고리일 경우에, 상기 Q1 및 Q2 중 하나는 페난트렌, 트리페닐렌, 피렌 중에서 선택되는 어느 하나의 방향족 탄화수소 고리이고, 나머지 하나는 벤젠고리 또는 나프탈렌 고리일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 Q1 및 Q2 중 하나는 페난트렌, 트리페닐렌, 피렌 중에서 선택되는 어느 하나의 방향족 탄화수소 고리이고, 나머지 하나는 벤젠고리 고리일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 화합물내 연결기 L1 내지 L3의 바람직한 예로서, 상기 연결기 L1 내지 L3는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 단일결합이거나, 하기 [구조식 22] 내지 [구조식 30] 중에서 선택되는 어느 하나이며, 이때, 상기 p, q 및 r은 각각 1 또는 2일 수 있다.
[구조식 22] [구조식 23] [구조식 24] [구조식 25]
Figure 112017118009089-pat00023
[구조식 26] [구조식 27] [구조식 28] [구조식 29]
Figure 112017118009089-pat00024
[구조식 30]
Figure 112017118009089-pat00025
상기 구조식 22 내지 구조식 30에서 방향족 고리의 탄소자리는 수소 또는 중수소가 결합될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 화합물내 Ar1 내지 Ar4의 바람직한 예로서, 상기 Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 또는 상기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기 이되, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 하나는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기일 수 있다.
또한, 상기 Ar1 내지 Ar4는 중 하나는 [구조식 A]일 수 있다.
또한, 상기 Ar1 내지 Ar4는 중 하나는 [구조식 B] 내지 [구조식 H] 중 어느 하나일 수 있다. 또한 상기 Ar1 내지 Ar4는 중 하나는 [구조식 I] 내지 [구조식 P] 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 유기화합물내 구조식 Q의 바람직한 예로서, 상기 Ra는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란, 치환 또는 비치환된 카바졸, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 플루오렌 일 수 있고, 이 경우에 상기 디벤조퓨란, 카바졸, 디벤조티오펜 및 플루오렌내의 벤젠고리 탄소원자 또는 카바졸의 질소원자 또는 플루오렌의 9번위치 탄소원자가 상기 구조식 Q내 L3에 결합될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 [화학식 A]로 표시되는 유기 화합물의 구체적인 예로서는 하기 [화합물 1] 내지 [화합물 232]으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
<화합물1> <화합물2> <화합물3> <화합물4>
Figure 112017118009089-pat00026
<화합물5> <화합물6> <화합물7> <화합물8>
Figure 112017118009089-pat00027
<화합물9> <화합물10> <화합물11> <화합물12>
Figure 112017118009089-pat00028
<화합물13> <화합물14> <화합물15> <화합물16>
Figure 112017118009089-pat00029
<화합물17> <화합물18> <화합물19> <화합물20>
Figure 112017118009089-pat00030
<화합물21> <화합물22> <화합물23> <화합물24>
Figure 112017118009089-pat00031
<화합물25> <화합물26> <화합물27> <화합물28>
Figure 112017118009089-pat00032
<화합물29> <화합물30> <화합물31> <화합물32>
Figure 112017118009089-pat00033
<화합물33> <화합물34> <화합물35> <화합물36>
Figure 112017118009089-pat00034
<화합물37> <화합물38> <화합물39> <화합물40>
Figure 112017118009089-pat00035
<화합물41> <화합물42> <화합물43> <화합물44>
Figure 112017118009089-pat00036
<화합물45> <화합물46> <화합물47> <화합물48>
Figure 112017118009089-pat00037
<화합물49> <화합물50> <화합물51> <화합물52>
Figure 112017118009089-pat00038
<화합물53> <화합물54> <화합물55> <화합물56>
Figure 112017118009089-pat00039
<화합물57> <화합물58> <화합물59> <화합물60>
Figure 112017118009089-pat00040
<화합물61> <화합물62> <화합물63> <화합물64>
Figure 112017118009089-pat00041
<화합물65> <화합물66> <화합물67> <화합물68>
Figure 112017118009089-pat00042
<화합물69> <화합물70> <화합물71> <화합물72>
Figure 112017118009089-pat00043
<화합물73> <화합물74> <화합물75> <화합물76>
Figure 112017118009089-pat00044
<화합물77> <화합물78> <화합물79> <화합물80>
Figure 112017118009089-pat00045
<화합물81> <화합물82> <화합물83> <화합물84>
Figure 112017118009089-pat00046
<화합물85> <화합물86> <화합물87> <화합물88>
Figure 112017118009089-pat00047
<화합물89> <화합물90> <화합물91> <화합물92>
Figure 112017118009089-pat00048
<화합물93> <화합물94> <화합물95> <화합물96>
Figure 112017118009089-pat00049
<화합물97> <화합물98> <화합물99> <화합물100>
Figure 112017118009089-pat00050
<화합물101> <화합물102> <화합물103> <화합물104>
Figure 112017118009089-pat00051
<화합물105> <화합물106> <화합물107> <화합물108>
Figure 112017118009089-pat00052
<화합물109> <화합물110> <화합물111> <화합물112>
Figure 112017118009089-pat00053
<화합물113> <화합물114> <화합물115> <화합물116>
Figure 112017118009089-pat00054
<화합물117> <화합물118> <화합물119> <화합물120>
Figure 112017118009089-pat00055
<화합물121> <화합물122> <화합물123> <화합물124>
Figure 112017118009089-pat00056
<화합물125> <화합물126> <화합물127> <화합물128>
Figure 112017118009089-pat00057
<화합물129> <화합물130> <화합물131> <화합물132>
Figure 112017118009089-pat00058
<화합물133> <화합물134> <화합물135> <화합물136>
Figure 112017118009089-pat00059
<화합물137> <화합물138> <화합물139> <화합물140>
Figure 112017118009089-pat00060
<화합물141> <화합물142> <화합물143> <화합물144>
Figure 112017118009089-pat00061
<화합물145> <화합물146> <화합물147> <화합물148>
Figure 112017118009089-pat00062
<화합물149> <화합물150> <화합물151> <화합물152>
Figure 112017118009089-pat00063
<화합물153> <화합물154> <화합물155> <화합물156>
Figure 112017118009089-pat00064
<화합물157> <화합물158> <화합물159> <화합물160>
Figure 112017118009089-pat00065
<화합물161> <화합물162> <화합물163> <화합물164>
Figure 112017118009089-pat00066
<화합물165> <화합물166> <화합물167> <화합물168>
Figure 112017118009089-pat00067
<화합물169> <화합물170> <화합물171> <화합물172>
Figure 112017118009089-pat00068
<화합물173> <화합물174> <화합물175> <화합물176>
Figure 112017118009089-pat00069
<화합물177> <화합물178> <화합물179> <화합물180>
Figure 112017118009089-pat00070
<화합물181> <화합물182> <화합물183> <화합물184>
Figure 112017118009089-pat00071
<화합물185> <화합물186> <화합물187> <화합물188>
Figure 112017118009089-pat00072
<화합물189> <화합물190> <화합물191> <화합물192>
Figure 112017118009089-pat00073
<화합물193> <화합물194> <화합물195> <화합물196>
Figure 112017118009089-pat00074
<화합물197> <화합물198> <화합물199> <화합물200>
Figure 112017118009089-pat00075
<화합물201> <화합물202> <화합물203> <화합물204>
Figure 112017118009089-pat00076
<화합물205> <화합물206> <화합물207> <화합물208>
Figure 112017118009089-pat00077
<화합물209> <화합물210> <화합물211> <화합물212>
Figure 112017118009089-pat00078
<화합물213> <화합물214> <화합물215> <화합물216>
Figure 112017118009089-pat00079
<화합물217> <화합물218> <화합물219> <화합물220>
Figure 112017118009089-pat00080
<화합물221> <화합물222> <화합물223> <화합물224>
Figure 112017118009089-pat00081
<화합물225> <화합물226> <화합물227> <화합물228>
Figure 112017118009089-pat00082
<화합물229> <화합물230> <화합물231> <화합물232>
Figure 112017118009089-pat00083
또한, 본 발명은 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 유기층;을 포함하는 유기발광소자로서, 상기 유기층이 앞서 기재된, 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 유기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 제공한다.
이때, 본 발명에서 "(유기층이) 유기 화합물을 1종 이상 포함한다" 란, "(유기층이) 본 발명의 범주에 속하는 1종의 유기 화합물 또는 상기 유기 화합물의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
이때, 상기 본 발명의 유기 화합물이 포함된 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 보조층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 본 발명의 유기화합물은 정공 보조층 용도로 사용하거나, 또는 전자 수송층 용도로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자는 상기 [화학식 A]로 표시되는 유기 화합물을 정공 보조층 용도로 사용하거나, 전자수송층 용도로 사용하는 경우에 고효율, 저전압 구동 및 장수명 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자에서 사용되는 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층의 하부에는 정공주입층(HIL, Hole Injecting Layer)을 추가적으로 더 적층할 수 있는데, 상기 정공주입층로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는, CuPc(copperphthalocyanine) 또는 스타버스트형 아민류인 TCTA(4,4',4"-tri(N-carbazolyl)triphenyl-amine), m-MTDATA(4,4',4"-tris-(3-methylphenylphenyl amino)triphenylamine) 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 유기발광소자내 상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어질 수 있으며, 이 경우에 상기 발광층에 사용되는 호스트는 아래 화학식 H로 표시되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
[화학식 H]
Figure 112017118009089-pat00084
상기 [화학식 H]에서,
상기 X1내지 X10는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 실리콘기, 치환 또는 비치환된 붕소기, 치환 또는 비치환된 실란기, 카르보닐기, 포스포릴기, 아미노기, 니트릴기, 히드록시기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 서로 인접하는 기는 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 호스트는 하기 [화합물 301] 내지 [화합물 496]으로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[화합물 301] [화합물 302] [화합물 303] [화합물 304]
Figure 112017118009089-pat00085
[화합물 305] [화합물 306] [화합물 307] [화합물 308]
Figure 112017118009089-pat00086
[화합물 309] [화합물 310] [화합물 311] [화합물 312]
Figure 112017118009089-pat00087
[화합물213] [화합물214] [화합물215] [화합물216]
Figure 112017118009089-pat00088
[화합물 317] [화합물 318] [화합물 319] [화합물 320]
Figure 112017118009089-pat00089
[화합물 321] [화합물 322] [화합물 323] [화합물 324]
Figure 112017118009089-pat00090
[화합물 325] [화합물 326] [화합물 327] [화합물 328]
Figure 112017118009089-pat00091
[화합물 329] [화합물 330] [화합물 331] [화합물 332]
Figure 112017118009089-pat00092
[화합물 333] [화합물 334] [화합물 335] [화합물 336]
Figure 112017118009089-pat00093
[화합물 337] [화합물 338] [화합물 339] [화합물 340]
Figure 112017118009089-pat00094
[화합물 341] [화합물 342] [화합물 343] [화합물 344]
Figure 112017118009089-pat00095
[화합물 345] [화합물 346] [화합물 347] [화합물 348]
Figure 112017118009089-pat00096
[화합물 349] [화합물 350] [화합물 351] [화합물 352]
Figure 112017118009089-pat00097
[화합물 353] [화합물 354] [화합물 355] [화합물 356]
Figure 112017118009089-pat00098
[화합물 357] [화합물 358] [화합물 359] [화합물 360]
Figure 112017118009089-pat00099
[화합물 361] [화합물 362] [화합물 363] [화합물 364]
Figure 112017118009089-pat00100
[화합물 365] [화합물 366] [화합물 367] [화합물 368]
Figure 112017118009089-pat00101
[화합물 369] [화합물 370] [화합물 371] [화합물 372]
Figure 112017118009089-pat00102
[화합물 373] [화합물 374] [화합물 375] [화합물 376]
Figure 112017118009089-pat00103
[화합물 377] [화합물 378] [화합물 379] [화합물 380]
Figure 112017118009089-pat00104
[화합물 381] [화합물 382] [화합물 383] [화합물 384]
Figure 112017118009089-pat00105
[화합물 385] [화합물 386] [화합물 387] [화합물 388]
Figure 112017118009089-pat00106
[화합물 389] [화합물 390] [화합물 391] [화합물 392]
Figure 112017118009089-pat00107
[화합물 393] [화합물 394] [화합물 395] [화합물 396]
Figure 112017118009089-pat00108
[화합물 397] [화합물 398] [화합물 399] [화합물 400]
Figure 112017118009089-pat00109
[화합물 401] [화합물 402] [화합물 403] [화합물 404]
Figure 112017118009089-pat00110
[화합물 405] [화합물 406] [화합물 407] [화합물 408]
Figure 112017118009089-pat00111
[화합물 409] [화합물 410] [화합물 411] [화합물 412]
Figure 112017118009089-pat00112
[화합물 413] [화합물 414] [화합물 415] [화합물 416]
Figure 112017118009089-pat00113
[화합물 417] [화합물 418] [화합물 419] [화합물 420]
Figure 112017118009089-pat00114
[화합물 421] [화합물 422] [화합물 423] [화합물 424]
Figure 112017118009089-pat00115
[화합물 425] [화합물 426] [화합물 427] [화합물 428]
Figure 112017118009089-pat00116
[화합물 429] [화합물 430] [화합물 431] [화합물 432]
Figure 112017118009089-pat00117
[화합물 433] [화합물 434] [화합물 435] [화합물 436]
Figure 112017118009089-pat00118
[화합물 437] [화합물 438] [화합물 439] [화합물 440]
Figure 112017118009089-pat00119
[화합물 441] [화합물 442] [화합물 443] [화합물 444]
Figure 112017118009089-pat00120
[화합물 445] [화합물 446] [화합물 447] [화합물 448]
Figure 112017118009089-pat00121
[화합물 449] [화합물 450] [화합물 451] [화합물 452]
Figure 112017118009089-pat00122
[화합물 453] [화합물 454] [화합물 455] [화합물 456]
Figure 112017118009089-pat00123
[화합물 457] [화합물 458] [화합물 459] [화합물 460]
Figure 112017118009089-pat00124
[화합물 461] [화합물 462] [화합물 463] [화합물 464]
Figure 112017118009089-pat00125
[화합물 465] [화합물 466] [화합물 467] [화합물 468]
Figure 112017118009089-pat00126
[화합물 469] [화합물 470] [화합물 471] [화합물 472]
Figure 112017118009089-pat00127
[화합물 473] [화합물 474] [화합물 475] [화합물 476]
Figure 112017118009089-pat00128
[화합물 477] [화합물 478] [화합물 479] [화합물 480]
Figure 112017118009089-pat00129
[화합물 481] [화합물 482] [화합물 483] [화합물 484]
Figure 112017118009089-pat00130
[화합물 485] [화합물 486] [화합물 487] [화합물 488]
Figure 112017118009089-pat00131
[화합물 489] [화합물 490] [화합물 491] [화합물 492]
Figure 112017118009089-pat00132
[화합물 493] [화합물 494] [화합물 495] [화합물 496]
Figure 112017118009089-pat00133
한편, 본 발명의 유기발광소자내 발광층에 사용되는 도판트는 하기 [화학식 1] 또는 [화학식 2]로 표시되는 화합물일 수 있고, 이외에도 다양한 공지의 도판트 물질이 사용될 수 있다.
[화학식 1] [화학식 2]
Figure 112017118009089-pat00134
Figure 112017118009089-pat00135
상기 [화학식 1]와 [화학식 2] 중,
A는 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
보다 구체적으로, A는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 또는 단일결합이고, 바람직하게는 안트라센, 파이렌, 페난트렌, 인데노페난트렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 트리페닐렌, 페릴렌, 펜타센 중 어느 하나일 수 있고, 더욱 상세하게는, 상기 A는 하기 화학식 A1 내지 화학식A10중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다.
[화학식A1] [화학식A2] [화학식A3]
Figure 112017118009089-pat00136
[화학식A4] [화학식A5] [화학식A6]
Figure 112017118009089-pat00137
[화학식A7] [화학식A8] [화학식A9]
Figure 112017118009089-pat00138
[화학식A10]
Figure 112017118009089-pat00139
여기서 상기 [화학식 A3]의 Z1 내지 Z2는 수소, 중수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티오기(alkylthio), 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 (알킬)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬)아미노기, 또는 (치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고, Z1 내지 Z2 각각은 서로 동일하거나 상이하며, 서로 인접하는 기와 축합 고리를 형성할 수 있다.
또한 상기 [화학식 1] 중,
상기 X1 및 X2는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이거나 단일결합이고, X1과 X2는 서로 결합될 수 있고,
상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론, 중수소 및 수소로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고, Y1내지 Y2 각각은 서로 동일하거나 상이하며, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있으며.
상기 l, m 은 각각 1내지 20의 정수이고, n은 1 내지 4의 정수이다.
또한 상기 [화학식 2] 중,
Cy는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 8의 시클로알킬이고, b은 1 내지 4 의 정수이되, b이 2 이상인 경우 각각의 시클로알칸은 융합된 형태일 수 있고, 또한, 이에 치환된 수소는 각각 중수소 또는 알킬로 치환될 수 있으며, 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한 상기 B 는 단일 결합 또는 -[C(R5)(R6)]p-이고, 상기 p는 1 내지 3의 정수이되, p가 2 이상인 경우 2 이상의 R5 및 R6은 서로 동일하거나 상이하고;
상기 R1, R2, R3, R5 및 R6은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티오기(alkylthio), 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 (알킬)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬)아미노기, 또는 (치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론 중에서 선택될 수 있으며,
a는 1 내지 4의 정수이되, a가 2 이상인 경우 2 이상의 R3는 서로 동일하거나 상이하고, R3 이 복수인 경우, 각각의 R3은 융합된 형태일 수 있고, n은 1 내지 4의 정수이다.
또한, 상기 [화학식 1]과 [화학식 2]의 A에 결합되는 아민기는 하기 [치환기 1] 내지 [치환기 52]로 표시되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[치환기1] [치환기2] [치환기3]
Figure 112017118009089-pat00140
[치환기4] [치환기5] [치환기6]
Figure 112017118009089-pat00141
[치환기7] [치환기8] [치환기9]
Figure 112017118009089-pat00142
[치환기10] [치환기11] [치환기12]
Figure 112017118009089-pat00143
[치환기13] [치환기14] [치환기15]
Figure 112017118009089-pat00144
[치환기16] [치환기17] [치환기18]
Figure 112017118009089-pat00145
[치환기19] [치환기20] [치환기21]
Figure 112017118009089-pat00146
[치환기22] [치환기23] [치환기24]
Figure 112017118009089-pat00147
[치환기25] [치환기26] [치환기27]
Figure 112017118009089-pat00148
[치환기28] [치환기29] [치환기30]
Figure 112017118009089-pat00149
[치환기31] [치환기32] [치환기33]
Figure 112017118009089-pat00150
[치환기34] [치환기35] [치환기36]
Figure 112017118009089-pat00151
[치환기37] [치환기38] [치환기39]
Figure 112017118009089-pat00152
[치환기40] [치환기41] [치환기42]
Figure 112017118009089-pat00153
[치환기43] [치환기44] [치환기45]
Figure 112017118009089-pat00154
[치환기46] [치환기47] [치환기48]
Figure 112017118009089-pat00155
[치환기49] [치환기50] [치환기51]
Figure 112017118009089-pat00156
[치환기52]
Figure 112017118009089-pat00157
상기 치환기에서 R은 서로 동일하거나 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬티오기(alkylthio), 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 (알킬)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬)아미노기, 또는 (치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 디(치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴)아미노기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환 된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 게르마늄, 인, 보론 중에서 선택될 수 있으며, 각각 1에서 12개까지 치환될 수 있고, 각각의 치환기는 서로 인접하는 기와 축합 고리를 형성할 수 있다.
또한 상기 발광층은 상기 도판트와 호스트이외에도 다양한 호스트와 다양한 도펀트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서 사용되는 전자 수송층은 본 발명에 따른 유기화합물을 단독으로 사용할 수 있으며, 또한 공지의 화합물과 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 전자수송층이 본 발명의 상기 유기 화합물과 혼합으로 사용되는 경우에 혼합될 수 있는 전자수송층용 재료는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것이면 사용될 수 있으며, 통상적으로 공지의 전자수송물질을 이용할 수 있다.
이러한 공지의 전자수송물질의 예로는, 퀴놀린유도체, 특히트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, BAlq, 베릴륨비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), 화합물 501, 화합물 502, BCP, 옥사디아졸유도체인 PBD, BMD, BND 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112017118009089-pat00158
TAZ BAlq
Figure 112017118009089-pat00159
<화합물 501> <화합물 502> BCP
Figure 112017118009089-pat00160
Figure 112017118009089-pat00161
Figure 112017118009089-pat00162
또한, 본 발명에서 사용되는 전자 수송층은 화학식 F로 표시되는 유기 금속 화합물이 단독 또는 상기 전자수송층 재료와 혼합으로 사용될 수 있다.
[화학식 F]
Figure 112017118009089-pat00163
상기 [화학식 F]에서,
Y는 C, N, O 및 S에서 선택되는 어느 하나가 상기 M에 직접결합되어 단일결합을 이루는 부분과, C, N, O 및 S에서 선택되는 어느 하나가 상기 M에 배위결합을 이루는 부분을 포함하며, 상기 단일결합과 배위결합에 의해 킬레이트된 리간드이고; 상기 M은 알카리 금속, 알카리 토금속, 알루미늄(Al) 또는 붕소(B)원자이고, 상기 OA는 상기 M과 단일결합 또는 배위결합 가능한 1가의 리간드로서,
상기 O는 산소이며,
A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 30의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환되고 이종 원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 M이 알카리 금속에서 선택되는 하나의 금속인 경우에는 m=1, n=0이고,
상기 M이 알카리 토금속에서 선택되는 하나의 금속인 경우에는 m=1, n=1이거나, 또는 m=2, n=0이고,
상기 M이 붕소 또는 알루미늄인 경우에는 m = 1 내지 3중 어느 하나이며, n은 0 내지 2 중 어느 하나로서 m +n=3을 만족한다.
본 발명에서 Y 는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 [구조식 C1] 내지 [구조식 C39]부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[구조식 C1] [구조식 C2] [구조식 C3]
Figure 112017118009089-pat00164
[구조식 C4] [구조식 C5] [구조식 C6]
Figure 112017118009089-pat00165
[구조식 C7] [구조식 C8] [구조식 C9] [구조식 C10]
Figure 112017118009089-pat00166
[구조식 C11] [구조식 C12] [구조식 C13]
Figure 112017118009089-pat00167
[구조식 C14] [구조식 C15] [구조식 C16]
Figure 112017118009089-pat00168
[구조식 C17] [구조식 C18] [구조식 C19] [구조식 C20]
Figure 112017118009089-pat00169
[구조식 C21] [구조식 C22] [구조식 C23]
Figure 112017118009089-pat00170
[구조식 C24] [구조식 C25] [구조식 C26]
Figure 112017118009089-pat00171
[구조식 C27] [구조식 C28] [구조식 C29] [구조식 C30]
Figure 112017118009089-pat00172
[구조식 C31] [구조식 C32] [구조식 C33]
Figure 112017118009089-pat00173
[구조식 C34] [구조식 C35] [구조식 C36]
Figure 112017118009089-pat00174
[구조식 C37] [구조식 C38] [구조식 C39]
Figure 112017118009089-pat00175
상기 [구조식 C1] 내지 [구조식 C39]에서,
R은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30이 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기 중에서 선택되고, 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 스피로고리 또는 융합고리를 형성할 수 있다. 단, 여기서 상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로 아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인 및 보론으로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
한편, 상기 전자수송층의 상부에는 캐소드로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 파워효율을 개선시키는 기능을 수행하는 전자주입층(EIL, Electron Injecting Layer)을 더 적층시킬 수도 있는데, 상기 전자주입층 재료 역시 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 상기 전자 주입층 형성 재료로는 CsF, NaF, LiF, NaCl, Li2O, BaO등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1 Å 내지 약 100 Å, 약 3 Å 내지 약 90 Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 전자주입층 상부에 음극이 존재하며, 상기 음극은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등의 음극 형성용 금속으로는 사용하거나, 또는 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 음극을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있다.
여기서 상기 증착 방식은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 진공 또는 저압상태에서 가열 등을 통해 증발시켜 박막을 형성하는 방법을 의미하고, 상기 용액공정은 상기 각각의 층을 형성하기 위한 재료로 사용되는 물질을 용매와 혼합하고 이를 잉크젯 인쇄, 롤투롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 등과 같은 방법을 통하여 박막을 형성하는 방법을 의미한다.
또한 본 발명에서의 상기 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및, 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나의 장치에 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 유기 발광 소자를 도 1을 통해 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 유기 발광 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 애노드(20), 정공수송층(40), 정공보조층(45), 유기발광층(50), 전자수송층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.
이어서, 상기 정공수송층(40)상에 정공보조층(45)을 형성하고, 이어서, 상기 정공보조층(45)의 상부에 유기발광층(50)을 적층하고 상기 유기발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이 때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등이 사용될 수 있다.
이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
합성예 1. 화합물 17의 합성
합성예 1-(1): 중간체 1-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00176
[중간체 1-a]
질소상태하에 4-클로로페놀(50g, 389mmol), 1-브로모-2-플루오로벤젠 (68.1g, 389 mmol), 탄산칼륨 (80.7g, 583mmol)을 1-메틸-2-피롤리딘온 500 ml에 투입하고 150 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼분리하여 [중간체 1-a]를 얻었다. (71.5g, 65%)
합성예 1-(2): 중간체 1-b 의 합성
Figure 112017118009089-pat00177
[중간체 1-a] [중간체1-b]
질소상태하에[중간체 1-a](50g, 176mmol), 9-플루오레논(63.6g, 352 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (4.1g, 3.5mmol), 트리플루오로메탄설폰산 (52.9g, 352 mmol)을 500 ml의 톨루엔에 투입하고 110℃에서 24시간 동안 교반하였다. 반응종결후 유기층을 감압농축한 후 컬럼분리하여 [중간체1-b]를 얻었다.(50.5g, 78%)
합성예 1-(3): 중간체 1-c 의 합성
Figure 112017118009089-pat00178
[중간체 1-b] [중간체 1-c]
질소상태하에[중간체 1-b](50g, 136mmol), 비스(피나콜라토)디보란(51.9g, 204mmol), (디페닐포스피노페로센)팔라듐디클로라이드(5g, 6.8mmol), 아세트산칼륨(40.1g, 408mmol)를톨루엔 500ml에 투입하고 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼분리하여 [중간체 1-c]를 얻었다. (46.8g, 75%)
합성예 1-(4): 중간체 1-d 의 합성
Figure 112017118009089-pat00179
[중간체 1-c] [중간체1-d]
질소상태하에 [중간체 1-c] (45g, 98mmol), 2,5-디브로모 벤즈알데히드 (25.9g, 98mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(2.3g, 2mmol), 탄산칼륨(40.7g, 294mmol), 톨루엔 500 mL, 증류수 150 mL를 투입하고 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼분리하여 [중간체1-d]를 얻었다. (31.8g, 63%)
.
합성예 1-(5): 중간체 1-e 의 합성
Figure 112017118009089-pat00180
[중간체1-d] [중간체 1-e]
질소상태하에 포타슘터셔리부톡사이드(9.8g, 87mmol), 테트라하이드로퓨란 100ml을 교반시킨후 0℃ 로 냉각시켰다. (메톡시메틸)트라이페닐포스포늄클로라이드(29.9g, 87mmol)을 테트라하이드로퓨란 150ml에 녹여 투입한 후 30분간 교반시켰다. [중간체 1-d] (30g, 58mmol)을 테트라하이드로퓨란 300ml에 녹여 천천히 적가한 후 상온에서 2시간 교반하였다. 반응 종결 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼분리하여 [화학식 1-e]를 얻었다. (29.1g, 92%)
합성예 1-(6): 중간체 1-f 의 합성
Figure 112017118009089-pat00181
[중간체 1-e] [중간체 1-f]
질소상태하에 [중간체 1-e] (29g, 55mmol), 비스머스(III) 트리플루오로메탄설포네이트(1.8g, 2.8mmol)를 1,2-디클로로에탄 300ml에투입하고 상온에서 3시간 교반시켰다. 반응 종결후 메틸알콜을 사용하여 침전물을 형성시키고 고체를 여과하여 [중간체 1-f]를 얻었다. (23.2g, 82 %)
합성예 1-(7): 화합물 17의 합성
Figure 112017118009089-pat00182
[중간체1-f] [화합물 17]
질소상태하에 [중간체 1-f] (10g, 19.6mmol), 비스(4-바이페닐)아민(6.3g, 19.6mmol), 비스디벤질리덴아세톤디팔라듐(0.2g, 0.4 mmol), BINAP (0.5g, 0.8mmol), 소듐터셔리뷰톡사이드(3.8g, 39.1mmol)을 톨루엔 100 ml에 투입하고 12 시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼분리하여[화합물 17]를 얻었다. (11.8g, 72%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 751.29[M+]
합성예 2. 화합물 18의 합성
합성예 2-(1): 중간체 2-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00183
[중간체2-a]
상기 합성예 1-(1)에서 사용한 4-클로로페놀 대신 3-클로로페놀을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-a]을 얻었다.(68g, 69 %)
합성예 2-(2): 중간체 2-b 의 합성
Figure 112017118009089-pat00184
[중간체2-a] [중간체2-b]
상기 합성예 1-(2)에서 사용한 [중간체 1-a] 대신 [중간체 2-a]을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-b]을 얻었다. (57g, 72 %)
합성예 2-(3): 중간체 2-c 의 합성
Figure 112017118009089-pat00185
[중간체2-b] [중간체2-c]
상기 합성예 1-(3)에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 2-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-c]를 얻었다. (33g, 73 %)
합성예 2-(4): 중간체 2-d 의 합성
Figure 112017118009089-pat00186
[중간체2-c] [중간체2-d]
상기 합성예 1-(4)에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 2-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-d]를 얻었다. (28g, 62 %)
합성예 2-(5): 중간체 2-e 의 합성
Figure 112017118009089-pat00187
[중간체2-d] [중간체2-e]
상기 합성예 1-(5) 에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 2-d]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-e]를 얻었다. (25g, 88 %)
합성예 2-(6): 중간체 2-f 의 합성
Figure 112017118009089-pat00188
[중간체 2-e] [중간체 2-f]
상기 합성예 1-(6) 에서 사용한 [중간체 1-e] 대신 [중간체 2-e]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 2-f]를 얻었다. (20g, 85 %)
합성예 2-(7): 화합물 18의 합성
Figure 112017118009089-pat00189
[중간체 2-f] [화합물 18]
합성예 1-(7) 에서 사용한 [중간체 1-f] 대신 [중간체 2-f]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 18]를 얻었다. (12g, 69 %)
MS (MALDI-TOF) : m/z 751.29[M+]
합성예 3. 화합물 28의 합성
합성예 3-(1): 중간체 3-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00190
[중간체 2-c] [중간체 3-a]
상기 합성예 2-(4) 에서 사용한 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 2,4-디브로모 벤즈알데히드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-a]를 얻었다. (29g, 59 %)
합성예 3-(2): 중간체 3-b 의 합성
Figure 112017118009089-pat00191
[중간체 3-a] [중간체 3-b]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 3-a]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-b]를 얻었다. (26g, 89%)
합성예 3-(3): 중간체 3-c 의 합성
Figure 112017118009089-pat00192
[중간체 3-b] [중간체 3-c]
상기 합성예 1-(6) 에서 사용한 [중간체 1-e] 대신 [중간체 3-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 3-c]를 얻었다. (20g, 83 %)
합성예 3-(4): 화합물 28의 합성
Figure 112017118009089-pat00193
[중간체3-c] [화합물 28]
상기 합성예 1-(7) 에서 사용한 [중간체 1-f] 대신 [중간체 3-c]를 사용하고 비스(4-바이페닐)아민 대신 비스(9,9-디메틸-9H-플루오렌-7-일)아민을 사용한것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 28]를 얻었다. (13g, 65 %)
MS (MALDI-TOF) : m/z 831.35[M+]
합성예 4. 화합물 57의 합성
합성예 4-(1): 중간체 4-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00194
[중간체4-a]
상기 합성예 1-(1)에서 사용한 4-클로로페놀 대신 2-클로로페놀을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-a]를 얻었다. (52g, 66%)
합성예 4-(2): 중간체 4-b 의 합성
Figure 112017118009089-pat00195
[중간체4-a] [중간체4-b]
상기 합성예 1-(2) 에서 사용한 [중간체 1-a] 대신 [중간체4-a]을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-b]를 얻었다. (49g, 75%)
합성예 4-(3): 중간체 4-c 의 합성
Figure 112017118009089-pat00196
[중간체4-b] [중간체4-c]
상기 합성예 1-(3)에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 4-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-c]를 얻었다. (34g, 70%)
합성예 4-(4): 중간체 4-d 의 합성
Figure 112017118009089-pat00197
[중간체 4-c] [중간체 4-d]
상기 합성예 1-(4)에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 4-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-d]를 얻었다. (23g, 59%)
합성예 4-(5): 중간체 4-e 의 합성
Figure 112017118009089-pat00198
[중간체4-d] [중간체4-e]
상기 합성예 1-(5)에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 4-d]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-e]를 얻었다. (20g, 91%)
합성예 4-(6): 중간체 4-f 의 합성
Figure 112017118009089-pat00199
[중간체 4-e] [중간체 4-f]
상기 합성예 1-(6)에서 사용한 [중간체 1-e] 대신 [중간체 4-e]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 4-f]를 얻었다. (14g, 79%)
합성예 4-(7): 화합물 57의 합성
Figure 112017118009089-pat00200
[중간체 4-f] [화합물 57]
상기 합성예 1-(7)에서 사용한 [중간체 1-f] 대신 [중간체 4-f]를 사용하고 비스(4-바이페닐)아민 대신 N-[4-(1-나프틸)페닐]-4-바이페닐아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 57]를 얻었다. (11g, 66%)
합성예 5. 화합물 58의 합성
합성예 5-(1): 중간체 5-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00201
[중간체4-c] [중간체5-a]
상기 합성예 1-(4) 에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 4-c]를 사용하고 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 2-브로모 벤즈알데히드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-a]를 얻었다. (34g, 62%)
합성예 5-(2): 중간체 5-b 의 합성
Figure 112017118009089-pat00202
[중간체5-a] [중간체5-b]
상기 합성예 1-(5) 에서 사용한 [중간체 1-d] 대신 [중간체 5-a]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-b]를 얻었다. (28g, 93%)
합성예 5-(3): 중간체 5-c 의 합성
Figure 112017118009089-pat00203
[중간체 5-b] [중간체 5-c]
상기 합성예 1-(6) 에서 사용한 [중간체 1-e] 대신 [중간체 5-b]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-c]를 얻었다. (20g, 83%)
합성예 5-(4): 중간체 5-d 의 합성
Figure 112017118009089-pat00204
[중간체5-c] [중간체 5-d]
질소상태하에 [중간체5-c] (23g, 53mmol), 테트라하이드로퓨란 200 m을 투입한 후 영하 78℃로 냉각하였다. 30분 후 1.6M n-부틸리튬(50mL, 79mmol)을 천천히 적가한 다음, 상온에서 2시간 교반시켰다. 영하 78℃ 에서 트라이메틸보레이트(8.2g, 79mmol)을 천천히 적가하고, 상온에서 2시간 교반하였다. 염산 수용액을 넣어 반응을 종료시키고 유기층을 추출하여 감압농축 하였다. 헥산으로 결정을 생성시키고 고체를 여과하고 건조하여 [중간체 5-d]을 얻었다.(18g, 71%)
합성예 5-(5): 중간체 5-e 의 합성
Figure 112017118009089-pat00205
[중간체 5-e]
상기 합성예 1-(7) 에서 사용한 비스(4-바이페닐)아민 대신 N-페닐-2-디벤조퓨란아민을 사용하고 [중간체 1-f] 대신 3-브로모아이오도 벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 5-e]를 얻었다. (12g, 69%)
합성예 5-(6): 화합물 58의 합성
Figure 112017118009089-pat00206
[중간체 5-d] [중간체 5-e] [화합물 58]
상기 합성예 1-(4) 에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 5-d]를 사용하고 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 [중간체 5-e]을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 58]를 얻었다. (9g, 53%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 765.27[M+]
합성예 6. 화합물 81의 합성
합성예 6-(1): 중간체 6-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00207
[중간체1-c] [중간체 6-a]
상기 합성예 1-(4) 에서 사용한 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 2-브로모 바이페닐 을사용한것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 6-a]를 얻었다. (44g, 59%)
합성예 6-(2): 중간체 6-b 의 합성
Figure 112017118009089-pat00208
[중간체 6-a] [중간체 6-b]
질소상태하에 [중간체 6-a](40g, 82.5mmol), 나이트로 메탄 80mL, 디클로메탄 400mL을 투입한 후 0℃로 냉각하였다. 아이언 트라이클로라이드(40.1g, 247mmol)을 투입한 후 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 메탄올을 사용하여 결정을 형성시키고 여과후 건조하여 [중간체 6-b]를 얻었다. (31g, 57%)
합성예 6-(3): 중간체 6-c 의 합성
Figure 112017118009089-pat00209
[중간체 6-b] [중간체 6-c]
질소상태하에 [중간체 6-b] (30g, 62.1mmol)를 테트라하이드로퓨란 300 mL에 투입한 후 영하 78℃로 냉각하였다. N-부틸리튬(47mL, 74.6mmol)을 천천히 적가한 다음 상온에서 2시간동안 교반하였다. 영하 78 ℃로 냉각 후 요오드 (24.6 g, 96.9mmol)을 천천히 적가한 다음 상온에서 8시간 교반하였다. 싸이오황산나트륨수용액을 사용하여 추출하고 유기층을 감압농축 하였다. 헥산으로 결정을 형성시키고 여과 후 건조하여 [화학식 6-c]를 얻었다. (38g, 46%)
합성예 6-(4): 화합물 81의 합성
Figure 112017118009089-pat00210
[중간체 6-c] [화합물 81]
합성예 1-(7) 에서 사용한 [중간체 1-f] 대신 [중간체 6-c]를 사용하고 비스(4-바이페닐)아민 대신 N-바이페닐 4-디벤조퓨란아민을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 81]를 얻었다. (12g, 63%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 815.28[M+]
합성예 7. 화합물 101의 합성
합성예 7-(1): 중간체 7-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00211
[중간체 1-f] [중간체7-a]
상기 합성예 1-(3) 에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 1-f]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 7-a]를 얻었다. (25g, 64%)
합성예 7-(2): 화합물 101 의 합성
Figure 112017118009089-pat00212
[중간체7-a] [화합물 101]
상기 합성예 1-(4)에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 7-a]를 사용하고 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 사용한것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 101]를 얻었다. (11g, 66%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 663.23[M+]
합성예 8. 화합물 123의 합성
합성예 8-(1): 중간체 8-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00213
[중간체2-f] [중간체 8-a]
합성예 1-(3) 에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 2-f]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 8-a]를 얻었다. (17g, 71%)
합성예 8-(2): 화합물 123 의 합성
Figure 112017118009089-pat00214
[중간체 8-a] [화합물 123]
상기 합성예 1-(4)에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 8-a]를 사용하고 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 2-클로로-4-나프틸-6-페닐-1,3,5트리아진을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 123]를 얻었다.(10g, 62%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 713.25[M+]
합성예 9. 화합물 124의 합성
합성예 9-(1): 중간체 9-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00215
[중간체3-c] [중간체9-a]
상기 합성예 1-(3) 에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 3-c]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 9-a]를 얻었다. (15g, 78%)
합성예 9-(2): 화합물 124의 합성
Figure 112017118009089-pat00216
[중간체9-a] [화합물124]
상기 합성예 7-(2) 에서 사용한 [중간체 7-a] 대신 [중간체 9-a]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 124]를 얻었다. (15g, 78%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 663.23[M+]
합성예 10. 화합물 163의 합성
합성예 10-(1): 중간체 10-a 의 합성
Figure 112017118009089-pat00217
[중간체4-f] [중간체 10-a]
상기 합성예 1-(3)에서 사용한 [중간체 1-b] 대신 [중간체 4-f]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [중간체 10-a]를 얻었다. (12g, 72%)
합성예 10-(2): 화합물163의 합성
Figure 112017118009089-pat00218
[중간체 10-a] [화합물 163]
상기 합성예 1-(4) 에서 사용한 [중간체 1-c] 대신 [중간체 10-a]를 사용하고 2,5-디브로모 벤즈알데히드 대신 2-클로로-4-페닐 퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 163]를 얻었다.(8g, 65%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 636.22[M+]
합성예 11. 화합물 164의 합성
합성예 11-(1): 화합물 164의 합성
Figure 112017118009089-pat00219
[중간체 5-d] [화합물 164]
상기 합성예 5-(6)에서 사용한 [중간체 5-e] 대신 2-(3-브로모-페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 164]를 얻었다. (9g, 51%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 739.26[M+]
합성예 12. 화합물 180의 합성
합성예 12-(1): 화합물 180의 합성
Figure 112017118009089-pat00220
[중간체 8-a] [화합물 180]
상기 합성예 8-(2)에서 사용한 2-클로로-4-나프틸-6-페닐-1,3,5트리아진 대신 2-클로로-3-(디벤조[b,d]튜란-4-일)-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화합물 180]를 얻었다. (11g, 64%)
MS (MALDI-TOF) : m/z 753.24[M+]
실시예 1 내지 14: 청색 유기전계발광소자의 제조
하기 실시예 1 내지 14는 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 유기 화합물을 유기발광소자내 정공보조층용 재료로서 사용하는 일 실시예로서, 유기발광소자의 제조방법은 아래와 같다.
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 HATCN(50Å), NPD(600Å)순으로 성막한 후, 정공보조층으로 하기 표 1에 따른, 본 발명에 의해 제조된 화합물을 (50 Å)을 성막하고, 청색(Blue) 호스트(BH) + 청색(Blue) 도판트(BD) 5 wt% 로 도핑하여 200 Å 두께의 발광층을 형성하였다. [ET]:Liq = 1:1 (300 Å), Liq(10 Å), Al(1,000 Å)의 순서로 성막 하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다. 상기 [HATCN], [NPD], [BH], [BD], [Liq] [ET]의 구조는 다음과 같다.
Figure 112017118009089-pat00221
<HATCN> <NPD>
Figure 112017118009089-pat00222
Figure 112017118009089-pat00223
<BH> <BD>
Figure 112017118009089-pat00224
Figure 112017118009089-pat00225
<Liq> <ET>
비교예 1
상기 실시예 1 내지 14에서 사용된 정공보조층을 사용하지 않고 NPD(650 Å)인 것 이외에는 동일하게 유기발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 1 내지 14, 비교예 1 에 따라 제조된 제조된 유기 전계발광소자에 대하여, 전압, 전류, 휘도, 색 좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 여기서, T95은 휘도가 초기 휘도(2000cd/㎡)에 비해 95 %로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 정공보조층 V Cd/A CIEx CIEy T95(Hrs)
비교예 1 - 4.3 6.8 0.132 0.128 15
실시예 1 화합물 1 4.2 8.1 0.133 0.129 23
실시예 2 화합물 4 4.3 8.3 0.133 0.128 25
실시예 3 화합물 9 4.2 8.0 0.132 0.127 22
실시예 4 화합물 17 4.1 8.1 0.134 0.128 24
실시예 5 화합물 18 4.2 8.1 0.134 0.130 23
실시예 6 화합물21 4.2 8.1 0.133 0.129 24
실시예 7 화합물 28 4.1 8.2 0.132 0.127 25
실시예 8 화합물 36 4.1 8.2 0.132 0.128 25
실시예 9 화합물 57 4.2 8.1 0.133 0.128 24
실시예 10 화합물 58 4.1 8.2 0.132 0.127 23
실시예 11 화합물 64 4.3 8.0 0.134 0129 27
실시예 12 화합물 81 4.2 8.1 0.133 0128 26
실시예 13 화합물 85 4.3 8.1 0.133 0.129 25
실시예 14 화합물 88 4.2 8.3 0.133 0.126 24
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 의하여 확보된 유기화합물을 정공보조층으로 사용 시 비교예 1 에 비하여 높은 효율, 장수명을 가지는 것을 볼 수 있어, 개선된 특성을 가질 수 있는 유기발광소자의 제조에 활용가능 함을 나타내고 있다.
실시예 15 내지 27 :유기 전계발광소자의 제조
하기 실시예 15 내지 27은 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 유기 화합물을 유기발광소자내 전자수송층용 재료로서 사용하는 일 실시예로서, 유기발광소자의 제조방법은 아래와 같다.
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm x 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1x10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 HATCN(50Å), NPD(650Å), 청색(Blue) 호스트(BH) +청색(Blue) 도판트(BD) 5 wt% 로 도핑하여 200Å 두께의 발광층을 형성하였다. 본 발명에 의해 제조된 화합물 : Liq = 1:1 (300Å), Liq(10Å), Al(1,000Å)의 순서로 성막 하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다. 상기 [HATCN], [NPD], [BD], [BH], [Liq] 의 구조는 다음과 같다.
Figure 112017118009089-pat00226
[HATCN] [NPB] [BD]
Figure 112017118009089-pat00227
[BH] [Liq]
비교예 2
비교예 2를 위한 유기전계발광소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발명에 의해 제조된 화합물 대신 일반적으로 전자수송층 물질로 많이 사용되고 있는 ET를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였으며 상기 ET 의 구조는 아래와 같다.
Figure 112017118009089-pat00228
[ET]
상기 실시예 15 내지 27, 비교예 2 에 따라 제조된 제조된 유기전계발광소자에 대하여, 전압, 전류, 휘도, 색 좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다. 여기서, T95은 휘도가 초기 휘도(2000 cd/m2)에 비해 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
구분 ETL V Cd/A CIEx CIEy T 95 (Hrs)
비교예 2 ET 4.2 6.7 0.133 0.129 16
실시예 15 화합물 101 3.7 7.6 0.132 0.129 32
실시예 16 화합물 105 3.8 7.5 0.132 0.129 37
실시예 17 화합물 109 3.5 7.8 0.132 0.128 35
실시예 18 화합물 123 3.4 7.9 0.133 0.127 29
실시예 19 화합물 124 3.6 7.6 0.133 0.126 32
실시예 20 화합물 142 3.9 7.6 0.133 0.127 35
실시예 21 화합물 145 3.8 8.0 0.132 0.126 38
실시예 22 화합물 163 4.0 8.1 0.133 0.129 35
실시예 23 화합물 164 3.7 7.7 0.132 0.130 32
실시예 24 화합물 180 3.7 7.7 0.133 0.128 37
실시예 25 화합물 201 3.6 7.8 0.132 0.129 33
실시예 26 화합물 226 3.8 7.5 0.133 0.126 38
실시예 27 화합물 232 3.9 7.9 0.134 0.130 35
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의하여 확보된 유기 화합물은 전자수송층 재료로 많이 쓰이는 ET에 비하여 높은 효율, 낮은 구동전압 및 장수명을 가진다.

Claims (17)

  1. 하기 [화학식 A]로 표시되는 유기 화합물.
    [화학식 A]
    Figure 112022116295271-pat00229

    상기 [화학식 A]에서,
    상기 Q1 및 Q2 중 하나는 페난트렌, 트리페 닐렌, 피렌 중에서 선택되는 어느 하나의 방향족 탄화수소 고리이고 , 나머지 하나는 벤젠고리 고리이고,
    상기 Ar1 내지 Ar4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치 환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소 수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이거나, 또는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기 이되, 상기 Ar1 내지 Ar2 중 하나는 하기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q] 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이며,
    상기 Q1 및 Q2의 방향족 탄화수소 고리와, 상기 화학식 A내 하부에 위치한 두 개의 벤젠고리에서, 상기 Ar1 내지 Ar4와 결합되지 않은 방향족 고리의 탄소원자는 각각 수소 또는 중수소와 결합하며,
    [구조식 A] [구조식 B] [구조식 C]
    Figure 112022116295271-pat00230
    Figure 112022116295271-pat00231

    [구조식 D] [구조식 E] [구조식 F]
    Figure 112022116295271-pat00232
    Figure 112022116295271-pat00233

    [구조식 G] [구조식 H] [구조식 I]
    Figure 112022116295271-pat00234

    [구조식 J] [구조식 K] [구조식 L]
    Figure 112022116295271-pat00235
    Figure 112022116295271-pat00236

    [구조식 M] [구조식 N] [구조식 O]
    Figure 112022116295271-pat00237

    [구조식 P] [구조식 Q]
    Figure 112022116295271-pat00238
    Figure 112022116295271-pat00239

    상기 [구조식 A] 내지 [구조식 Q]에서,
    상기 연결기 L1 내지 L3는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 단일 결합 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기 중에서 선 택되는 어느 하나이며,
    상기 p1 내지 p3는 각각 1 이고,
    상기 [구조식 A] 에서,
    상기 R1 내지 R2는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 [구조식 B] 내지 [구조식 Q]에서,
    상기 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 갖는 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 [구조식 Q]내 치환기 Ra는 치환 또는 비치환된 카바졸이며,
    상기 '-*'는 Q1, Q2 또는 화학식 A내 하부에 위치한 두 개의 벤젠고리의 탄소원자에 결합되는 단일결합을 의미하고,
    여기서, 상기 '치환 또는 비치환된'에서의 '치환'은 중수소, 시 아노기, 할로겐기, 니트로기, 탄소수 1 내지 24의 알킬 기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 7 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서
    연결기 L1 내지 L3는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 단일결합이거나, 하기 [구조식 22], [구조식 23], [구조식 25], [구조식 27], [구조식 28] 및 [구조식 30] 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기화합물.
    [구조식 22] [구조식 23] [구조식 25]
    Figure 112022116295271-pat00303

    [구조식 27] [구조식 28] [구조식 30]
    Figure 112022116295271-pat00304
    Figure 112022116295271-pat00242

    상기 구조식 22, 구조식 23, 구조식 25, 구조식 27, 구조식 28 및 구조식 30에서 방향족 고리의 탄소자리는 수소 또는 중수소가 결합된다.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar3 및 Ar4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 또는 중수소인 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar2 중 하나는 [구조식 A] 인 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar2 중 하나는 [구조식 B] 내지 [구조식 H] 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar2 중 하나는 [구조식 I] 내지 [구조식 P] 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 [화학식 A]로 표시되는 화합물은 하기 <화합물1> 내지 <화합물7>, <화합물9> 내지 <화합물13>, <화합물17> 내지 <화합물23>, <화합물25> 내지 <화합물31>, <화합물33> 내지 <화합물38>, <화합물41> 내지 <화합물44>, <화합물46>, <화합물49> 내지 <화합물51>, <화합물53> 내지 <화합물55>, <화합물57> 내지 <화합물61>, <화합물63>, <화합물65> 내지 <화합물68>, <화합물71>, <화합물74>, <화합물77> 내지 <화합물83>, <화합물85> 내지 <화합물89>, <화합물91>, <화합물93> 내지 <화합물98>, <화합물100> 내지 <화합물105>, <화합물109> 내지 <화합물114>, <화합물117> 내지 <화합물130>, <화합물133> 내지 <화합물139>, <화합물141> 내지 <화합물150>, <화합물153> 내지 <화합물159>, <화합물161> 내지 <화합물188>, <화합물193> 내지 <화합물198>, <화합물201> 내지 <화합물223>, <화합물225> 내지 <화합물227>, <화합물229> 내지 <화합물231>로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
    <화합물1> <화합물2> <화합물3> <화합물4>
    Figure 112022116295271-pat00243

    <화합물5> <화합물6> <화합물7>
    Figure 112022116295271-pat00305

    <화합물9> <화합물10> <화합물11> <화합물12>
    Figure 112022116295271-pat00245

    <화합물13>
    Figure 112022116295271-pat00306

    <화합물17> <화합물18> <화합물19> <화합물20>
    Figure 112022116295271-pat00247

    <화합물21> <화합물22> <화합물23>
    Figure 112022116295271-pat00307

    <화합물25> <화합물26> <화합물27> <화합물28>
    Figure 112022116295271-pat00249

    <화합물29> <화합물30> <화합물31>
    Figure 112022116295271-pat00308

    <화합물33> <화합물34> <화합물35> <화합물36>
    Figure 112022116295271-pat00251

    <화합물37> <화합물38>
    Figure 112022116295271-pat00309

    <화합물41> <화합물42> <화합물43> <화합물44>
    Figure 112022116295271-pat00253

    <화합물46>
    Figure 112022116295271-pat00310

    <화합물49> <화합물50> <화합물51>
    Figure 112022116295271-pat00311

    <화합물53> <화합물54> <화합물55>
    Figure 112022116295271-pat00312

    <화합물57> <화합물58> <화합물59> <화합물60>
    Figure 112022116295271-pat00257

    <화합물61> <화합물63>
    Figure 112022116295271-pat00313

    <화합물65> <화합물66> <화합물67> <화합물68>
    Figure 112022116295271-pat00259

    <화합물71> <화합물74>
    Figure 112022116295271-pat00314
    Figure 112022116295271-pat00315

    <화합물77> <화합물78> <화합물79> <화합물80>
    Figure 112022116295271-pat00262

    <화합물81> <화합물82> <화합물83>
    Figure 112022116295271-pat00316

    <화합물85> <화합물86> <화합물87> <화합물88>
    Figure 112022116295271-pat00264

    <화합물89> <화합물91>
    Figure 112022116295271-pat00317

    <화합물93> <화합물94> <화합물95> <화합물96>
    Figure 112022116295271-pat00266

    <화합물97> <화합물98> <화합물100>
    Figure 112022116295271-pat00318

    <화합물101> <화합물102> <화합물103> <화합물104>
    Figure 112022116295271-pat00268

    <화합물105>
    Figure 112022116295271-pat00319

    <화합물109> <화합물110> <화합물111> <화합물112>
    Figure 112022116295271-pat00270

    <화합물113> <화합물114>
    Figure 112022116295271-pat00320

    <화합물117> <화합물118> <화합물119> <화합물120>
    Figure 112022116295271-pat00272

    <화합물121> <화합물122> <화합물123> <화합물124>
    Figure 112022116295271-pat00273

    <화합물125> <화합물126> <화합물127> <화합물128>
    Figure 112022116295271-pat00274

    <화합물129> <화합물130>
    Figure 112022116295271-pat00321

    <화합물133> <화합물134> <화합물135> <화합물136>
    Figure 112022116295271-pat00276

    <화합물137> <화합물138> <화합물139> <화합물140>
    Figure 112022116295271-pat00322

    <화합물141> <화합물142> <화합물143> <화합물144>
    Figure 112022116295271-pat00278

    <화합물145> <화합물146> <화합물147> <화합물148>
    Figure 112022116295271-pat00279

    <화합물149> <화합물150>
    Figure 112022116295271-pat00323

    <화합물153> <화합물154> <화합물155> <화합물156>
    Figure 112022116295271-pat00281

    <화합물157> <화합물158> <화합물159>
    Figure 112022116295271-pat00324

    <화합물161> <화합물162> <화합물163> <화합물164>
    Figure 112022116295271-pat00283

    <화합물165> <화합물166> <화합물167> <화합물168>
    Figure 112022116295271-pat00284

    <화합물169> <화합물170> <화합물171> <화합물172>
    Figure 112022116295271-pat00285

    <화합물173> <화합물174> <화합물175> <화합물176>
    Figure 112022116295271-pat00286

    <화합물177> <화합물178> <화합물179> <화합물180>
    Figure 112022116295271-pat00287

    <화합물181> <화합물182> <화합물183> <화합물184>
    Figure 112022116295271-pat00288

    <화합물185> <화합물186> <화합물187> <화합물188>
    Figure 112022116295271-pat00289

    <화합물193> <화합물194> <화합물195> <화합물196>
    Figure 112022116295271-pat00291

    <화합물197> <화합물198>
    Figure 112022116295271-pat00325

    <화합물201> <화합물202> <화합물203> <화합물204>
    Figure 112022116295271-pat00293

    <화합물205> <화합물206> <화합물207> <화합물208>
    Figure 112022116295271-pat00294

    <화합물209> <화합물210> <화합물211> <화합물212>
    Figure 112022116295271-pat00295

    <화합물213> <화합물214> <화합물215> <화합물216>
    Figure 112022116295271-pat00296

    <화합물217> <화합물218> <화합물219> <화합물220>
    Figure 112022116295271-pat00297

    <화합물221> <화합물222> <화합물223>
    Figure 112022116295271-pat00326

    <화합물225> <화합물226> <화합물227>
    Figure 112022116295271-pat00327

    <화합물229> <화합물230> <화합물231>
    Figure 112022116295271-pat00328
  12. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 유기층;을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기층이 제1항, 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 보조층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기화합물은 정공 보조층 용도로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기 화합물은 전자 수송층 용도로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 층중에서 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 평판 디스플레이 장치; 플렉시블 디스플레이 장치; 단색 또는 백색의 평판 조명용 장치; 및, 단색 또는 백색의 플렉시블 조명용 장치;에서 선택되는 어느 하나의 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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