KR20180011980A - 신규한 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로, 치환기 R', R", A1 내지 A4, L, W, Z 및 n은 각각 발명의 상세한 설명에 정의된 바와 동일하다.
[화학식 A]
[화학식 B]
[화학식 A]
[화학식 B]
Description
본 발명은 신규한 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광소자의 발광층에 사용할 수 있는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
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 소자(OLED)의 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.
한편, 발광 재료로서 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 재료로서 호스트-도판트 시스템을 사용할 수 있다.
그 원리는 발광층을 형성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작은 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 발광층에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때, 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
이러한 유기발광소자에 전류를 가하면 양극과 음극으로부터 각각 정공과 전자가 주입되고, 주입된 정공과 전자는 각각의 정공수송층과 전자수송층을 거쳐 발광층에서 재결합하여 발광여기자를 형성한다. 이와같이 형성된 발광여기자는 바닥상태로 전이하면서 빛을 방출한다. 상기 빛은 발광메카니즘에 따라 단일항여기자를 이용하는 형광과 삼중항여기자를 이용하는 인광으로 나뉠 수 있고, 상기 형광 및 인광은 유기발광소자의 발광원으로 사용될 수 있다.
한편, 단일항 여기자만을 사용하는 형광은 단일항 여기자의 발생확률이 25 %로서 발광 효율에 한계가 존재하는 반면에, 삼중항 여기자를 사용할 수 있는 인광은 발광효율이 형광에 비해 월등하기 때문에 많은 연구가 계속되고 있다.
상기 인광발광체의 호스트 재료로는 CBP가 가장 널리 알려져있고, BCP 및 BAlq 등의 정공차단층을 적용한 유기발광소자가 공지되어 있다.
그러나 기존의 인광발광재료를 사용한 소자는 형광발광재료를 사용한 소자에 비해 효율은 높으나, 인광발광재료의 호스트로 사용되던 BAlq 또는 CBP와 같은 종래 재료의 경우, 형광재료를 사용한 소자에 비해 구동전압이 높아서 전력효율(lm/w)면에서 큰 이점이 없고, 또한 수명측면에서도 만족스럽지 못한 단점이 있다.
이와 같은 인광재료를 이용한 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2011-0013220호(2011.02.09)에서는 6원의 방향족 고리 또는 6원의 헤테로 방향족 고리의 골격에 방향족 헤테로고리가 도입된 유기 화합물에 관해 기재되어 있고, 일본공개특허공보 특개2010-166070호(2010.7.29)에서는 치환 또는 비치환된 피리미딘 또는 퀴나졸린 골격에 아릴 또는 헤테로아릴 고리가 결합된 유기화합물에 관해 기재되어 있다.
또한, 전자 수송능력과 정공 저지능력이 우수하며 발광 효율이 우수하며 박막상태에서의 안정성이 높은 유기화합물을 제조하기 위해 공개특허공보 제10-2012-0104204호(2012.09.20)에서는 치환된 안트라센환 구조에 피리도인돌 유도체가 결합된 유기화합물에 관해 기재되어 있다.
그러나, 상기와 같은 유기 발광 소자용 발광 재료를 제조하기 위한 노력에도 불구하고 아직까지 저전압 구동이 가능하면서도 발광 효율이 우수하고 장수명을 가지는 발광재료의 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 제10-2011-0013220호(2011.02.09)
일본공개특허공보 특개2010-166070호(2010.7.29)
공개특허공보 제10-2012-0104204호(2012.09.20)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 유기발광소자의 발광층 에서 사용될 수 있으며, 장수명과 저전압구동 특성을 가지고 발광효율이 우수한 신규한 헤테로고리 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
[화학식 B]
상기 화학식 A 및 화학식 B에서,
A1 내지 A4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 CR 또는 N이고,
상기 A1 내지 A4가 복수의 CR을 포함하는 경우에 각각의 CR은 동일하거나 상이하며, 각각의 CR이 서로 인접하는 경우에 각각의 치환기 R은 서로 연결되어 지환족, 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며,
W는 S, O, NR1, CR2R3, SiR4R5, GeR6R7, Se, Te 및 BR8로 이루어지는 군으로부터 선택되며,
상기 R, R', R", R1 내지 R8은 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 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 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 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 실릴기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되며,
상기 R2와 R3, R4와 R5, R6와 R7는 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
연결기 L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되고,
상기 R'; R"; 및, A1 내지 A4 중 하나이상이 CR인 경우에 하나이상의 치환기 R; 중의 하나는 연결기 L과 결합하는 단일결합이며;
n 은 0 내지 2의 정수이고,
Z는 아래 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3] 중에서 선택되는 어느 하나이다.
[구조식 A-1]
[구조식 A-2]
[구조식 A-3]
상기 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3]에서,
X, Y는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 N-**, CR31R32, NR33 O, S 중에서 선택되는 어느 하나이되, 상기 X, Y 중에서 어느 하나는 N-**이고, 나머지 하나는 CR31R32, NR33, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 N-**에서 **는 상기 연결기 L과 결합되는 결합사이트이며,
상기 R11 내지 R24, R31 내지 R33은 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 내지 30의 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 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 실릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 중에서 선택되며,
상기 구조식 A-1 에서의 R17 내지 R20 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이고,
상기 구조식 A-2의 R16 내지 R19 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이며,
상기 구조식 A-3의 R15 내지 R18 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이다.
또한 본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 제1전극, 상기 제1전극에 대향된 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고, 상기 유기층이 본 발명의 상기 헤테로고리 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명에 의한 헤테로고리 화합물은 인광호스트용 재료로서 사용되는 경우에, 장수명 및 저전압구동의 특성을 가지며 발광효율이 우수한 특성을 가지고 있어, 안정적이고 우수한 소자의 제조에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광 소자의 개략도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 유기 발광 소자의 발광층에 사용될 수 있는 헤테로고리 화합물로서, 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 A]
[화학식 B]
상기 화학식 A 및 화학식 B에서,
A1 내지 A4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 CR 또는 N이고,
상기 A1 내지 A4가 복수의 CR을 포함하는 경우에 각각의 CR은 동일하거나 상이하며, 각각의 CR이 서로 인접하는 경우에 각각의 치환기 R은 서로 연결되어 지환족, 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며,
W는 S, O, NR1, CR2R3, SiR4R5, GeR6R7, Se, Te 및 BR8로 이루어지는 군으로부터 선택되며,
상기 R, R', R", R1 내지 R8은 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 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 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 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 실릴기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되며,
상기 R2와 R3, R4와 R5, R6와 R7는 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
연결기 L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되고,
상기 R'; R"; 및, A1 내지 A4 중 하나이상이 CR인 경우에 하나이상의 치환기 R; 중의 하나는 연결기 L과 결합하는 단일결합이며;
n 은 0 내지 2의 정수이고,
Z는 아래 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3] 중에서 선택되는 어느 하나이다.
[구조식 A-1]
[구조식 A-2]
[구조식 A-3]
상기 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3]에서,
X, Y는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 N-**, CR31R32, NR33 O, S 중에서 선택되는 어느 하나이되, 상기 X, Y 중에서 어느 하나는 N-**이고, 나머지 하나는 CR31R32, NR33, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 N-**에서 **는 상기 연결기 L과 결합되는 결합사이트이며,
상기 R11 내지 R24, R31 내지 R33은 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 내지 30의 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 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 실릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 중에서 선택되며,
상기 구조식 A-1 에서의 R17 내지 R20 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이고,
상기 구조식 A-2의 R16 내지 R19 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이며,
상기 구조식 A-3의 R15 내지 R18 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이고,
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 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 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 24의 알킬기", "치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 범위를 고려하여 보면, 상기 탄소수 1 내지 24의 알킬기 및 탄소수 6 내지 24의 아릴기의 탄소수의 범위는 각각 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것으로 보아야 한다.
또한, 본 발명의 화합물에서 사용되는 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 아릴의 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 안트릴, 인데닐(indenyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
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"라함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 알케닐기, 탄소수 1 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소 수 6 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 상기 아릴기에서 각각의 고리 내에 N, O, P, Se, Te, Si, Ge 또는 S 중에서 선택된 1 내지 4개의 헤테로 원자를 포함할 수 있는 탄소수 2 내지 24의 헤테로방향족 유기 라디칼을 의미 하며, 상기 고리들은 융합(fused)되어 고리를 형성할 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
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 또는 화학식 B로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 W를 포함하는 3개의 축합고리내의 양쪽 6원환에 포함된 탄소원자들 중 하나에 연결기 L과 치환기 Z가 순서대로 결합하고 있는 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 W를 포함하는 3개의 축합고리내의 양쪽 6원환에 포함된 탄소원자는 R' 에 연결된 탄소원자, R"에 연결된 탄소원자; 및, A1 내지 A4 중 하나이상이 CR인 경우에 하나이상의 치환기 R에 연결된 탄소원자;를 포함하며, 이들 중의 하나가 연결기 L과 결합하는 단일결합으로 이루어짐으로써, 상기 W를 포함하는 3개의 축합고리와 연결기 L이 결합될 수 있다.
한편, 상기 치환기 Z는 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3]으로 표시되는 헤테로고리 중 어느 하나로서 상기 X를 포함하는 4개의 축합고리에, 구조식 Q로 표시되며, Y가 포함된 고리 구조가 서로 축합된 구조를 가지며, 상기 X, Y는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 N-**, CR31R32, NR33, O, S 중에서 선택되는 어느 하나이되, 상기 X, Y 중에서 어느 하나는 N-**이고, 나머지 하나는 CR31R32, NR33, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나인 형태를 가지는 것을 기술적 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에서의 구조식 A-1 내지 구조식 A-3내의 상기 축합고리의 특징을 보다 상세히 설명하면, 이는 'R11 내지 R14를 포함하는 6원환 방향족 탄소고리 - X를 포함하는 5원환 - R15 내지 R20을 포함하는 탄소수 10의 방향족 탄소고리(나프탈렌 골격) - Y를 포함하는 5원환 - R21 내지 R24를 포함하는 6원환 방향족 탄소고리'가 서로 축합된 형태의 구조를 가지며, 상기 'R15 내지 R20을 포함하는 탄소수 10의 방향족 탄소고리(나프탈렌 골격)'가 'Y를 포함하는 5원환'에 축합되는 형태에 따라 구조식 A-1 내지 구조식 A-3 중 어느 하나의 형태로 구분될 수 있다.
일실시예로서, 상기 화학식 A 및 화학식 B에서의 치환기 R"이 L과 연결되는 단일결합일 수 있다.
일실시예로서, 상기 연결기 L은 단일결합이거나, 아래 구조식 1 내지 구조식 9 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
[구조식 1] [구조식 2] [구조식 3] [구조식 4]
[구조식 5] [구조식 6] [구조식 7]
[구조식 8] [구조식 9]
상기 구조식1 내지 구조식 9에서 방향족 고리의 탄소자리는 수소 또는 중수소가 결합될 수 있다.
일실시예로서, 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B] 의 치환기 R, R', R", R1 내지 R8은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기;중에서 선택되는 하나이며, 상기 n은 각각 0 또는 1일 수 있다.
또 다른 일실시예로서, 상기 치환기 R31 및 R32는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기 중에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 치환기 R33은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 O, S, N 중에서 선택되는 헤테로원자를 포함하는 헤테로아릴기; 또는, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기일 수 있다.
또한, 상기 [화학식 A] 및 [화학식 B] 에서의 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3] 내 치환기 R11 내지 R24는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기;중에서 선택될 수 있다,
또한 일실시예로서, 상기 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3]에서, 상기 X, Y 중에서 어느 하나는 N-**이고, 나머지 하나는 CR31R32, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 [화학식 A] 또는 [화학식 B]로 표시되는 헤테로고리 화합물의 구체적인 예로서는 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 144]에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
[화학식 1]
[화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7]
[화학식 8] [화학식 9] [화학식 10]
[화학식 11] [화학식 12] [화학식 13]
[화학식 14] [화학식 15] [화학식 16]
[화학식 17] [화학식 18] [화학식 19]
[화학식 20] [화학식 21] [화학식 22]
[화학식 23] [화학식 24] [화학식 25]
[화학식 26] [화학식 27] [화학식 28]
[화학식 29] [화학식 30] [화학식 31]
[화학식 32] [화학식 33] [화학식 34]
[화학식 35] [화학식 36] [화학식 37]
[화학식 38] [화학식 39] [화학식 40]
[화학식 41] [화학식 42] [화학식 43]
[화학식 44] [화학식 45] [화학식 46]
[화학식 47] [화학식 48] [화학식 49]
[화학식 50] [화학식 51] [화학식 52]
[화학식 53] [화학식 54] [화학식 55]
[화학식 56] [화학식 57] [화학식 58]
[화학식 59] [화학식 60] [화학식 61]
[화학식 62] [화학식 63] [화학식 64]
[화학식 65] [화학식 66] [화학식 67]
[화학식 68] [화학식 69] [화학식 70]
[화학식 71] [화학식 72] [화학식 73]
[화학식 74] [화학식 75] [화학식 76]
[화학식 77] [화학식 78] [화학식 79]
[화학식 80] [화학식 81] [화학식 82]
[화학식 83] [화학식 84] [화학식 85]
[화학식 86] [화학식 87] [화학식 88]
[화학식 89] [화학식 90] [화학식 91]
[화학식 92] [화학식 93] [화학식 94]
[화학식 95] [화학식 96] [화학식 97]
[화학식 98] [화학식 99] [화학식 100]
[화학식 101] [화학식 102] [화학식 103]
[화학식 104] [화학식 105] [화학식 106]
[화학식107] [화학식 108] [화학식 109]
[화학식 110] [화학식111] [화학식 112]
[화학식 113] [화학식 114] [화학식115]
[화학식 116] [화학식 117] [화학식 118]
[화학식119] [화학식 120] [화학식 121]
[화학식 122] [화학식123] [화학식 124]
[화학식 125] [화학식126] [화학식 127]
[화학식 128] [화학식129] [화학식 130]
[화학식 131] [화학식132] [화학식 133]
[화학식 134] [화학식135] [화학식 136]
[화학식 137] [화학식138] [화학식 139]
[화학식 140] [화학식141] [화학식 142]
[화학식 143] [화학식144]
또한, 본 발명은 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극사이에 개재되는 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 본 발명에서의 상기 헤테로고리 화합물을 1종이상 포함하는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
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.
또한, 상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 본 발명에서의 상기 헤테로고리 화합물이 호스트로서 사용될 수 있다.
한편 본 발명에서 상기 발광층에는 호스트와 더불어, 도펀트 재료가 사용될 수 있다. 상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로호스트 약 100 중량부를 기준으로하여 약 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서의 상기 헤테로고리 화합물이 호스트로서 사용되는 경우에, 상기 유기층은 정공저지층 또는 전자저지층을 추가로 포함할 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), 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.
상기 정공주입층 재료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 2-TNATA [4,4',4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine], NPD[N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)], TPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine], DNTPD[N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine] 등을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 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.
이어서, 상기 정공수송층(40)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, Bphen, TPBI, NTAZ, BeBq2, OXD-7, Liq 및 화학식 1001 내지 화학식 1007 중 에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
BAlq BCP Bphen
TPBI NTAZ BeBq2
OXD-7 Liq
화학식 1001 화학식 1002 화학식 1003
화학식 1004 화학식 1005 화학식 1006
이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한다.
본 발명에서 유기 발광소자의 전자수송층재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는것으로서 공지의 전자수송물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자수송물질의 예로는, 퀴놀린유도체, 특히트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq, 베릴륨비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), 화합물 201, 화합물 202, 옥사디아졸유도체인 PBD, BMD, BND 등과 같은 재료를 사용할수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
TAZ <화합물 201> <화합물 202>
또한, 본 발명에서 사용되는 전자 수송층은 화학식 C로 표시되는 유기 금속 화합물이 단독 또는 상기 전자수송층 재료와 혼합으로 사용될 수 있다.
[화학식 C]
상기 [화학식 C]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 만족하며;
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.
본 발명에서 Y 는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 하기 [구조식C1] 내지 [구조식 C39]부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
[구조식C1][구조식C2][구조식C3]
[구조식C4][구조식C5][구조식C6]
[구조식C7][구조식C8][구조식C9][구조식C10]
[구조식C11] [구조식C12] [구조식C13]
[구조식C14][구조식C15][구조식C16]
[구조식C17][구조식C18][구조식C19][구조식C20]
[구조식C21] [구조식C22] [구조식C23]
[구조식C24][구조식C25][구조식C26]
[구조식C27][구조식C28][구조식C29][구조식C30]
[구조식C31] [구조식C32] [구조식C33]
[구조식C34][구조식C35][구조식C36]
[구조식C37][구조식C38][구조식C39]
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 탄소수3내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의알콕시기, 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 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기중에서 선택되고, 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 스피로고리 또는 융합고리를 형성할 수 있다.
한편, 상기 전자 수송층을 증착한 후에 전자주입층(70) 을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 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.
또한, 본 발명의 구체적인 예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하며, 이때, 발광층이 인광을 활용하는 경우에 사용되는 인광 도펀트로서는 하기 일반식(A-1) 내지 일반식 (J-1) 로 표시되는 화합물중에서선택되는 1종이상의 화합물일 수 있다.
[일반식A-1]
상기 M은 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족및 16족의금속으로 이루어진군 으로부터 선택되고, 바람직하게는 Ir, Pt, Pd, Rh, Re, Os, Tl, Pb, Bi, In, Sn, Sb, Te, Au 및 Ag로부터 선택된다. 또한, 상기 L1, L2및 L3은 리간드로서 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 하기 구조식D에서 선택되는 어느 하나를 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기 구조식 D내 「*」은 금속이온 M에 배위하는 사이트(site)를 표현한다.
[구조식 D]
상기 구조식D에서 상기 R은 서로 상이하거나 동일하며 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 50의 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 30의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기중에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며;
상기 R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기, 시아노기, 할로겐기, 중수소 및 수소중에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 더 치환될 수 있고;
또한 상기 R은 각각의 인접한 치환기와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어지 환족고리 및 단일환 또는 다환의 방향족고리를 형성할 수 있고;
상기 L은 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 스피로고리 또는 융합고리를 형성할 수 있다.
일 예로서, 상기 [일반식A-1]으로 표시되는 도펀트는 하기 화합물중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
[일반식 B-1]
상기 일반식B-1에서,
MA1은 일반식 (A-1)에서 정의한 바와 동일한 금속이온을 나타내며, 또한, YA11, YA14, YA15 및 YA18은 각각 독립적으로 탄소원자 또는 질소원자를 나타내며, YA12, YA13, YA16 및 YA17은 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 탄소원자, 치환 또는 무치환의 질소원자, 산소원자, 황원자를나타내고, LA11, LA12, LA13, LA14는 각각 앞서 정의한 바와 같은 연결기를 나타내며, QA11, QA12는 MA1에 결합하는 원자를 함유하는 부분구조를 나타낸다.
상기 일반식B-1으로 표시되는 화합물의 예시적인 구조는 아래와 같으나, 이에 제한되지 않는다.
[일반식 C-1]
상기 일반식C-1에서,
MB1 은일반식 A-1에서 정의한 바와 동일한 금속이온을나타내며, YB11,YB14,YB15및 YB18은 각각 독립적으로 탄소원자 또는 질소원자를 나타내고, YB12, YB13, YB16 및 YB17은 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 탄소원자, 치환 또는 무치환의 질소원자, 산소원자, 황원자를 나타내며, LB11, LB12, LB13, LB14는 연결기를 나타내고, QB11, QB12는 MB1에 결합하는 원자를 함유하는 부분구조를 나타낸다.
상기 일반식 C-1으로 표시되는 화합물의 예시적인 구조는 아래와 같으나, 이에 제한되지 않는다.
[일반식 D-1]
상기 일반식D-1에서,
MC1은 금속이온을 일반식 A-1에서 정의한 바와 동일한 금속이온을 나타내며, RC11, RC12는 각각 독립적으로 수소원자, 서로 연결하고 5 원고리를 형성하는 치환기, 서로 연결하는 것의 없는 치환기 를 나타내며, RC13, RC14는 각각 독립적으로 수소원자, 서로 연결되어 5 원고리를 형성하는치환기,서로 연결되지 않은 치환기를 나타내며, GC11, GC12는 각각독립적으로 질소원자, 치환 또는 무치환의 탄소원자를 나타내며, LC11, LC12는 연결기를 나타내며, QC11, QC12는 MC1에 결합하는 원자를 함유하는 부분구조를 나타낸다.
상기 일반식D-1으로 표시되는 화합물의 예시적인 구조는 아래와 같으나, 이에 제한되지 않는다.
[일반식 E-1]
상기 일반식E-1에서,
MD1은 일반식 (A-1)에서 정의한 바와 동일한 금속이온을 나타내며, GD11, GD12는 각각독립적으로 질소원자, 치환 또는 무치환의 탄소원자를 나타내며, JD11, JD12, JD13 및 JD14는 각각 독립적으로 5원고리를 형성하는데도 필요한 원자군을나타내며, LD11, LD12는 연결기를 나타낸다.
상기 일반식 E-1으로 표시되는 화합물의 예시적인 구조는 아래와 같으나, 이에 제한되지 않는다.
[일반식 F-1]
상기 일반식 F-1에서,
ME1은일반식 A-1에서 정의한 바와 동일한 금속이온을나타내며, JE11, JE12는 각각 독립적으로 5 원고리를 형성하는데도 필요한 원자군을 나타내며, GE11,GE12 ,GE13 및 GE14는 각각 독립적으로 질소원자, 치환 또는 무치환의 탄소원자를 나타내며, YE11, YE12, YE13 및 YE14는 각각 독립적으로 질소원자, 치환 또는 무치환의 탄소원자를 나타낸다.
상기 일반식 F-1으로 표시되는 화합물의 예시적인 구조는 아래와 같으나, 이에 제한되지 않는다.
[일반식 G-1]
상기 일반식G-1에서,
MF1은 일반식 A-1에서 정의한 바와 동일한 금속이온을 나타내며,
LF11, LF12및 LF13은 연결기를 나타내며, RF11, RF12, RF13 및 RF14는 치환기를 나타내고, RF11과 RF12, RF12와 RF13, RF13과 RF14는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고, 이때 RF1과 RF12, RF13과 RF14가 형성하는 고리는 5 원환이다. 또한 QF11, QF12는 MF1에 결합하는 원자를 함유하는 부분구조를 나타낸다.
상기 일반식 G-1으로 표시되는 화합물의 예시적인 구조는 아래와 같으나, 이에 제한되지 않는다.
[일반식 H-1] [일반식 H-2] [일반식 H-3]
상기 일반식H-1에서,
R11,R12는알킬, 아릴 또는 헤테로아릴의 치환기이며; 또한 서로 인접한 치환기와 융합고리를 형성할 수 있고, q11,q12는 0∼4의정수로서, 바람직하게는 0∼2가 될 수 있다.
또한 q11, q12가 2∼4의경우, 복수개의 R11 및 R12는 각각동일하거나 상이하며,
L1은 백금에 결합하는 리간드로서, 오르토메탈(ortho metal)화백금착체를 형성할 수 있는 리간드, 함질소헤테로환 리간드, 디케톤 리간드,할로겐리간드가 바람직하고, 보다 바람직하게는 오르토메탈(ortho metal)화백금착체를 형성하는 리간드, 비피리딜 리간드, 또는 페난트로린리간드이다.
n1은 0 내지 3의 정수이며, 바람직하게는 0이고, m1은 1 또는 2이고 바람직하게는 2이다.
또한, 상기 n1,m1은 상기 일반식 H-1로 나타나는 금속착체가 중성착체가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 일반식 H-2에서, R21,R22,n2,m2,q22,L2는 각각 상기 R11,R12,n1,m1,q12,L1과 동일하고, q21은 0 내지 2의 정수이며, 0이 바람직하다.
상기 일반식 H-3에서, R31,n3,m3,L3은 각각 상기 R11,n1,m1,L1과 동일하고, q31은 0 내지 8의 정수를 나타내고,0 내지 2가 바람직하고,0이 보다 바람직하다.
상기 일반식 H-1 내지 H-3의 구체적인 화합물의 예는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[일반식 I-1]
상기 일반식 I-1에서,
고리A, 고리B, 고리C 및 고리D는 상기 고리 A 내지 D중의 어느 2개의 고리는 치환기를 가질 수 있는 질소함유헤테로고리를 나타내고, 나머지 2개의 고리는 치환기를가질 수 있는 아릴고리 또는 헤테로아릴고리를 나타내고, 고리A와 고리B, 고리A와 고리C 및/또는 고리B와 고리D로 축합환을 형성할 수 있다. X1,X2, X3및 X4는이중의 어느 2개가 백금원자에 배위결합하는 질소원자를 나타내고, 나머지 2개는 탄소원자 또는 질소원자를 나타낸다. Q1, Q2및 Q3은 각각 독립적으로 2가의 원자(단) 또는 결합을 나타내지만, Q1, Q2 및 Q3이 동시에 결합을 나타내지는 않는다. Z1, Z2, Z3및 Z4는 어느 2개가 배위결합을 나타내고, 나머지 2개는 공유결합, 산소원자 또는황원자를 나타낸다.
상기 일반식 I-1의 구체적인 화합물의 예는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[일반식 J-1]
상기일반식 J-1에있어서,
M은 일반식 A-1에서 정의한 바와 동일한 금속이온을 나타내며, Ar1은 치환 또는 비치환의 고리구조를 표현하고, 상기 M에 결합하는 2개의 아조메틴(azomethine) 결합(-C=N-)에 있어서,질소원자(N)는 각각상기 M에 결합하고, 전체로서 상기 M에 3좌에서 결합되는 3좌배위자를 형성하고 있다.
또한, Ar1에 있어서 C는 Ar1으로 표시되는 고리구조를 구성하는 탄소원자를 나타낸다. 또한 상기 R1 및 R2는, 서로동일하거나 상이할 수 있고, 각각치환 또는 비치환의 알킬기 또는 아릴기를 나타내며, L은 1좌 배위자를 표현한다.
상기 일반식J-1에 있어서, 상기M은 Pt인 것이 바람직하다. 또한, 상기 Ar1으로서는, 5원환, 6원환 및 이들의 축합환기부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 일반식 J-1의 구체적인 화합물의 예는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 발광층은 상기 도판트와 호스트이외에도 다양한 호스트와 다양한 도펀트 물질을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 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 유기 발광 소자는 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, 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.
(실시예)
합성예 1. [화학식 14]의 합성
합성예 1-1. <1-a>의 합성
<1-a>
500 mL 반응기에 (3-아미노-벤조퓨란-2-일)-페닐-메탄온 37 g (156 mmol), 우레아 16.9 g (281mmol), 초산 185 mL을 넣고 12시간 동안 환류 교반한다. 반응 종료 후 과량의 물을 반응물에 넣고 석출시킨 후 여과한다. 메탄올로 뜨겁게 슬러리 후 여과하고 톨루엔으로 뜨겁게 슬러리한 후 여과 건조하여 <1-a> 24 g 를 얻었다. (수율 59%)
합성예 1-2. <1-b>의 합성
<1-b>
500 mL 반응기에 <1-a> 15 g (44 mmol), 포스포러스 옥시클로라이드 150 mL을 넣고 3시간 동안 환류 교반한다. 반응 종료 후 0 ℃의 과량의 물에 반응물을 천천히 넣고 석출시킨 후 여과한다. 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <1-b> 21 g을 얻었다. (수율 81%)
합성예 1-3. <1-c>의 합성
<1-c>
둥근 바닥 플라스크에 2-브로모-6-아이오도벤즈알데하이드 13 g (41.8 mmol), 벤조티오펜-2-보론산 7.8 g (43.9 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.96 g (0.84 mmol), 탄산칼륨 17.3 g (125mmol), 톨루엔 130ml, 에탄올 52ml, 물 52ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <1-c> 8.2 g을 얻었다. (수율 60%)
합성예 1-4. <1-d>의 합성
<1-d>
테트라하이드로퓨란 100ml가 들어 있는 둥근 바닥 플라스크에 1M 포타슘터셔리뷰톡사이드 39ml (38.7 mmol)을 넣어준 후 질소상태하에서 온도를 0도 까지 내린다. 그 후 (메톡시메틸)트리페닐포스포니움 클로라이드 13.5 g (38.7 mmol)을 테트라하이드로퓨란 100ml에 녹여 천천히 적가해 준다. 30분 후 <1-c>를 테트라하이드로퓨란 80ml에 녹여 천천히 넣어준 후 상온에서 2시간 교반시킨다. 반응 종결 후 물로 씻고, 에틸아세테이트로 추출한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <1-d> 8.5 g을 얻었다. (수율 95%)
합성예 1-5. <1-e>의 합성
<1-e>
둥근 바닥 플라스크에 질소분위기 하에서 <1-d> 8.5 g (24.6 mmol), 비스머스(III) 트리플루오로메탄설포네이트 0.8 g (1.2 mmol), 1,2-디클로로에탄 100ml를 넣고 상온에서 3시간 환류시켰다. 반응 종료 후 디클로로메탄과 물로 추출한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <1-e> 6g을 얻었다. (수율 77%)
합성예 1-6. <1-f>의 합성
<1-f>
둥근 바닥 플라스크에 <1-e> 10 g (31.9 mmol)를 넣고 질소분위기 하에서 테트라하이드로퓨란 100ml를 넣고 -78℃까지 온도를 낮춰준 후 1.6 M n-뷰틸리튬 24 ml (38.3 mmol)를 천천히 적가하여 준다. 1시간 후 트리메틸보레이트 7.8 ml (41.5 mmol)를 저온상태에서 천천히 적가하고 온도를 상온으로 올려 교반시켰다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 헥산으로 재결정하여 <1-f> 8 g을 얻었다. (수율 90%)
합성예 1-7. <1-g>의 합성
<1-g>
둥근 바닥 플라스크에 <1-f> 8 g (28.7 mmol), 1-브로모-2-니트로벤젠 5.8 g (28.7 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.7 g (0.58 mmol), 탄산칼륨 7.9 g (57.5 mmol), 톨루엔 80ml, 물 30ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간동안 환류시켰다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <1-g> 7.2 g을 얻었다. (수율 71%)
합성예 1-8. <1-h>의 합성
<1-h>
둥근 바닥 플라스크에 <1-g> 7.2 g (20.2 mmol), 트리페닐포스핀 15.9 g (60.7 mmol), 1,2-디클로로벤젠 100ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간동안 환류시켰다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <1-h> 2.5 g을 얻었다. (수율 38%)
합성예 1-9. <화학식 14>의 합성
<화학식 14>
500 mL 반응기에 <1-h> 14.5 g (45 mmol)을 디메틸포름아마이드 100 mL를 넣고 교반 후 60% 수소화 나트륨 0.8 g (105mmol)을 넣고 1시간 동안 교반한다. <1-b> 4.1 g(55mmol)을 디메틸포름아마이드 80 mL에 녹인 후 반응물에 1시간 동안 넣어준 후 3시간 동안 교반한다. 반응종료 후 물 500mL에 반응액을 부어 결정화하고 여과한다. 메틸렌 클로라이드와 에틸 아세테이트로 재결정하여 <화학식 14> 14.3 g을 얻었다. (수율 56%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 2. [화학식 16]의 합성
합성예 2-1. <2-a>의 합성
<2-a>
2 L 반응기에 2-하이드록시페닐아세토나이트릴 90 g (676 mmol), 4-디메틸아미노피리딘 68.8 g (338 mmol), 트리에틸아민 137 g (1352 mmol), 메틸렌클로라이드 900 mL을 넣고 0 ℃에서 벤조일클로라이드 82.4 g (676 mmol)을 적가한다. 적가 후 상온에서 4시간 동안 교반한다. 반응 종료 후 농축하고 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <2-a> 40 g을 얻었다. (수율 61%)
합성예 2-2. <2-b>의 합성
<2-b>
건조된 1 L 반응기에 <2-a> 40 g (169 mmol), 트리사이클로헥실포스핀 9.5 g (34 mmol), 아연 1.9 g (17 mmol), 팔라듐아세테이트 3.8 g (17 mmol), 디메틸포름아마이드 400 mL을 넣고 질소하에서 12시간 동안 환류 교반한다. 반응 종료 후 상온에서 과량의 물에 반응물을 적가하여 갈색 결정이 생기면 여과하고 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <2-b> 20 g을 얻었다. (수율 51.6%)
합성예 2-3. <2-c>의 합성
<2-c>
합성예 1-1에서 사용한 (3-아미노-벤조퓨란-2-일)-페닐-메탄온 대신 <2-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <2-c> 10 g을 얻었다. (수율 62.1%)
합성예 2-4. <2-d>의 합성
<2-d>
합성예 1-2에서 사용한 <1-a> 대신 <2-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <2-d> 10 g을 얻었다. (수율 76.6%)
합성예 2-5. <화학식 16>의 합성
<화학식 16>
합성예 1-9에서 사용한 <1-b> 대신 <2-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 16> 5.5 g을 얻었다. (수율 54%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 3. [화학식 59]의 합성
합성예 3-1. <3-a>의 합성
<3-a>
합성예 1-1에서 사용한 (3-아미노-벤조퓨란-2-일)-페닐-메탄온 대신 (3-아미노벤조[b]티오펜-2-일)(페닐)메탄온을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-a> 32 g을 얻었다. (수율 72.1%)
합성예 3-2. <3-b>의 합성
<3-b>
합성예 1-2에서 사용한 <1-a> 대신 <3-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-b> 20 g을 얻었다. (수율 66.5%)
합성예 3-3. <3-c>의 합성
<3-c>
합성예 1-3에서 사용한 벤조티오펜-2-보론산 대신 벤조티오펜-3-보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-c>를 얻었다. (수율 62%)
합성예 3-4. <3-d>의 합성
<3-d>
합성예 1-4에서 사용한 <1-c> 대신 <3-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-d>를 얻었다. (수율 90%)
합성예 3-5. <3-e>의 합성
<3-e>
합성예 1-5에서 사용한 <1-d> 대신 <3-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-e>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 3-6. <3-f>의 합성
<3-f>
합성예 1-6에서 사용한 <1-e> 대신 <3-e>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-f>를 얻었다. (수율 90%)
합성예 3-7. <3-g>의 합성
<3-g>
합성예 1-7에서 사용한 <1-f> 대신 <3-f>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-g>를 얻었다. (수율 77%)
합성예 3-8. <3-h>의 합성
<3-h>
합성예 1-8에서 사용한 <1-g> 대신 <3-g>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-h>를 얻었다. (수율 45%)
합성예 3-9. <3-i>의 합성
<3-i>
500mL의 반응기에 <3-h> 41.1 g (127 mmol), 1-브로모-3-아이오도벤젠 24.8 g (127 mmol), 구리가루 5.6 g (83 mmol), 18-크라운-6-에테르 4.6 g (82 mmol), 탄산 칼륨 24.2 g (275 mmol), 디클로로 벤젠을 넣고 24시간 환류 교반한다. 반응 종료 후 디클로로 벤젠을 제거하고 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <3-i> 49 g을 얻었다. (수율 80.6%)
합성예 3-10. <3-j>의 합성
<3-j>
건조된 500mL 반응기에 <3-i> 16.3 g (34 mmol), 비스피나콜라토 디보론 20.4 g (41 mmol), 팔라듐(II) 염화-1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센 1.4 g (1 mmol), 칼륨 아세테이트 6.7 g (68 mmol), 톨루엔 240 ml를 넣고 10시간 동안 환류 교반 한다. 반응종료 후 고체를 걸러낸 후 여액을 감압하여 농축한다. 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <3-j> 12.8 g을 얻었다. (수율 71.5%)
합성예 3-11. <화학식 59>의 합성
[화학식 59]
300 mL반응기에 <3-b> 13.6 g (46 mmol), <3-j> 28.9 g (55 mmol), 탄산칼륨 15.2 g (91 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 5.6 g (9 mmol), 물80mL, 톨루엔150mL및1,4-다이옥산150mL를 넣고12 시간동안 환류 교반한다. 반응종결 후 반응물을 층분리하여 유기층을 감압 농축한다. 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <화학식 59> 9.7 g을 얻었다. (수율 32.1%)
MS (MALDI-TOF): m/z 659.15 [M]+
합성예 4. [화학식 80]의 합성
합성예 4-1. <4-a>의 합성
<4-a>
<1-e> 41.9 g (134 mmol)을 3N 염산 120ml에 넣고 교반시켰다. 0℃로 내린 후 온도가 유지된 상태에서 아질산나트륨 10 g (147 mmol)을 물 20ml에 녹여 천천히 적가하였다. 30분 후 요오드화칼륨 45 g (268 mmol)을 물 40ml에 녹여 넣은 후 상온에서 교반하였다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <4-a> 32.3 g 를 얻었다. (수율 67%)
합성예 4-2. <4-b>의 합성
<4-b>
둥근 바닥 플라스크에 <4-a> 5 g (15.9mmol), 2-브로모아닐린 2.9 g(16.7mmol), 트리스(다이벤지리덴아세톤)다이팔라듐 0.07 g (0.3mmol), 소듐터셔리부톡사이드 3 g (31.9mmol), 2, 2'-비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 0.4 g (0.6mmol) 및 톨루엔 50 ml을 넣고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종결 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <4-b> 4.6 g 를 얻었다. (수율 72%)
합성예 4-(3). <4-c>의 합성
<4-c>
둥근 바닥 플라스크에 <4-b> 12.1 g (30 mmol), 아세트산칼륨 4.0 g (40 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.8 g (1 mmol)을 디메틸포름아마이드 125 mL에 넣고 150 도에서 24시간동안 교반시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 분리하고, 헥산으로 재결정하여 <4-c> 2.3 g을 얻었다. (수율 24%)
합성예 4-4. <화학식 80>의 합성
<화학식 80>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <4-c> 를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 80>을 얻었다. (수율 67%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 5. <화학식 39>의 합성
합성예 5-1. <5-a>의 합성
<5-a>
2 L 반응기에 3,3-디메틸-1-인단온 97.7 g (610 mmol), 벤즈알데하이드 117.8 g (640 mmol), 에탄올 1280 mL을 넣고 0 ℃에서 소듐 하이드록사이드 30.3 g (760 mmol)을 천천히 넣고 상온에서 3 시간 동안 교반한다. 반응 종결 후 생성된 고체를 여과하고 메탄올로 여러 번 씻고 건조하여 <5-a> 108 g을 얻었다. (수율 71.8%)
합성예 5-2. <5-b>의 합성
<5-b>
2 L 반응기에 <5-a> 49.6 g (200 mmol), 4-브로모벤즈이미드아마이드하이드로클로라이드 94.2 g (600 mmol), 소듐 하이드록사이드 24.1 g (600 mmol), 에탄올 1200 mL를 넣고 12시간 동안 환류 교반한다. 반응종결 후 상온으로 승온 후 생성된 고체를 여과하고 물과 에탄올로 여러 번 씻어준 후 건조하여 <5-b> 37 g을 얻었다. (수율 43.7%)
합성예 5-3. <5-c>의 합성
<5-c>
합성예 4-1에서 사용한 <1-e> 대신 <3-e>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <5-c>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 5-(4). <5-d>의 합성
<5-d>
합성예 4-2에서 사용한 <4-a> 대신 <5-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <5-d>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 5-(5). <5-e>의 합성
<5-e>
합성예 4-3에서 사용한 <4-b> 대신 <5-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <5-e>를 얻었다. (수율 33%)
합성예 5-6. <화학식 39>의 합성
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <5-e>를 사용하고, <1-b> 대신 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 39>를 얻었다. (수율 70%)
MS (MALDI-TOF): m/z 669.22 [M]+
합성예 6. <화학식 18>의 합성
합성예 6-1. <6-a>의 합성
<6-a>
합성예 1-3에서 사용한 벤조티오펜-2-보론산 대신 벤조퓨란-2-보론산을 사용하여 합성예1-3 내지 1-8과 동일한 방법으로 합성하여 <6-a>를 얻었다. (수율 40%)
합성예 6-2. <6-b>의 합성
<6-b>
합성예 3-9에서 사용한 <3-h> 대신 <6-a>를 사용하고, 1-브로모-3-아이오도벤젠 대신 1-브로모-4-아이오도벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <6-b>를 얻었다. (수율 66%)
합성예 6-3. <6-c>의 합성
<6-c>
합성예 3-10에서 사용한 <3-i> 대신 <6-b>를 사용하여 동일한 방법으로 합성하여 <6-c>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 6-4. <화학식 18>의 합성
합성예 3-11에서 사용한 <3-b> 대신 <1-b>를 사용하고, <3-j> 대신 <6-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 18>을 얻었다. (수율 49%)
MS (MALDI-TOF): m/z 627.19 [M]+
합성예 7. <화학식 42>의 합성
합성예 7-1. <7-a>의 합성
<7-a>
합성예 3-3에서 사용한 벤조티오펜-3-보론산 대신 벤조퓨란-3-보론산을 사용하여 합성예3-3 내지 3-5, 합성예 5-3 내지 5-5와 동일한 방법으로 합성하여 <7-a>를 얻었다. (수율 38%)
합성예 7-2. <화학식 42>의 합성
<화학식 42>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <7-a>를 사용하여 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 42>를 얻었다. (수율 52%)
MS (MALDI-TOF): m/z 551.16 [M]+
합성예 8. <화학식 61>의 합성
합성예 8-1. <8-a>의 합성
<8-a>
합성예 3-3에서 사용한 벤조티오펜-3-보론산 대신 벤조퓨란-3-보론산을 사용하여 합성예3-3 내지 3-8과 동일한 방법으로 합성하여 <8-a>를 얻었다. (수율 45%)
합성예 8-2. <화학식 61>의 합성
<화학식 61>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <8-a>를 사용하고, <1-b> 대신 <2-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 61>을 얻었다. (수율 57%)
MS (MALDI-TOF): m/z 551.16 [M]+
합성예 9. <화학식 82>의 합성
합성예 9-1. <9-a>의 합성
<9-a>
반응기에 벤조일아세토나이트릴 7.2 g (50 mmol), 사이클로헥사논 4.9 g (50 mmol), 모르폴린 4.4 mL (50 mmol), sulfur 1.6 g (50 mmol), 에탄올를 넣고 70 도에서 1시간 동안 가열한 후 상온에서 20 시간 동안 교반한다. 농축하여 컬럼 크로마토 그래피로 분리한 후 석유에테르로 재결정하여 <9-a> 10.3 g를 얻었다. (수율 80%)
합성예 9-2. <9-b>의 합성
<9-b>
반응기에 <9-a> 10.3 g (40 mmol)을 아세트산 15 mL에 넣고, 피리딘 약 15 방울 정도 적가한 후 2 시간동안 환류시킨다. 물을 넣고, 에틸아세테이트로 추출한 후 탄산수소나트륨수용액 (10 mL), 물 (10 mL), brine (10 mL)으로 씻어준 후 건조시킨다. 컬럼크로마토그래피로 분리한 후 석유에테르로 재결정하여 <9-b> 6.5 g를 얻었다. (수율 54%)
합성예 9-3. <9-c>의 합성
<9-c>
반응기에 <9-b> 6.0 g (20 mmol), 10% Pd/C (50% wet with water, 2.0 g)을 클로로포름 30 mL에 넣고 상온에서 20분 동안 교반시킨다. 용매제거 후 반응물을 130도에서 20 시간동안 가열시킨다. 디클로로메탄으로 추출한 후 컬럼크로마토그래피로 분리하여 <9-c> 4.1 g를 얻었다. (수율 70%)
합성예 9-4. <9-d>의 합성
<9-d>
반응기에 <9-c> 2.6 g (10 mmol), 1N-수산화나트륨수용액 10 mL (10 mmol), 에탄올 15 mL를 넣고 5 시간동안 환류시킨다. 반응이 종결되면 농축한다. 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후 석유에테르로 재결정하여 <9-d> 1.5 g를 얻었다. (수율 61%)
합성예 9-5. <9-e>의 합성
<9-e>
합성예 1-1에서 사용한 (3-아미노-벤조퓨란-2-일)-페닐-메탄온 대신 <9-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <9-e>을 얻었다. (수율 60%)
합성예 9-6. <9-f>의 합성
<9-f>
합성예 1-2에서 사용한 <1-a> 대신 <9-e>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <9-f>를 얻었다. (수율 77%)
합성예 9-7. <9-g>의 합성
<9-g>
합성예 1-3에서 사용한 벤조티오펜-2-보론산 대신 벤조퓨란-2-보론산을 사용하여 합성예1-3 내지 1-5, 합성예 4-1 내지 4-3과 동일한 방법으로 합성하여 <9-g>를 얻었다. (수율 40%)
합성예 9-8. <화학식 82>의 합성
<화학식 82>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <9-g>를 사용하고, <1-b> 대신 <9-f>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 82>를 얻었다. (수율 55%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 10. <화학식 101>의 합성
합성예 10-1. <10-a>의 합성
<10-a>
둥근 바닥 플라스크에 5-브로모-2-아이오도벤즈알데하이드 13 g (41.8 mmol), 벤조티오펜-2-보론산 7.8 g (43.9 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.96 g (0.84 mmol), 탄산칼륨 17.3 g (125 mmol), 톨루엔 130 ml, 에탄올 52 ml, 물 52 ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 반응물을 층 분리하여 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <10-a> 8.2 g 를 얻었다. (수율 60%)
합성예 10-(2): <10-b>의 합성
<10-b>
둥근 바닥 플라스크에 테트라하이드로퓨란 100 ml를 먼저 넣고, 1 M 포타슘 터셔리뷰톡사이드 39 ml (38.7 mmol)을 넣어준 후 질소 상태에서 온도를 0 ℃ 로 내린다. (메톡시메틸)트리페닐포스포늄 클로라이드 13.5 g (38.7 mmol)을 테트라하이드로퓨란 100 ml에 녹여 천천히 적가 해준다. 30분 후 <10-a>를 테트라하이드로퓨란 80 ml에 녹여 천천히 넣어준 후 상온에서 2시간 교반한다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <10-b> 8.5 g 를 얻었다. (수율 95%)
합성예 10-(3): <10-c>의 합성
<10-c>
질소분위기 하에서 둥근 바닥 플라스크에 <10-b> 8.5 g (24.6 mmol), 비스머스(III)트리플루오로메탄설포네이트 0.8 g (1.2 mmol), 1,2-디클로로에탄 100 ml를 넣고 상온에서 3시간 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <10-c> 6 g 를 얻었다. (수율 77%)
합성예 10-(4): <10-d>의 합성
<10-d>
둥근 바닥 플라스크에 <10-c> 10 g (31.9 mmol)를 넣고 질소분위기 하에서 테트라하이드로퓨란 100 ml를 넣고 온도를 -78 ℃ 로 내린 후 1.6 M n-뷰틸리튬 24 ml (38.3 mmol)를 천천히 적가한다. 1시간 후 트리메틸보레이트 7.8 ml (41.5 mmol)를 저온이 유지된 상태에서 천천히 투입하고 온도를 상온으로 올려 교반시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후, 헥산으로 재결정하여 <10-d> 8 g 를 얻었다. (수율 90%)
합성예 10-(5): <10-e>의 합성
<10-e>
둥근 바닥 플라스크에 <10-d> 8 g (28.7 mmol), 1-브로모-2-니트로벤젠 5.8 g (28.7 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.7 g (0.58 mmol), 탄산칼륨 7.9 g (57.5 mmol), 톨루엔 80 ml, 물 30ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <10-e> 7.2 g 를 얻었다. (수율 71%)
합성예 10-(6): <10-f>의 합성
<10-f>
둥근 바닥 플라스크에 <10-e> 7.2 g (20.2 mmol), 트리페닐포스핀 15.9 g (60.7 mmol), 1,2-디클로로벤젠 100 ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <10-f> 2.5 g 를 얻었다. (수율 38%)
합성예 10-(7): <화학식 101>의 합성
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <10-f>를 사용하고, <1-b> 대신 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 101>을 얻었다. (수율 63%)
MS (MALDI-TOF): m/z 669.22 [M]+
합성예 11. <화학식 102>의 합성
합성예 11-1. <화학식 102>의 합성
<화학식 102>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <10-f>를 사용하고, <1-b> 대신 <2-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 102>를 얻었다. (수율 68%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 12. <화학식 21>의 합성
합성예 12-1. <12-a>의 합성
<12-a>
합성예 10-1에서 사용한 5-브로모-2-아이오도벤즈알데하이드 대신 4-브로모-2-아이오도벤즈알데하이드를 사용하여 합성예 10-1 내지 10-6과 동일한 방법으로 합성하여 <12-a>를 얻었다. (수율 40%)
합성예 12-(2): <화학식 21>의 합성
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <12-a>를 사용하고, <1-b> 대신 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 21>을 얻었다. (수율 65%)
MS (MALDI-TOF): m/z 669.22 [M]+
합성예 13. <화학식 22>의 합성
합성예 13-1. <화학식 22>의 합성
<화학식 22>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <12-a>를 사용하고, <1-b> 대신 <2-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 22>를 얻었다. (수율 56%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 14. <화학식 75>의 합성
합성예 14-1. <14-a>의 합성
<14-a>
둥근 바닥 플라스크에 2,6-디메톡시나프탈렌 75 g (252 mmol), N-아이오도숙신이미드 56.7 g (252 mmol), 클로로벤젠 375 ml를 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리 하여 <14-a> 31.7 g 를 얻었다. (수율 40%)
합성예 14-2. <14-b>의 합성
<14-b>
합성예 10-4에서 사용한 <10-c> 대신 <14-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <14-b>를 얻었다. (수율 87%)
합성예 14-3. <14-c>의 합성
<14-c>
합성예 10-1에서 사용한 5-브로모-2-아이오도벤즈알데하이드 대신 1-브로모-2-아이오도벤젠을 사용하고, 벤조티오펜-2-보론산 대신 <14-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <14-c> 를 얻었다. (수율 70%)
합성예 14-4. <14-d>의 합성
<14-d>
둥근 바닥 플라스크에 질소분위기 하에서 <14-c> 30 g (95.5 mmol)와 디클로로메탄 200ml를 넣고 교반하면서 온도를 0 ℃로 낮춘다. 보론트리브로마이드 120 g (477 mmol)을 디클로로메탄 300 mL에 희석시켜 천천히 적가한 후 상온으로 올려 3시간동안 교반시켰다. 반응이 종료된 후 반응액을 증류수 1 L에 붓고 층 분리하여 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <14-d> 23 g을 얻었다. (수율 67%)
합성예 14-5. <14-e>의 합성
<14-e>
둥근 바닥 플라스크에 <14-d> 30 g (82.8 mmol), 요오드화구리 0.8 g (4.1 mmol), 아이언(III)아세틸아세토네이트 0.9 g (2.5 mmol), 탄산칼륨 23 g (165 mmol), 톨루엔 300ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <14-e> 10.6 g을 얻었다. (수율 55%)
합성예 14-6. <14-f>의 합성
<14-f>
둥근 바닥 플라스크에 질소 상태에서 <14-e> 10 g (42.6 mmol)를 넣고 온도를 0 ℃로 낮춘다. 피리딘 4.2 ml (51.2 mmol)을 투입하고 트리플루오로메탄설포닉 언하이드라이드 9.4 ml (55.4 mmol)을 천천히 적가한 후 온도를 상온으로 올려 2시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <14-f> 13.3 g을 얻었다. (수율 85%)
합성예 14-7. <14-g>의 합성
둥근 바닥 플라스크에 <14-f> 13 g (38.6 mmol), 브로모아닐린 7.3 g (42.5 mmol), 디스디벤질리덴아세톤디팔라듐 0.7 g (0.7 mmol), BINAP 1 g (1.5 mmol), 소듐터셔리뷰톡사이드 9.3 g (96.6 mmol), 톨루엔 150ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <14-g> 10.6 g을 얻었다. (수율 71%)
합성예 14-8. <14-h>의 합성
<14-h>
둥근 바닥 플라스크에 <14-g> 10 g (25.7 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.6 g (0.5 mmol), 아세트산칼륨 3 g (30.9 mmol), 디메틸아세트아마이드 100ml를 질소 상태하에서 투입하고 12시간 동안 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리 하여 <14-h> 4.7 g을 얻었다. (수율 60%)
합성예 14-9. <화학식 75>의 합성
<화학식 75>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <14-h>를 사용하고, <1-b> 대신 <9-f>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 75>를 얻었다. (수율 60%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 15. <화학식 76>의 합성
합성예 15-1. <화학식 76>의 합성
<화학식 76>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <14-h>를 사용하고, <1-b> 대신 <2-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 76>를 얻었다. (수율 57%)
MS (MALDI-TOF): m/z 551.16 [M]+
합성예 16. <화학식 27>의 합성
합성예 16-1. <16-a>의 합성
<16-a>
합성예 14-1에서 사용한 2,6-디메톡시나프탈렌 대신 <10-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <16-a>를 얻었다. (수율 50%)
합성예 16-2. <16-b>의 합성
<16-b>
합성예 14-7에서 사용한 중간체 14-f 대신 <16-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <16-b>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 16-3. <16-c>의 합성
<16-c>
합성예 14-8에서 사용한 <14-g> 대신 <16-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <16-c>를 얻었다. (수율 62%)
합성예 16-4. <화학식 27>의 합성
<화학식 27>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <16-c>를 사용하고, <1-b> 대신 <3-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 27>을 얻었다. (수율 60%)
MS (MALDI-TOF): m/z 583.12 [M]+
합성예 17. <화학식 28>의 합성
합성예 17-1. <17-a>의 합성
<17-a>
합성예 3-1에서 사용한 <3-h> 대신 <16-c>를 사용하고, 1-브로모-3-아이오도벤젠 대신 1-브로모-4-아이오도벤젠를 사용하여 합성예 3-9 내지 3-10과 동일한 방법으로 합성하여 <17-a>를 얻었다. (수율 70%)
합성예 17-2. <화학식 28>의 합성
<화학식 28>
합성예 3-11에서 사용한 <3-b> 대신 <9-f>를 사용하고, <3-j> 대신 <17-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 28>을 얻었다. (수율 60%)
MS (MALDI-TOF): m/z 659.15 [M]+
합성예 18. <화학식 88>의 합성
합성예 18-1. <18-a>의 합성
<18-a>
합성예 14-3에서 사용한 <14-b> 대신 2-아이오도나프탈렌-7-보론산을 사용하고, 1-브로모-2-아이오도벤젠 대신 2-브로모페놀을 사용하여 합성예 14-3 내지 14-8과 동일한 방법으로 합성하여 <18-a>를 얻었다. (수율 40%)
합성예 18-2. <화학식 88>의 합성
<화학식 88>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <18-a>를 사용하고, <1-b> 대신 <3-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 88>을 얻었다. (수율 53%)
MS (MALDI-TOF): m/z 567.14 [M]+
합성예 19. <화학식 89>의 합성
합성예 19-1. <19-a>의 합성
<19-a>
합성예 5-2에서 사용한 4-브로모벤즈이미드아마이드하이드로클로라이드 대신 3-브로모벤즈이미드아마이드하이드로클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <19-a>를 얻었다. (수율 42%)
합성예 19-2. <화학식 89>의 합성
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <18-a>를 사용하고, <1-b> 대신 <19-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 89>를 얻었다. (수율 55%)
MS (MALDI-TOF): m/z 653.25 [M]+
합성예 20. <화학식 35>의 합성
합성예 20-1. <20-a>의 합성
<20-a>
둥근 바닥 플라스크에 질소 상태에서 <14-f> 20 g (54.6 mmol), 비스(피나콜라토)디보란 18 g (71 mmol), 1,1'-비스(디페닐포스피노페로센)팔라듐 디클로라이드 2 g (2.7 mmol), 아세트산칼륨 15.6 g (163 mmol)과 톨루엔 200 ml를 넣고 환류시켰다. 반응 종료 후 유기층을 감압 농축한 후, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <20-a> 14 g을 얻었다. (수율 75%)
합성예 20-2. <20-b>의 합성
<20-b>
합성예 1-3에서 사용한 2-브로모-6-아이오도벤즈알데하이드 대신 1-브로모-2-니트로벤젠을 사용하고, 벤조티오펜-2-보론산 대신 <20-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <20-b>를 얻었다. (수율 73%)
합성예 20-3. <20-c>의 합성
<20-c>
합성예 10-6에서 사용한 중간체 10-e 대신 <20-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <20-c>를 얻었다. (수율 38%)
합성예 20-4. <화학식 35>의 합성
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <20-c>를 사용하고, <1-b> 대신 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 35>를 얻었다. (수율 63%)
MS (MALDI-TOF): m/z 653.25 [M]+
합성예 21. <화학식 36>의 합성
합성예 21-1. <화학식 36>의 합성
<화학식 36>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <20-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 36>을 얻었다. (수율 61%)
MS (MALDI-TOF): m/z 551.16 [M]+
합성예 22. <화학식 127>의 합성
합성예 22-1. <22-a>의 합성
<22-a>
2-니트로페닐보론산피나콜에스터 30 g (120 mmol), 1,5-나프탈렌비스(트리플루오로메탄설포네이트) 76.6 g (181 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 5.6 g (5 mmol), 탄산칼륨 49.9 g (361 mmol), 테트라하이드로퓨란 300 mL, 증류수 60 mL를 투입하고 교반하였다. 온도를 40 ℃로 맞춘 후 약 8시간 교반하였다. 반응이 종료되면 추출하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <22-a> 27.7 g을 얻었다. (수율 58%)
합성예 22-2. <22-b>의 합성
<22-b>
<22-a> 11.1 g (28 mmol), 2-브로모아닐린 5.3 g (31 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 0.5 g (1 mmol), 2,2'-비스(디페닐포스피노)-1,1'-바이나프틸 0.3 g (1 mmol), 소듐터셔리부톡사이드 5.4 g (56 mmol)와 톨루엔 115 mL를 투입한 후 환류교반하였다. 반응종료 후 감압농축하고, 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <22-b> 5.1 g를 얻었다. (수율 43%)
합성예 22-3. <22-c>의 합성
<22-c>
<22-b> 5.1 g (12 mmol), 트리사이클로헥실포스포늄 테트라플루오로보레이트 0.1 g (0.24 mmol), 팔라듐(II)아세테이트 0.028 g (0.12 mmol), 탄산칼륨 3.4 g (25 mmol), N,N'-디메틸아세트아마이드 67 mL를 넣고 환류교반하였다. 반응종료 후 실온으로 냉각하였다. 플라스크에 물을 넣고 여과하여 <22-c> 2.5 g를 얻었다. (수율 61%)
합성예 22-4. <22-d>의 합성
<22-d>
<22-c> 64 g (0.189 mol), 아이오도벤젠 42.5 g (0.208 mol), 구리분말 19.4 g (0.378 mol), 18-크라운-6 15 g (0.057 mol), 탄산칼륨 104.5 g (0.756 mol)을 순서대로 넣고, 1,2-디클로로벤젠 480 mL를 가한 후 180 ℃에서 이틀동안 환류교반시켰다. 반응이 종료되면, 추출한 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <22-d> 25 g을얻었다. (수율 32%)
합성예 22-5. <22-e>의 합성
<22-e>
<22-d> 16.6 g (40 mmol), 트리페닐포스핀 31.6 g (120 mmol), 1,2-디클로로벤젠 200 mL을 넣고 환류교반하였다. 반응종료 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하고, 메탄올로 재결정하여 <22-e> 6.9 g를 얻었다. (수율 45%)
합성예 22-6. <화학식 127>의 합성
<화학식 127>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <22-e>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 127>을 얻었다. (수율 60%)
MS (MALDI-TOF): m/z 626.21 [M]+
합성예 23. <화학식 132>의 합성
합성예 23-1. <23-a>의 합성
<23-a>
1,5-디브로모나프탈렌 30 g (0.105 mol), 1,5-나프탈렌비스(트리플루오로메탄설포네이트) 55.7 g (0.21 mol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 5.6 g (5 mmol), 탄산칼륨 49.9 g (361 mmol), 테트라하이드로퓨란 300 mL, 증류수 60 mL를 투입하고 교반하였다. 온도를 40 ℃로 맞춘 후 약 8시간 교반하였다. 반응이 종료되면 추출하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 <23-a> 23.3 g을 얻었다. (수율 60%)
합성예 23-2. <23-b>의 합성
<23-b>
합성예 22-5에서 사용한 <22-d> 대신 <23-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <23-b>를 얻었다. (수율 47%)
합성예 23-3. <23-c>의 합성
<23-c>
합성예 22-4에서 사용한 <22-c> 대신 <23-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <23-c>를 얻었다. (수율 37%)
합성예 23-4. <화학식 132>의 합성
<화학식 132>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <23-c>를 사용하고, <1-b> 대신 <3-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 132>를 얻었다. (수율 60%)
MS (MALDI-TOF): m/z 642.19 [M]+
합성예 24. <화학식 139>의 합성
합성예 24-1. <24-a>의 합성
<24-a>
합성예 23-1에서 사용한 1,5-디브로모나프탈렌 대신 2,6-디브로모나프탈렌을 사용하여 합성예 23-1 내지 23-3과 동일한 방법으로 합성하여 <24-a>를 얻었다. (수율 40%)
합성예 23-4. <화학식 139>의 합성
<화학식 139>
합성예 1-9에서 사용한 <1-h> 대신 <24-a>를 사용하고, <1-b> 대신 <2-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <화학식 139>를 얻었다. (수율 59%)
MS (MALDI-TOF): m/z 626.21 [M]+
실시예 1 내지 13
유기발광 소자의 제조 (적색 인광호스트 용도)
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 상기 ITO위에 DNTPD(700Å), NPD(300Å), 본 발명에 의해 제조된 화합물 + RD-1(5%)(300Å), Alq3(350 Å), Liq(5 Å), Al(1,000Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다.
상기 DNTPD, NPD, RD-1, Alq3, Liq의 구조는 다음과 같다.
<DNTPD> < NPD> <RD-1>
비교예 1 및 2
비교예 1 및 2를 위한 유기발광다이오드 소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발명에 의해 제조된 화합물 대신 BAlq 또는 하기 [구조식 11]을 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였으며, 상기 BAlq 및 [구조식 11]의 구조는 아래와 같다.
BAlq [구조식 11]
상기 실시예 1 내지 13, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 유기발광소자에 대하여, 전압, 전류밀도, 휘도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 상기 표 1에서의 T95은 휘도가 초기휘도(3000 cd/m2)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
| 구분 | 호스트 | V | Cd/A | CIEx | CIEy | T95(Hr) |
| 실시예1 | 화학식 14 | 4.2 | 22.1 | 0.665 | 0.335 | 160 |
| 실시예2 | 화학식 18 | 4.5 | 21.1 | 0.665 | 0.335 | 165 |
| 실시예3 | 화학식 21 | 4.5 | 20.8 | 0.666 | 0.333 | 170 |
| 실시예4 | 화학식 27 | 4.1 | 23.8 | 0.666 | 0.334 | 185 |
| 실시예5 | 화학식 35 | 4.3 | 23.1 | 0.665 | 0.334 | 195 |
| 실시예6 | 화학식 39 | 4.5 | 20.3 | 0.665 | 0.334 | 180 |
| 실시예7 | 화학식 59 | 4.4 | 20.8 | 0.665 | 0.335 | 170 |
| 실시예8 | 화학식 75 | 4.1 | 23.1 | 0.664 | 0.335 | 165 |
| 실시예9 | 화학식 80 | 4.1 | 22.6 | 0.665 | 0.334 | 155 |
| 실시예10 | 화학식 88 | 4.0 | 21.4 | 0.666 | 0.333 | 175 |
| 실시예11 | 화학식 101 | 4.3 | 21.1 | 0.664 | 0.335 | 160 |
| 실시예12 | 화학식 127 | 4.3 | 21.2 | 0.665 | 0.334 | 160 |
| 실시예13 | 화학식 139 | 4.3 | 20.8 | 0.664 | 0.335 | 166 |
| 비교예1 | BAlq | 6.2 | 14.7 | 0.665 | 0.334 | 40 |
| 비교예2 | 구조식 1 | 4.5 | 18.7 | 0.664 | 0.335 | 130 |
실시예 14 내지 24
유기발광 소자의 제조 (녹색 인광호스트 용도)
실시예 14 내지 24를 위한 유기발광다이오드 소자는 상기 실시예 1 내지 13의 소자구조에서 RD-1 대신 GD-1을 사용한 점을 제외하고는 동일하게 제작하였으며, GD-1의 구조는 아래와 같다.
<GD-1>
비교예 3 및 4
비교예 3 및 4를 위한 유기발광다이오드 소자는 상기 비교예 1 의 소자구조에서 BAlq대신 하기 CBP를 사용하고, 인광도판트로서 RD-1 대신 상기 GD-1을 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였으며, CBP의 구조는 아래와 같다.
<CBP>
| 구분 | 호스트 | V | Cd/m2 | CIEx | CIEy | T95(Hr) |
| 실시예14 | 화학식 16 | 4.0 | 75.1 | 0.315 | 0.620 | 30 |
| 실시예15 | 화학식 22 | 4.3 | 72.4 | 0.311 | 0.619 | 25 |
| 실시예16 | 화학식 28 | 4.4 | 73.6 | 0.303 | 0.627 | 27 |
| 실시예17 | 화학식 36 | 3.7 | 72.5 | 0.309 | 0.640 | 28 |
| 실시예18 | 화학식 42 | 3.9 | 71.1 | 0.317 | 0.621 | 31 |
| 실시예19 | 화학식 61 | 3.7 | 72.6 | 0.310 | 0.639 | 32 |
| 실시예20 | 화학식 76 | 4.3 | 71.8 | 0.310 | 0.625 | 29 |
| 실시예21 | 화학식 82 | 4.3 | 74.7 | 0.331 | 0.628 | 30 |
| 실시예22 | 화학식 89 | 4.1 | 73.2 | 0.314 | 0.621 | 25 |
| 실시예23 | 화학식 102 | 3.6 | 71.5 | 0.310 | 0.625 | 28 |
| 실시예24 | 화학식 132 | 4.0 | 70.8 | 0.310 | 0.638 | 28 |
| 비교예3 | CBP | 7.9 | 22.3 | 0.297 | 0.624 | 10 |
| 비교예4 | 구조식 1 | 5.1 | 41.3 | 0.297 | 0.624 | 16 |
상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의하여 확보된 헤테로고리 화합물은 인광호스트로서 사용되는 경우에 비교예 1 내지 4 보다 높은 효율, 낮은 구동전압 및 장수명을 가짐을 확인할 수 있다.
Claims (15)
- 하기 [화학식 A] 또는 [화학식 B] 로 표시되는 헤테로고리 화합물.
[화학식 A]
[화학식 B]
상기 화학식 A 및 화학식 B에서,
A1 내지 A4는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 CR 또는 N이고,
상기 A1 내지 A4가 복수의 CR을 포함하는 경우에 각각의 CR은 동일하거나 상이하며, 각각의 CR이 서로 인접하는 경우에 각각의 치환기 R은 서로 연결되어 지환족, 또는 방향족의 단일환 또는 다환 고리를 형성할 수 있으며,
W는 S, O, NR1, CR2R3, SiR4R5, GeR6R7, Se, Te 및 BR8로 이루어지는 군으로부터 선택되며,
상기 R, R', R", R1 내지 R8은 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 2 내지 30의 헤테로시클로알킬기, 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 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 실릴기, 시아노기, 할로겐기 중에서 선택되며,
상기 R2와 R3, R4와 R5, R6와 R7는 각각 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,
연결기 L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 헤테로아릴렌기 중에서 선택되고,
상기 R'; R"; 및, A1 내지 A4 중 하나이상이 CR인 경우에 하나이상의 치환기 R; 중의 하나는 연결기 L과 결합하는 단일결합이며;
n 은 0 내지 2의 정수이고,
Z는 아래 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3] 중에서 선택되는 어느 하나이다.
[구조식 A-1]
[구조식 A-2]
[구조식 A-3]
상기 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3]에서,
X, Y는 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 N-**, CR31R32, NR33, O, S 중에서 선택되는 어느 하나이되, 상기 X, Y 중에서 어느 하나는 N-**이고, 나머지 하나는 CR31R32, NR33, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 N-**에서 **는 상기 연결기 L과 결합되는 결합사이트이며,
상기 R11 내지 R24, R31 내지 R33은 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 내지 30의 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 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 실릴기, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 중에서 선택되며,
상기 구조식 A-1 에서의 R17 내지 R20 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이고,
상기 구조식 A-2의 R16 내지 R19 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이며,
상기 구조식 A-3의 R15 내지 R18 중 서로 인접한 두 개의 치환기는 상기 Q의 *와 연결되는 단일결합이고,
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 6 내지 24의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다. - 제 1 항에 있어서,
상기 화학식 A 및 화학식 B에서, 치환기 R"이 L과 연결되는 단일결합인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물. - 제 1 항에 있어서,
상기 연결기 L은 단일결합이거나, 아래 구조식 1 내지 구조식 9 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물.
[구조식 1] [구조식 2] [구조식 3] [구조식 4]
[구조식 5] [구조식 6] [구조식 7]
[구조식 8] [구조식 9]
상기 구조식1 내지 구조식 9에서 방향족 고리의 탄소자리는 수소 또는 중수소가 결합된다. - 제 1 항에 있어서,
[화학식 A] 또는 [화학식 B] 의 치환기 R, R', R", R1 내지 R8은 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기;중에서 선택되는 하나이며,
상기 n은 각각 0 또는 1인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물 - 제1항에 있어서,
치환기 R31 및 R32는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물. - 제1항에 있어서,
상기 치환기 R33은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 O, S, N 중에서 선택되는 헤테로원자를 포함하는 헤테로아릴기; 또는, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기;인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물. - 제 1 항에 있어서,
상기 [화학식 A] 및 [화학식 B] 에서의 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3] 내 치환기 R11 내지 R24는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기;중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물. - 제 1 항에 있어서,
상기 [구조식 A-1] 내지 [구조식 A-3]에서,
상기 X, Y 중에서 어느 하나는 N-**이고, 나머지 하나는 CR31R32, O 및 S 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물. - 제 1 항에 있어서,
하기 [화학식 1] 내지 [화학식 144]에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 헤테로고리 화합물.
[화학식 1]
[화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7]
[화학식 8] [화학식 9] [화학식 10]
[화학식 11] [화학식 12] [화학식 13]
[화학식 14] [화학식 15] [화학식 16]
[화학식 17] [화학식 18] [화학식 19]
[화학식 20] [화학식 21] [화학식 22]
[화학식 23] [화학식 24] [화학식 25]
[화학식 26] [화학식 27] [화학식 28]
[화학식 29] [화학식 30] [화학식 31]
[화학식 32] [화학식 33] [화학식 34]
[화학식 35] [화학식 36] [화학식 37]
[화학식 38] [화학식 39] [화학식 40]
[화학식 41] [화학식 42] [화학식 43]
[화학식 44] [화학식 45] [화학식 46]
[화학식 47] [화학식 48] [화학식 49]
[화학식 50] [화학식 51] [화학식 52]
[화학식 53] [화학식 54] [화학식 55]
[화학식 56] [화학식 57] [화학식 58]
[화학식 59] [화학식 60] [화학식 61]
[화학식 62] [화학식 63] [화학식 64]
[화학식 65] [화학식 66] [화학식 67]
[화학식 68] [화학식 69] [화학식 70]
[화학식 71] [화학식 72] [화학식 73]
[화학식 74] [화학식 75] [화학식 76]
[화학식 77] [화학식 78] [화학식 79]
[화학식 80] [화학식 81] [화학식 82]
[화학식 83] [화학식 84] [화학식 85]
[화학식 86] [화학식 87] [화학식 88]
[화학식 89] [화학식 90] [화학식 91]
[화학식 92] [화학식 93] [화학식 94]
[화학식 95] [화학식 96] [화학식 97]
[화학식 98] [화학식 99] [화학식 100]
[화학식 101] [화학식 102] [화학식 103]
[화학식 104] [화학식 105] [화학식 106]
[화학식107] [화학식 108] [화학식 109]
[화학식 110] [화학식111] [화학식 112]
[화학식 113] [화학식 114] [화학식115]
[화학식 116] [화학식 117] [화학식 118]
[화학식119] [화학식 120] [화학식 121]
[화학식 122] [화학식123] [화학식 124]
[화학식 125] [화학식126] [화학식 127]
[화학식 128] [화학식129] [화학식 130]
[화학식 131] [화학식132] [화학식 133]
[화학식 134] [화학식135] [화학식 136]
[화학식 137] [화학식138] [화학식 139]
[화학식 140] [화학식141] [화학식 142]
[화학식 143] [화학식144] - 제1전극;
상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제9항 중에서 선택되는 어느 한 항의 헤테로고리 화합물을 1종이상 포함하는 유기발광소자. - 제10항에 있어서,
상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 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. - 제10항에 있어서,
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층이 발광층을 포함하며,
상기 발광층은 호스트와 도판트로 이루어지고, 상기 헤테로고리 화합물이 호스트로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자. - 제11항에 있어서,
상기 유기층은 정공저지층 또는 전자저지층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자. - 제11항에 있어서,
상기 각각의 층중에서 선택된 하나 이상의 층은 증착공정 또는 용액공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자. - 제10항에 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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2016
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