KR20200005272A - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규한 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광능이 우수한 신규 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 긴 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 {ORGANIC COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나소스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층 구조의 유기 전계 발광 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 전계 발광 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료는 이론적으로 형광 재료에 비해 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층 재료로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광층 재료로는 안트라센 유도체들이 보고되고 있다. 특히, 발광 재료 중 효율 향상 측면에서 장점을 가지고 있는 인광 재료들은 청색(blue), 녹색(green), 적색(red) 도판트 재료로서 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등의 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 사용되고 있다. 현재까지는 4,4-디카바졸릴비페닐(4,4-dicarbazolylbiphenyl, CBP)이 인광 호스트 재료로서 우수한 특성을 나타내고 있다.
그러나, 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 떨어지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하는 실정이다. 따라서, 보다 성능이 뛰어난 재료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 높은 유리 전이온도로 인해 열적 안전성이 우수하면서, 정공과 전자의 결합력을 향상시킬 수 있는 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내며 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일례는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X5는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이고, 다만 X1 내지 X5 중 하나는 N이고,
복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
Ar1 내지 Ar2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 축합 고리를 형성할 수 있으며,
A는 하기 화학식 2로 표시되는 치환체이고,
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
Y는 O, S 또는 CR3R4이고,
n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이고,
R1 내지 R4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 축합 고리를 형성할 수 있으며,
다만 R1 내지 R4 중 어느 하나는 단일결합이고, 이는 화학식 1에 결합되며,
상기 Ar1, Ar2 및 R1 내지 R4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
또한, 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물 층에서 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자수송 보조층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 전자 수송층, 전자수송 보조층 및/또는 발광층인 것이 바람직하다. 이때 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송층 재료, 전자 수송 보조층 재료 및/또는 발광층 재료이다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기물층 재료로 사용할 경우, 우수한 발광 성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상된 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 이러한 유기 전계 발광 소자는 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 유기 화합물
본 발명에 따른 신규 유기 화합물은 디벤조퓨란(dibenzofuran), 디벤조싸이오펜(dibenzothiophene) 또는 플루오렌(fluorene) 모이어티와 EWG(electron-withdrawing group)인 트리아진 사이에 2가의 피리딘기가 링커기로 연결되어 있는 구조를 기본 골격으로 가지는 화합물로, 상기 화학식 1로 표시된다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 디벤조퓨란, 디벤조싸이오펜 또는 플루오렌 모이어티가 피리딘 모이어티를 통해 트리아진 모이어티에 도입되어 있다. 여기서, 디벤조퓨란, 디벤조싸이오펜 또는 플루오렌 모이어티가 피리딘 모이어티의 질소에 바로 인접한 위치, 즉 오르소(ortho) 위치에 결합될 경우, 피리딘기의 질소와 디벤조퓨란, 디벤조싸이오펜 또는 플루오렌 모이어티 사이, 및 트리아진의 질소와 디벤조퓨란, 디벤조싸이오펜 또는 플루오렌 모이어티 사이에서 수소 결합이 이뤄지게 된다. 이러한 수소 결합은 분자 간 인력을 더 강하게 하여 분자의 열적 안정성을 상승시키게 된다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공 이동도가 높은 디벤조퓨란, 디벤조싸이오펜 또는 플루오렌이 2가의 피리딘기를 통해 전자 끄는(electron withdrawing) 특성을 갖는 트리아진과 하나의 골격으로 연결되어 있기 때문에, 분자 간 패킹이 더 잘 이루어져 전자 수송성이 우수할 뿐만 아니라, 삼중항 에너지가 높고, 또 유리전이온도가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이로 인해, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송 능력 및 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송 보조층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층, 전자 수송층 및 전자 수송층에 추가로 적층되는 전자수송 보조층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 높은 삼중항 에너지를 가지므로 TTF(triplet-triplet fusion) 효과로 인해 전자수송 보조층의 재료로 사용되어 우수한 효율 상승을 나타낼 수 있다. 또한, 발광층에서 생성된 엑시톤이 발광층에 인접하는 전자수송층 또는 정공수송층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율이 개선될 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성이 향상되어 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다. 이러한 화학식 1로 표시되는 화합물이 적용된 유기 전계 발광 소자는 저전압 구동이 가능하여 이로 인한 수명이 개선되는 물리적 특징들을 나타낸다.
따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자에 사용할 경우, 우수한 열적 안정성 및 캐리어 수송능(특히, 전자 수송능) 및 발광능을 기대할 수 있을 뿐만 아니라 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송에 매우 유리할 뿐만 아니라 장수명 특성을 보여준다. 이러한 화합물의 우수한 전자수송 능력은 유기 전계 발광 소자에서 높은 효율과 빠른 이동성(mobility)을 가질 수 있고, 치환기의 방향이나 위치에 따라 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 용이하게 조절할 수 있다. 그러므로, 이러한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자에서 높은 전자 수송성을 나타낼 수 있다.
이러한 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 X1 내지 X5는 CR 또는 N이다. 다만, X1 내지 X5 중 하나는 N 이다.
복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 축합 고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 2에서, Y는 O, S 또는 CR3R4이고, 상기 n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이며, 상기 R1 내지 R4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 축합 고리를 형성할 수 있다.
다만, 화학식 2의 R1 내지 R4 중 어느 하나는 단일결합(직접결합)이고, 이는 화학식 1에 결합되는 부위이다. 즉, 화학식 2의 R1 내지 R4 중 어느 하나와 결합된 탄소가 화학식 1의 복수 R 중 어느 하나와 결합된 탄소와 연결되고, 이때 화학식 2의 탄소에는 치환기가 존재하지 않는다.
일례에 따르면, 화학식 2에서 Y가 O 또는 S인 경우, 1개 이상의 R1 및 1개 이상의 R2 중 어느 하나가 단일결합이고, 이는 화학식 1에 결합되는 부위이다. 예컨대, 상기 화학식 2로 표시되는 A는 하기 화학식 2a로 표시되는 치환체이다.
[화학식 2a]
Figure pat00003
화학식 2a에서,
Y는 O 또는 S이고,
R1, R2 및 m은 각각 화학식 2에서 정의된 바와 같고, n은 0 내지 3의 정수이다.
다른 일례에 따르면, 화학식 2에서 Y가 CR3R4인 경우, 1개 이상의 R1, 1개 이상의 R2, R3 및 R4 중 어느 하나가 단일결합이고, 이는 화학식 1에 결합된다. 예컨대, 상기 화학식 2로 표시되는 A는 하기 화학식 2b 또는 화학식 2c로 표시되는 치환체이다.
[화학식 2b]
Figure pat00004
화학식 2b에서,
R1, R2, R4, n 및 m은 각각 화학식 2에서 정의된 바와 같다.
[화학식 2c]
Figure pat00005
화학식 2c에서,
R1, R2, R3, R4 및 m은 각각 화학식 2에서 정의된 바와 같고, 다만 n은 0 내지 3의 정수이다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
Figure pat00006
상기 화학식 3에서,
X1 내지 X5, Ar1, Ar2, Y, R1 및 R2는 각각 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이고, 다만 0≤n+m≤7이다.
이러한 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물에서, Y가 O일 경우에는 디벤조퓨란 모이어티가 2가의 피리딘기를 통해 트리아진 모이어티에 결합된 구조를 가질 수 있고, Y가 S인 경우에는 디벤조싸이오펜 모이어티가 2가의 피리딘기를 통해 트리아진 모이어티에 결합된 구조를 가질 수 있으며, Y가 CR3R4인 경우에는 플루오렌 모이어티가 2가의 피리딘기를 통해 트리아진 모이어티에 결합된 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4 내지 화학식 6 중 어느 하나로 구체화될 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
상기 화학식 4 내지 6에서,
X1 내지 X5, Ar1, Ar2, R3 및 R4는 각각 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 상기 X1 내지 X5 중 하나만 N이고 나머지가 CR인 2가의 피리딘기를 연결기로 포함하며, 연결기인 피리딘기의 질소(N)에 바로 인접한 위치, 즉 오르소 위치에 상기 A가 결합된 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 화학식 10 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
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상기 화학식 7 내지 10에서,
Ar1, Ar2 및 A는 각각 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 구성된 군에서 선택될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식 S1 내지 S8로 이루어진 군에서 선택되는 치환체일 수 있다.
Figure pat00014
상기 구조식에서, *는 화학식 1에 결합되는 부위를 의미한다.
이상에서 설명한 본 발명의 일례에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 예시된 화합물 1 내지 171 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00015
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본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 알킬의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, 이소아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 알케닐의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 알키닐의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40개의 알킬을 의미한다. 이러한 알킬옥시는 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "알킬보론"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 보론이고, "아릴보론"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 보론을 의미한다.
본 발명에서 "아릴포스핀"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 포스핀을 의미하고, "아릴포스핀옥사이드기"는 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 포스핀이 O를 포함하는 것을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
이와 같은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 실시예의 합성과정을 참고하여 다양하게 합성할 수 있다.
2. 유기 전계 발광 소자
본 발명은 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
일례에 따르면, 상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층 및/또는 전자 수송층일 수 있으며, 보다 바람직하게는 전자 수송층일 수 있다. 아울러, 전자 수송층과 발광층 사이에, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 구성되는 전자 수송 보조층을 포함하는 것도 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 전극간에 유기물층이 1층 또는 2층 이상 적층된 구조일 수 있다. 이의 비제한적인 예를 들면 (i) 양극, 발광층, 음극; (ⅱ) 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 음극; (ⅲ) 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 음극; 또는 (ⅳ) 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송 보조층, 전자수송층, 전자주입층, 음극 등의 구조를 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 전술한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 유기물층 중 적어도 1층 이상을 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 유기물층 및 전극을 형성함으로써 제조될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열전사법 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판은 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 있다.
또, 양극 물질의 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리싸이오펜, 폴리(3-메틸싸이오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)싸이오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질의 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질이 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] Core-1의 합성
<단계 1> (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-1-yl)pyridine의 합성
Figure pat00057
2,3-Dichloropyridine (14.8 g, 100 mmol)와 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid (21 g, 100 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (4.6 g, 4 mmol), NaOH (12 g, 300 mmol)를 500 ml THF와 200 ml H2O에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-1-yl)pyridine (25 g, 수율 89 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.19 (t, 1H), 7.32 (t, 1H), 7.38 (t, 1H), 7.47 (t, 1H), 7.58 (d, 1H), 7.66 (d, 1H), 7.68 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.59 (t, 1H)
<단계 2> Core-1의 합성
Figure pat00058
(3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-1-yl)pyridine (25 g, 89 mmol) 및 Pd(dppf)Cl2 (2.6 g, 4 mmol), Pinacol diboron (27 g, 107 mmol), KOAc (26 g, 267 mmol)를 200 ml DMF 에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 H2O를 첨가하였고, Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 Core-1 (29 g, 수율 88 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.00 (t, 1H), 7.32 (t, 1H), 7.38 (d, 2H), 7.47 (t, 1H), 7.66 (d, 1H), 7.68 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.50 (d, 1H)
[준비예 2] Core-2의 합성
<단계 1> (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)pyridine의 합성
Figure pat00059
2,3-Dichloropyridine (14.8 g, 100 mmol)와 dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid (21 g, 100 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (4.6 g, 4 mmol), NaOH (12 g, 300 mmol)를 500 ml THF와 200 ml H2O에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)pyridine (24 g, 수율 86 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.19 (t, 1H), 7.32 (t, 1H), 7.38 (t, 1H), 7.58 (d, 1H), 7.66 (d, 1H), 7.68 (d, 1H), 7.75 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 8.22 (s, 1H), 8.59 (t, 1H)
<단계 2> Core-2의 합성
Figure pat00060
(3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)pyridine (24 g, 86 mmol) 및 Pd(dppf)Cl2 (2.5 g, 3 mmol), Pinacol diboron (26 g, 103 mmol), KOAc (25 g, 257 mmol)를 200 ml DMF 에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 H2O를 첨가하였고, Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 Core-2 (24 g, 수율 75 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.00 (t, 1H), 7.32 (t, 1H), 7.38 (d, 2H), 7.66 (d, 1H), 7.75 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 8.22 (s, 1H), 8.32 (d, 1H), 8.50 (d, 1H)
[준비예 3] Core-3의 합성
<단계 1> (3-chloro-2-(dibenzo[b,d] furan-3-yl)pyridine의 합성
Figure pat00061
2,3-Dichloropyridine (14.8 g, 100 mmol)와 dibenzo[b,d]furan-3-ylboronic acid (21 g, 100 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (4.6 g, 4 mmol), NaOH (12 g, 300 mmol)를 500 ml THF와 200 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)pyridine (25 g, 수율 89 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.19 (t, 1H), 7.32 (t, 1H), 7.38 (t, 1H), 7.58 (d, 1H), 7.66 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.15 (s, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.59 (t, 1H)
<단계 2> Core-3의 합성
Figure pat00062
(3-chloro-2-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)pyridine (25 g, 89 mmol) 및 Pd(dppf)Cl2 (2.6 g, 4 mmol), Pinacol diboron (27 g, 107 mmol), KOAc (26 g, 267 mmol)를 200 ml DMF 에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 H2O를 첨가하였고, Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 Core-3 (29 g, 수율 88 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.00 (t, 1H), 7.32 (t, 1H), 7.38 (d, 2H), 7.66 (d, 1H), 7.89 (d, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.15 (s, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.50 (d, 1H)
[준비예 4] Core-4의 합성
<단계 1> (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]thiophen-1-yl)pyridine의 합성
Figure pat00063
2,3-Dichloropyridine (14.8 g, 100 mmol)와 dibenzo[b,d]thiophen-1-ylboronic acid (24 g, 100 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (4.6 g, 4 mmol), NaOH (12 g, 300 mmol)를 500 ml THF와 200 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 (3-chloro-2-(dibenzo[b,d]thiophen-1-yl)pyridine (28 g, 수율 93 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.19 (t, 1H), 7.50 (t, 1H), 7.52 (t, 1H), 7.58 (d, 1H), 7.59 (t, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.00 (d, 1H), 8.33 (d, 1H), 8.45 (d, 1H), 8.59 (d, 1H)
<단계 2> Core-4의 합성
Figure pat00064
(3-chloro-2-(dibenzo[b,d]thiophen-1-yl)pyridine (28 g, 95 mmol) 및 Pd(dppf)Cl2 (2.8 g, 4 mmol), Pinacol diboron (29 g, 114 mmol), KOAc (28 g, 283 mmol)를 200 ml DMF 에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 H2O를 첨가하였고, Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 Core-4 (35 g, 수율 88 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 7.00 (t, 1H), 7.38 (d, 1H), 7.50 (t, 1H), 7.52 (t, 1H), 7.59 (t, 1H), 7.98 (d, 1H), 8.00 (d, 1H), 8.33 (d, 1H), 8.45 (d, 1H), 8.50 (d, 1H)
[준비예 5] Core-5의 합성
<단계 1> 3-chloro-2-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-yl)pyridine의 합성
Figure pat00065
2,3-Dichloropyridine (14.8 g, 100 mmol)와 (9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-yl)boronic acid (24 g, 100 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (4.6 g, 4 mmol), NaOH (12 g, 300 mmol)를 500 ml THF와 200 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 3-chloro-2-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-yl)pyridine (28 g, 수율 90 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.72 (s, 6H), 7.19 (t, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.37 (t, 1H), 7.38 (t, 1H), 7.55 (d, 1H), 7.57 (d, 1H), 7.58 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 8.14 (d, 1H), 8.59 (d, 1H)
<단계 2> Core-5의 합성
Figure pat00066
3-chloro-2-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-yl)pyridine (28 g, 92 mmol) 및 Pd(dppf)Cl2 (2.7 g, 4 mmol), Pinacol diboron (28 g, 110 mmol), KOAc (27 g, 274 mmol)를 200 ml DMF 에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 H2O를 첨가하였고, Ethyl acetate로 추출하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 Core-5 (34 g, 수율 96 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.24 (s, 12H), 1.72 (s, 6H), 7.00 (t, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.37 (t, 1H), 7.38 (t, 2H), 7.55 (d, 1H), 7.57 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 8.14 (d, 1H), 8.50 (d, 1H)
[합성예 1] 화합물 2의 합성
Figure pat00067
Core-1 (5.0 g, 13.5 mmol), 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (4.6 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 2 (5 g, 수율 67 %)를 얻었다.
[LCMS]: 552
[합성예 2] 화합물 5의 합성
Figure pat00068
Core-1 (5.0 g, 13.5 mmol), 2,4-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-1,3,5-triazine (5.7 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 5 (6 g, 수율 71 %)를 얻었다.
[LCMS]: 628
[합성예 3] 화합물 7의 합성
Figure pat00069
Core-1 (5.0 g, 13.5 mmol), 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-1,3,5-triazine (5.9 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 7 (6.5 g, 수율 76 %)를 얻었다.
[LCMS]: 642
[합성예 4] 화합물 8의 합성
Figure pat00070
Core-1 (5.0 g, 13.5 mmol), 2-chloro-4,6-bis(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-1,3,5-triazine (6 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 8 (7 g, 수율 79 %)를 얻었다.
[LCMS]: 656
[합성예 5] 화합물 25의 합성
Figure pat00071
Core-2 (5.0 g, 13.5 mmol 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-1,3,5-triazine (5.9 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 25 (6.5 g, 수율 76 %)를 얻었다.
[LCMS]: 642
[합성예 6] 화합물 41의 합성
Figure pat00072
Core-3 (5.0 g, 13.5 mmol), 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine (4.8 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 41 (5.8 g, 수율 76 %)를 얻었다.
[LCMS]: 566
[합성예 7] 화합물 66의 합성
Figure pat00073
Core-4 (5.2 g, 13.5 mmol), 2,4-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-1,3,5-triazine (5.7 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 66 (7.5 g, 수율 86 %)를 얻었다.
[LCMS]: 644
[합성예 8] 화합물 68의 합성
Figure pat00074
Core-4 (5.2 g, 13.5 mmol), 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-1,3,5-triazine (5.9 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 68 (7.6 g, 수율 85 %)를 얻었다.
[LCMS]: 658
[합성예 9] 화합물 71의 합성
Figure pat00075
Core-4 (5.2 g, 13.5 mmol), 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-(dibenzo[b,d]thiophen-3-yl)-1,3,5-triazine (6.1 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 71 (8.5 g, 수율 93 %)를 얻었다.
[LCMS]: 674
[합성예 10] 화합물 136 의 합성
Figure pat00076
Core-5 (5.4 g, 13.5 mmol), 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (4.6 g, 13.5 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.6 g, 0.5 mmol), NaOH (1.6 g, 40 mmol)를 50 ml THF와 20 ml H2O 에 넣고 75℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체는 필터 후 Toluene으로 녹여 Silica 필터하였다. 그리고 Toluene을 농축시킨 후 Toluene으로 재결정하여 화합물 136 (5.5 g, 수율 71 %)를 얻었다.
[LCMS]: 578
[실시예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예 1에서 합성한 화합물 2를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO(Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30 nm)/화합물 2 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 NPB 및 ADN의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00077
[실시예 2 내지 10] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 합성예 2 내지 10에서 합성한 화합물 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 Alq3를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 Alq3의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00078
[비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 화합물 T-1를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 T-1의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00079
[비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1에서 사용된 화합물 2 대신 화합물 T-2를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 T-2의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00080
[평가예 1]
실시예 1 내지 10, 비교예 1 내지 3에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율, 발광피크를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 전자수송층 재료 구동전압(V) 발광피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 화합물 2 3.9 454 8.0
실시예 2 화합물 5 3.5 456 8.9
실시예 3 화합물 7 3.8 457 8.3
실시예 4 화합물 8 3.7 452 8.6
실시예 5 화합물 25 4.3 455 8.5
실시예 6 화합물 41 3.7 452 8.3
실시예 7 화합물 66 3.8 453 7.7
실시예 8 화합물 68 3.9 454 7.8
실시예 9 화합물 71 4.0 455 7.9
실시예 10 화합물 136 4.2 456 6.0
비교예 1 Alq3 5.4 458 4.8
비교예 2 T-1 5.3 459 4.9
비교예 3 T-2 5.2 458 5.1
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 합성예 1 내지 10에서 합성된 화합물(화합물 2, 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136)을 전자수송층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 10)는 종래의 전자수송층 재료인 Alq3를 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 1)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기 합성예 1 내지 10에서 합성된 화합물(화합물 2, 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136)을 전자수송층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 10)는 연결기로 2가의 피리딘기를 가짐으로써, p,p-비페닐렌 또는 m,p-비페닐렌을 함유하는 화합물을 전자수송층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 2 및 3)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 11] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예 1에서 합성한 화합물 2를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO(Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, DS-205 (㈜두산전자, 80 nm)/NPB (15 nm)/ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm)/화합물 2 (5 nm)/Alq3 (25 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 NPB 및 ADN의 구조는 실시예 1에 기재된 바와 같고, Alq3의 구조는 비교예 1에 기재된 바와 같다.
[실시예 12 내지 20] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 11에서 사용된 화합물 2 대신 합성예 2 내지 10에서 합성한 화합물 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 4] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 11에서 사용된 화합물 2를 사용하지 않고, Alq3를 25 nm로 증착하는 대신 30 nm로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 5] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 11에서 사용된 화합물 2 대신 화합물 T-1를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 T-1의 구조는 비교예 2에 기재된 바와 같다.
[비교예 6] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 11에서 사용된 화합물 2 대신 화합물 T-2를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 T-2의 구조는 비교예 3에 기재된 바와 같다.
[평가예 2]
실시예 11 내지 20, 비교예 4 내지 6에서 제작된 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광피크, 전류효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 전자수송 보조층 재료 구동전압(V) 발광피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 11 화합물 2 4.1 452 8.0
실시예 12 화합물 5 3.7 451 8.4
실시예 13 화합물 7 4.1 452 7.6
실시예 14 화합물 8 3.8 454 8.2
실시예 15 화합물 25 3.7 451 7.3
실시예 16 화합물 41 4.0 452 8.0
실시예 17 화합물 66 4.2 453 7.6
실시예 18 화합물 68 4.1 454 7.5
실시예 19 화합물 71 3.9 455 7.4
실시예 20 화합물 136 4.3 456 6.2
비교예 4 - 5.3 458 5.3
비교예 5 T-1 5.4 457 5.3
비교예 6 T-2 5.2 456 5.3
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 합성예 1 내지 10에서 합성된 화합물(화합물 2, 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136)을 전자수송 보조층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 11 내지 20)는 전자수송 보조층이 없는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 4)에 비해 전류 효율, 발광피크 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기 합성예 1 내지 10에서 합성된 화합물(화합물 2, 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136)을 전자수송 보조층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 11 내지 20)는 연결기로 2가의 피리딘기를 가짐으로써, p,p-비페닐렌 또는 m,p-비페닐렌을 함유하는 화합물을 전자수송 보조층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 5 및 6)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 21] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
상기 합성예 1에서 합성된 화합물 2를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO(Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/90%의 화합물 2 + 10%의 Ir(ppy)3 (300 nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, 및 BCP의 구조는 하기와 같고, Alq3의 구조는 비교예 1에 기재된 바와 같다.
Figure pat00081
Figure pat00082
[실시예 22 내지 30] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 21에서 사용된 화합물 대신 합성예 2 내지 10에서 합성한 화합물 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 7] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 21에서 사용된 화합물 2 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 CBP의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00083
[비교예 8] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 21에서 사용된 화합물 2 대신 화합물 T-1를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 T-1의 구조는 비교예 2에 기재된 바와 같다.
[비교예 9] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 21에서 사용된 화합물 2 대신 화합물 T-2를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 21과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때 사용된 T-2의 구조는 비교예 3에 기재된 바와 같다.
[평가예 3]
실시예 21 내지 30, 비교예 7 내지 9에서 제작된 각각의 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
샘플 호스트 재료 구동전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 21 화합물 2 6.81 518 39.7
실시예 22 화합물 5 6.48 518 44.9
실시예 23 화합물 7 6.66 518 41.3
실시예 24 화합물 8 6.70 517 41.3
실시예 25 화합물 25 6.70 515 43.1
실시예 26 화합물 41 6.51 518 43.5
실시예 27 화합물 66 6.77 518 41.4
실시예 28 화합물 68 6.82 517 41.3
실시예 29 화합물 71 6.66 515 41.3
실시예 30 화합물 136 6.86 516 41.2
비교예 7 CBP 7.59 516 26.8
비교예 8 T-1 7.34 517 28.9
비교예 9 T-2 7.53 517 31.1
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 합성예 1 내지 10에서 합성된 화합물(화합물 2, 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136)을 발광층 재료로 사용한 녹색 유기 전계 발광 소자(실시예 21 내지 30)는 종래 발광층 재료인 CBP를 사용한 녹색 유기 전계 발광 소자(비교예 7)에 비해 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기 합성예 1 내지 10에서 합성된 화합물(화합물 2, 5, 7, 8, 25, 41, 66, 68, 71, 136)을 발광층 재료로 사용한 녹색 유기 전계 발광 소자(실시예 21 내지 30)는 연결기로 2가의 피리딘기를 가짐으로써, p,p-비페닐렌 또는 m,p-비페닐렌을 함유하는 화합물을 전자수송 보조층 재료로 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 8 및 9)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00084

    상기 화학식 1에서,
    X1 내지 X5는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CR이고, 다만 X1 내지 X5 중 하나는 N 이고,
    복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 축합 고리를 형성할 수 있으며,
    A는 하기 화학식 2로 표시되는 치환체이고,
    [화학식 2]
    Figure pat00085

    상기 화학식 2에서,
    Y는 O, S 또는 CR3R4이고,
    n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이고,
    R1 내지 R4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들은 인접한 기와 축합 고리를 형성할 수 있으며,
    다만 R1 내지 R4 중 어느 하나는 단일결합이고, 이는 화학식 1에 결합되며,
    상기 Ar1, Ar2, R1 내지 R4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00086

    상기 화학식 3에서,
    X1 내지 X5, Ar1, Ar2, Y, R1 및 R2는 각각 제1항에서 정의한 바와 같고,
    n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이고, 다만 0≤n+m≤7이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4 내지 화학식 6 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    [화학식 4]
    Figure pat00087

    [화학식 5]
    Figure pat00088

    [화학식 6]
    Figure pat00089

    상기 화학식 4 내지 화학식 6에서,
    X1 내지 X5, Ar1, Ar2, R3 및 R4는 각각 제1항에서 정의한 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 화학식 10 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    [화학식 7]
    Figure pat00090

    [화학식 8]
    Figure pat00091

    [화학식 9]
    Figure pat00092

    [화학식 10]
    Figure pat00093

    상기 화학식 7 내지 화학식 10에서,
    Ar1, Ar2 및 A는 각각 제1항에서 정의한 바와 같다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 구조식 S1 내지 S8로 이루어진 군에서 선택되는 치환체인 화합물:
    Figure pat00094

    상기 구조식에서,
    *는 화학식 1에 결합되는 부위를 의미한다.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 하기 화합물 1 내지 61로부터 선택되는 화합물:
    Figure pat00095

    Figure pat00096

    Figure pat00097

    Figure pat00098

    Figure pat00099

    Figure pat00100

    Figure pat00101

    Figure pat00102

    Figure pat00103

    Figure pat00104

    Figure pat00105

    Figure pat00106

    Figure pat00107

    Figure pat00108

    Figure pat00109
    .
  8. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 하기 화합물 62 내지 122로부터 선택되는 화합물:
    Figure pat00110

    Figure pat00111

    Figure pat00112

    Figure pat00113

    Figure pat00114

    Figure pat00115

    Figure pat00116

    Figure pat00117

    Figure pat00118

    Figure pat00119

    Figure pat00120

    Figure pat00121

    Figure pat00122

    Figure pat00123

    Figure pat00124
    .
  9. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 하기 화합물 123 내지 171로부터 선택되는 화합물:
    Figure pat00125

    Figure pat00126

    Figure pat00127

    Figure pat00128

    Figure pat00129

    Figure pat00130

    Figure pat00131

    Figure pat00132

    Figure pat00133

    Figure pat00134

    Figure pat00135

    Figure pat00136
    .
  10. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송 보조층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 유기 전계 발광 소자.
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