KR20210156913A - 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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배형찬
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Abstract

본 발명은 발광능이 우수한 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 전자수송층 재료 및 전자수송 보조층 재료에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 {ORGANIC LIGHT-EMITTING COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자수송 능력이 우수한 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 Bernanose의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광 (electroluminescent, EL) 소자(이하, 간단히 '유기 EL 소자'로 칭함)에 대한 연구는 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 EL 소자가 제시되었다. 이후 고효율, 고수명의 유기 EL 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물 층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 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.
유기 EL 소자의 발광층 형성재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료로 구분될 수 있다. 그밖에, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 발광재료로 노란색 및 주황색 발광재료도 사용된다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다. 도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이러한 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지의 발광 효율을 향상시킬 수 있어 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대해 관심이 집중되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층. 정공 차단층, 전자 수송층으로는, 하기 화학식으로 표현된 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있고, 발광 재료는 안트라센 유도체들이 형광 도판트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히 발광재료 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료로서는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색, 녹색, 적색 도판트 재료로 사용되고 있다. 현재까지는 CBP가 인광 호스트 재료로 우수한 특성을 나타내고 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 매우 좋지 않아 유기 EL 소자에서의 수명 측면에서 만족할만한 수준이 되지 못하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0033082호 (공개일자 : 2015. 04. 01)
본 발명은 특정 헤테로환 화합물을 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있으며, 상기 특정 헤테로환 화합물을 유기 전계 발광소자의 공통층인 전자수송층(ETL) 재료로 사용하여 저전압, 고효율 및 장수명 특성을 모두 우수한 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내며 수명이 향상되고 전자 주입 및 수송능이 개선된 전자 수송층용 재료, 정공 주입 및 수송능이 개선된 정공수송층 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
n 은 0 내지 3의 정수이며,
상기 A 및 B는 각각 독립적으로 하기 화학식 2 내지 화학식 4 중 어느 하나로 표시되는 치환기이며,
[화학식 2]
Figure pat00004
[화학식 3]
Figure pat00005
[화학식 4]
Figure pat00006
상기 화학식 2 내지 화학식 4에서,
*는 결합이 이루어지는 부분이고,
복수의 X는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C(R) 또는 N이나, B로 표시되는 화학식 2 및 화학식 3에 의한 X는 적어도 둘 이상이 N이며,
R은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이룰 수 있고,
상기 R의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
m 은 0 내지 3의 정수이며,
Ar1이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬이거나, 치환 또는 비치환된 알케닐기이거나, 치환 또는 비치환된 알키닐기이거나, 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, 인접한 X와 축합 고리를 형성할 수 있으며,
Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
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 화합물은 발광 효율, 구동 전압, 수명 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있으며, 본 발명의 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광 효율, 구동 전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 유기화합물
본 발명은 발광 효율, 구동 전압, 수명 등이 우수한 신규 크리센계 화합물을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 신규 유기 화합물은 크리센계(Chrysene)를 코어(core)로 채택하고, 상기 코어 구조에 전자 수송능이 뛰어난 전자끄는기(electron withdrawing group: EWG)가 결합되어 기본 골격을 이룬다.
이러한 구조의 화학식 1로 표시되는 화합물은, 크리센에 알킬과 아릴이 축합된 형태의 결합을 통한 치환기를 형성함에 따라, 기존에 알려진 6원의 헤테로환 구조에 비해 전기화학적으로 안정하고, 전자 이동성이 우수할 뿐만 아니라 높은 유리 전이온도 및 열적 안정이 우수하다. 또한, 전자이동속도를 향상시키기 위하여 평면적인 구조(Flat form)을 가지며 짧은 콘쥬게이션 길이(Conjugation length)에 따라 높은 삼중항 에너지(Triplet energy)를 가져 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 인접하는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로 확산(이동)되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 본 발명의 화학식 1의 화합물을 유기 전계 발광 소자에 사용할 경우, 우수한 열적 안정성 및 캐리어 수송능(특히, 전자 수송능 및 발광능)을 기대할 수 있을 뿐만 아니라 소자의 구동전압, 효율, 수명 등이 향상될 수 있고, 높은 삼중항 에너지에 의해 최신 ETL 재료로서 TTF(triplet-triplet fusion) 효과로 인한 우수한 효율 상승을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물들은 치환기의 방향이나 위치에 따라 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 조절이 용이하여, 이러한 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자에서 높은 전자 수송성을 보일 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 융합된 크리센 코어에, 정공(hole)과 전자(electron)에 대한 양쪽성의 물리화학적 성질을 가진 디벤조계 모이어티[예, dibenzofuran (DBF) 또는 dibenzothiophene (DBT)]를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 이러한 디벤조계 모이어티와 강력한 electron-withdrawing group(EWG)인 질소 함유 방향족환(예, pyridine, pyrazine, triazine)과의 조합을 통해 우수한 발광효율 특성을 가진 그린 인광재료로서 적용할 수 있다. 또한, 저전압 구동이 가능하여 수명 상승 효과를 나타낼 수 있으며, 열적 안정성, 높은 유리전이온도 특성 및 균일한 모폴로지(morphology)를 가져 소자 특성이 우수하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 발광층 재료(청색, 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트 재료), 전자 수송층/주입층 재료, 전자수송보조층 재료, 정공 수송층/주입층 재료, 발광 보조층 재료, 수명 개선층 재료로 적용할 경우, 유기 전계 발광 소자의 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 결과적으로 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
이러한 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 n 은 0 내지 3의 정수이다.
상기 화학식 2 내지 화학식 4에서, *는 결합이 이루어지는 부분이고, 복수의 X는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C(R) 또는 N이나, B로 표시되는 화학식 2 및 화학식 3에 의한 X는 적어도 둘 이상이 N이며, R은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이룰 수 있고,
상기 R의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, m 은 0 내지 3의 정수이며, Ar1이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬이거나, 치환 또는 비치환된 알케닐기이거나, 치환 또는 비치환된 알키닐기이거나, 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, 인접한 X와 축합 고리를 형성할 수 있으며, Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 화학식5 내지 화학식 10 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00007
[화학식 6]
Figure pat00008
[화학식 7]
Figure pat00009
[화학식 8]
Figure pat00010
[화학식 9]
Figure pat00011
[화학식10]
Figure pat00012
상기 화학식 5 내지 화학식 10에서, *는 결합이 이루어지는 부분이고, Y는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, Z는 S 또는 O이고,
X 및 Ar1은 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
또한, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 화학식 11로 표시될 수 있다.
[화학식 11]
Figure pat00013
상기 화학식 11에서, *는 결합이 이루어지는 부분이고, X는 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
또한, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 화학식 12 또는 화학식 13으로 표시될 수 있다.
[화학식 12]
Figure pat00014
[화학식 13]
Figure pat00015
상기 화학식 12 또는 화학식 13에서, *는 결합이 이루어지는 부분이고, X는 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
구체적으로, 상기 화학식 5는 하기 화학식 14 또는 화학식 15로 구체화될 수 있다.
[화학식 14]
Figure pat00016
[화학식 15]
Figure pat00017
상기 화학식 14 또는 화학식 15에서, *는 결합이 이루어지는 부분이고, Ar1은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
구체적으로, 상기 화학식 6는 하기 화학식 16로 구체화될 수 있다.
[화학식 16]
Figure pat00018
상기 화학식 16에서, *는 결합이 이루어지는 부분이고, Ar1은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
구체적으로, 상기 화학식 12는 하기 화학식 17로 구체화될 수 있다.
[화학식 17]
Figure pat00019
상기 화학식 17에서, *는 결합이 이루어지는 부분이다.
상기 L은 단일결합이거나, 하기 L-1 내지 L-3 중에서 선택되는 링커일 수 있다.
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
L-1 내지 L-3에서, *는 결합이 이루어지는 부분이다.
이상에서 설명한 본 발명의 일례에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 예시된 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
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Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 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 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 40의 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 40의 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 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 40의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
2. 전자수송층
본 발명에 따라 화학식 1으로 표시되는 화합물은, 융합된 플루오렌을 코어(core)로 채택하고, 상기 코어 구조의 페닐기에 전자 수송능이 뛰어난 전자끄는기(electron withdrawing group: EWG)가 결합되어 전자를 받는 특성이 강하므로, 상기 화학식 1의 화합물을 전자수송층으로 적용시, 음극으로부터 전자를 잘 수용할 수 있으므로, 발광층으로 전자를 원활히 전달할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 전자수송층용 화합물로 사용될 수 있다.
전자수송층(ETL)은 음극에서 전자를 받아 발광층으로 전자를 이동시키는 역할을 한다. 이에 따라, 전자수송층에 사용되는 재료는 전자를 받는 특성이 강할수록, 전자를 이동시키는데 적합하다.
구체적으로, 상기 전자수송층(ETL)은 음극에서 주입되는 전자를 인접하는 층, 구체적으로 발광층으로 이동시키는 역할을 하며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자수송층(ETL) 재료로서 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 당 분야에 공지된 전자수송층 재료와 혼용될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물과 혼용될 수 있는 전자수송층 재료는, 당 분야에서 통상적으로 공지된 전자수송 물질을 포함하며, 사용 가능한 전자 수송 물질의 비제한적인 예로는 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물(예: Alq3 (트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄(tris(8-quinolinolato)-aluminium) BAlq, SAlq, Almq3, 갈륨 착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물과 전자수송층 재료를 혼용할 경우, 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
3. 유기 전계 발광 소자
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 전자수송층, 전자수송 보조층인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 발광층은 상기 화학식 1의 화합물 이외의 당 분야의 공지된 화합물을 호스트로서 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색, 적색의 인광 호스트 재료로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 전계 발광 소자에 포함되는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 고효율을 가진 발광층의 그린 인광 exciplex N-type 호스트 재료인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 기판, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 발광층, 보다 바람직하게는 인광 호스트가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 한편 상기 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 전술한 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 당 업계에 공지된 재료 및 방법으로 유기물층 및 전극을 형성하여 제조할 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조시 사용되는 기판은 특별히 한정되지 않으며, 일례로 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등을 사용할 수 있다.
또, 양극 물질은 당 분야에 공지된 양극 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례를 들면, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질은 당 분야에 공지된 음극 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례를 들면, 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 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 공지된 통상의 물질을 제한 없이 사용할 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] 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine의 합성
Figure pat00041
6,12-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysene (50.0 g, 104.12 mmol), 2-chloropyridine (13g, 114.53 mmol)및 Pd(OAc)2 (1.17 g, 5.21 mmol), CS2CO3 ( 101.55g, 312.36mmol), XPhos (9.8 g, 20.82 mmol)을 THF 1000ml, H2O 250ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine (32.34 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.20(s, 12H), 6.90(t, 1H), 8.37(d, 1H), 7.38(t, 1H), 7.14(d, 1H), 8.14(d, 1H), 7.62(t, 1H), 7.70(t, 1H), 9.08(d, 1H), 8.27(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.98(d, 1H), 7.68(t, 1H), 7.62(t, 1H), 8.11(d, 1H)
[LCMS] : 431
위의 합성방법과 마찬가지로, 2-chloropyridine 대신, 3-chloropyridine 혹은 4-chloropyridine를 사용하면 아래 구조와 같이 각각 3-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine, 3-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine을 얻을 수 있다.
Figure pat00042
Figure pat00043
[준비예 2] 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)benzonitrile의 합성
Figure pat00044
6,12-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysene (50.0 g, 104.12 mmol), 4-chlorobenzonitrile (15.76g, 114.53 mmol)및 Pd(OAc)2 (1.17 g, 5.21 mmol), CS2CO3 ( 101.55g, 312.36mmol), XPhos (9.8 g, 20.82 mmol)을 THF 1000ml, H2O 250ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)benzonitrile (34.14 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.20(s, 12H), 6.90(t, 1H), 8.35(d, 1H), 8.37(d, 1H), 8.25(d, 1H), 8.34(d, 1H), 7.62(t, 1H), 7.70(t, 1H), 9.08(d, 1H), 8.27(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.98(d, 1H), 7.68(t, 1H), 7.62(t, 1H), 8.11(d, 1H)
[LCMS] : 455
[준비예 3] 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline의 합성
Figure pat00045
6,12-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysene (50.0 g, 104.12 mmol), 8-chloroquinoline (18.74g, 114.53 mmol)및 Pd(OAc)2 (1.17 g, 5.21 mmol), CS2CO3 ( 101.55g, 312.36mmol), XPhos (9.8 g, 20.82 mmol)을 THF 1000ml, H2O 250ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline (36.09 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.20(s, 12H), 6.90(t, 1H), 8.35(d, 1H), 8.37(t, 1H), 8.25(d, 1H), 8.34(d, 1H), 8.24(t, 1H), 8.27(d, 1H), 7.62(t, 1H), 7.70(t, 1H), 9.08(d, 1H), 8.27(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.98(d, 1H), 7.68(t, 1H), 7.62(t, 1H), 8.11(d, 1H)
[LCMS] : 481
위의 합성방법과 마찬가지로, 8-chloroquinoline 대신, 5-chloroquinoline를 사용하면 아래 구조와 같이 5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline을 얻을 수 있다.
Figure pat00046
[준비예 4] 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile의 합성
Figure pat00047
6,12-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysene (50.0 g, 104.12 mmol), 7-chloro-9,9-dimethyl-9H-fluorene-2-carbonitrile (29.06g, 114.53 mmol)및 Pd(OAc)2 (1.17 g, 5.21 mmol), CS2CO3 ( 101.55g, 312.36mmol), XPhos (9.8 g, 20.82 mmol)을 THF 1000ml, H2O 250ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile (42.85 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.20(s, 12H), 1.30(s, 6H), 6.90(t, 1H), 8.33(s, 1H), 8.37(d, 1H), 8.35(d, 1H), 8.34(d, 1H), 8.24(d, 1H), 8.26(s, 1H), 7.62(t, 1H), 7.70(t, 1H), 9.08(d, 1H), 8.27(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.98(d, 1H), 7.68(t, 1H), 7.62(t, 1H), 8.11(d, 1H)
[LCMS] : 571
위의 합성방법과 마찬가지로, 7-chloro-9,9-dimethyl-9H-fluorene-2-carbonitrile 대신 5-chloro-9,9-dimethyl-9H-fluorene-2-carbonitrile 를 사용하면 아래 구조와 같이 9,9-dimethyl-5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile을 얻을 수 있다.
Figure pat00048
[준비예 5] 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile의 합성
Figure pat00049
6,12-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysene (50.0 g, 104.12 mmol), 2'-chlorospiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-7'-carbonitrile (33.65g, 114.53 mmol)및 Pd(OAc)2 (1.17 g, 5.21 mmol), CS2CO3 ( 101.55g, 312.36mmol), XPhos (9.8 g, 20.82 mmol)을 THF 1000ml, H2O 250ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile (45.85 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.20(s, 12H), 1.30(s, 4H), 1.33(s, 4H), 1.35(s, 2H), 6.90(t, 1H), 8.33(s, 1H), 8.37(d, 1H), 8.35(d, 1H), 8.34(d, 1H), 8.24(d, 1H), 8.26(s, 1H), 7.62(t, 1H), 7.70(t, 1H), 9.08(d, 1H), 8.27(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.98(d, 1H), 7.68(t, 1H), 7.62(t, 1H), 8.11(d, 1H)
[LCMS] : 611
위의 합성방법과 마찬가지로, 2'-chlorospiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-7'-carbonitrile 대신 5'-chlorospiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 를 사용하면 아래 구조와 같이 5'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile을 얻을 수 있다.
Figure pat00050
[준비예 6] 4'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-3,2':6',3''-terpyridine의 합성
Figure pat00051
6,12-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysene (50.0 g, 104.12 mmol), 4'-chloro-3,2':6',3''-terpyridine (30.66g, 114.53 mmol)및 Pd(OAc)2 (1.17 g, 5.21 mmol), CS2CO3 ( 101.55g, 312.36mmol), XPhos (9.8 g, 20.82 mmol)을 THF 1000ml, H2O 250ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 4'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-3,2':6',3''-terpyridine (43.89 g, 수율 72%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.20(s, 12H), 7.90(t, 1H), 8.32(s, 1H), 8.37(s, 1H), 8.35(s, 1H), 8.34(s, 1H), 8.24(d, 1H), 8.26(t, 1H), 8.27(d, 2H), 8.29(d, 2H), 7.62(t, 1H), 7.70(t, 1H), 9.08(d, 1H), 8.27(s, 1H), 8.76(s, 1H), 8.98(d, 1H), 7.68(t, 1H), 7.62(t, 1H), 8.11(d, 1H)
[LCMS] : 585
* 합성예
[합성예 1] 화합물 A-1의 합성
Figure pat00052
준비예의 목적 화합물 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine (10g, 23.18mmol)와 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (6.21 g, 23.18 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.34 g, 1.16 mmol), K2CO3 (9.61 g, 69.55 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 A-1 (8.96g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 536
위와 같은 합성 방법으로 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 대신 3-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 혹은 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine을 사용하면 각각 목적 화합물인 A-3, A-5을 얻을 수 있다.
또한 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine과 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 대신 3-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 혹은 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine을 사용하면 예시구조의 A-11,13,15, A-21,23,25, A-31,33,35, A-41,43,45, A-51,53,55, A-61,63,65를 얻을 수 있으며, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine혹은 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 B-1,3,5, B-11,13,15, B-21,23,25, B-31,33,35, B-41,43,45, B-51,53,55, B-61,63,65을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 C-1,3,5, C-11,13,15, C-21,23,25, C-31,33,35, C-41,43,45, C-51,53,55, C-61,63,65을 얻을 수 있다.
[합성예 2] 화합물 A-2의 합성
Figure pat00053
준비예의 목적 화합물 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)benzonitrile (10g, 21.96mmol)와 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (5.88 g, 21.96 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.27 g, 1.10 mmol), K2CO3 (9.11 g, 65.88 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 A-2 (8.86g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 560
또한, 위와 같은 합성방법으로 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine을 사용하면 예시구조의 A-12,22,32,42,52,62를 얻을 수 있으며, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine혹은 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 B-2,12,22,32,42,52,62을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 C-2,12,22,32,42,52,62를 얻을 수 있다.
[합성예 3] 화합물 A-4의 합성
Figure pat00054
준비예의 목적 화합물 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline (10g, 20.77mmol)와 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (5.56 g, 20.77 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.20 g, 1.04 mmol), K2CO3 (8.61 g, 62.32 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 A-4 (8.77g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 586
위와 같은 합성 방법으로 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 대신 5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 을 사용하면 각각 목적 화합물인 A-6을 얻을 수 있다.
또한 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine과 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 대신 5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 을 사용하면 예시구조의 A-14,16,24,26,34,36,44,46,54,56,64,66을 얻을 수 있으며, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine혹은 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 B-14,16,24,26,34,36,44,46,54,56,64,66을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 C-14,16,24,26,34,36,44,46,54,56,64,66을 얻을 수 있다.
[합성예 4] 화합물 A-7의 합성
Figure pat00055
준비예의 목적 화합물 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile (10g, 17.50mmol)와 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.68 g, 17.50 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.01 g, 0.87 mmol), K2CO3 (7.25 g, 52.49 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 A-7 (8.53g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 676
위와 같은 합성 방법으로 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 대신 9,9-dimethyl-5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 을 사용하면 각각 목적 화합물인 A-8을 얻을 수 있다.
또한 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine과 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 대신 9,9-dimethyl-5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile을 사용하면 예시구조의 A-17,18,27,28,37,38,47,48,57,58,67,68 을 얻을 수 있으며, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine혹은 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 B-17,18,27,28,37,38,47,48,57,58,67,68 을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 C-17,18,27,28,37,38,47,48,57,58,67,68 을 얻을 수 있다.
[합성예 5] 화합물 A-9의 합성
Figure pat00056
준비예의 목적 화합물 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile (10g, 16.35mmol)와 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.38 g, 16.35 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.94 g, 0.82 mmol), K2CO3 (6.78 g, 49.05 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 A-9 (8.44g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 716
위와 같은 합성 방법으로 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 대신 5'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 을 사용하면 각각 목적 화합물인 A-10을 얻을 수 있다.
또한 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine과 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 대신 5'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 을 사용하면 예시구조의 A-19,20,29,30,39,40,49,50,59,60,69,70 을 얻을 수 있으며, 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine혹은 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 B-19,20,29,30,39,40,49,50,59,60,69,70 을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 C-19,20,29,30,39,40,49,50,59,60,69,70 을 얻을 수 있다.
[합성예 6] 화합물 D-1의 합성
Figure pat00057
준비예의 목적 화합물 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine (10g, 23.18mmol)와 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (6.88 g, 23.18 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.34 g, 1.16 mmol), K2CO3 (9.61 g, 69.55 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 D-1 (9.44g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 565
위와 같은 합성 방법으로 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 대신 3-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 혹은 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine을 사용하면 각각 목적 화합물인 D-3, D-5을 얻을 수 있다.
또한 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 과 2-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 대신 3-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 혹은 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)pyridine 을 사용하면 예시구조의 D-11,13,15, D-21,23,25, D-31,33,35, D-41,43,45, D-51,53,55, D-61,63,65를 얻을 수 있으며, 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 E-1,3,5, E-11,13,15, E-21,23,25, E-31,33,35, E-41,43,45, E-51,53,55, E-61,63,65을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 F-1,3,5, F-11,13,15, F-21,23,25, F-31,33,35, F-41,43,45, F-51,53,55, F-61,63,65을 얻을 수 있다.
[합성예 7] 화합물 D-2의 합성
Figure pat00058
준비예의 목적 화합물 4-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)benzonitrile (10g, 21.96mmol)와 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (6.52 g, 21.96 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.27 g, 1.10 mmol), K2CO3 (9.11 g, 65.88 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 D-2 (9.32g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 589
또한, 위와 같은 합성방법으로 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 을 사용하면 예시구조의 D-12,22,32,42,52,62를 얻을 수 있으며, 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 E-2,12,22,32,42,52,62을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 F-2,12,22,32,42,52,62를 얻을 수 있다.
[합성예 8] 화합물 D-4의 합성
Figure pat00059
준비예의 목적 화합물 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline (10g, 20.77mmol)와 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (6.16 g, 20.77 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.20 g, 1.04 mmol), K2CO3 (8.61 g, 62.32 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 D-4 (9.21g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 586
위와 같은 합성 방법으로 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 대신 5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 을 사용하면 각각 목적 화합물인 D-6을 얻을 수 있다.
또한 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 과 8-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 대신 5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)quinoline 을 사용하면 예시구조의 D-14,16,24,26,34,36,44,46,54,56,64,66을 얻을 수 있으며, 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 E-14,16,24,26,34,36,44,46,54,56,64,66을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 F-14,16,24,26,34,36,44,46,54,56,64,66을 얻을 수 있다.
[합성예 9] 화합물 D-7의 합성
Figure pat00060
준비예의 목적 화합물 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile (10g, 17.50mmol)와 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (5.19 g, 17.50 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (1.01 g, 0.87 mmol), K2CO3 (7.25 g, 52.49 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 D-7 (8.89g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 705
위와 같은 합성 방법으로 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 대신 9,9-dimethyl-5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 을 사용하면 각각 목적 화합물인 D-8을 얻을 수 있다.
또한 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 과 9,9-dimethyl-7-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 대신 9,9-dimethyl-5-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-9H-fluorene-2-carbonitrile 을 사용하면 예시구조의 D-17,18,27,28,37,38,47,48,57,58,67,68 을 얻을 수 있으며, 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 E-17,18,27,28,37,38,47,48,57,58,67,68 을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 F-17,18,27,28,37,38,47,48,57,58,67,68 을 얻을 수 있다.
[합성예 10] 화합물 D-9의 합성
Figure pat00061
준비예의 목적 화합물 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile (10g, 16.35mmol)와 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (4.85 g, 16.35 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.94 g, 0.82 mmol), K2CO3 (6.78 g, 49.05 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 D-9 (8.78g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 745
위와 같은 합성 방법으로 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 대신 5'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 을 사용하면 각각 목적 화합물인 D-10을 얻을 수 있다.
또한 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 과 7'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 대신 5'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)spiro[cyclohexane-1,9'-fluorene]-2'-carbonitrile 을 사용하면 예시구조의 D-19,20,29,30,39,40,49,50,59,60,69,70 을 얻을 수 있으며, 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 대신 4-chloro-2-phenylbenzofuro[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-6,8-diphenyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyridine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzofuro[2,3-d]pyrimidine 에 각각 Para 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하여 E-19,20,29,30,39,40,49,50,59,60,69,70 을 얻을 수 있으며 Meta 방향의 Phenyl이 추가된 Linker를 사용하면 F-19,20,29,30,39,40,49,50,59,60,69,70 을 얻을 수 있다.
[합성예 11] 화합물 G-1의 합성
Figure pat00062
준비예의 목적 화합물 4'-(12-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)chrysen-6-yl)-3,2':6',3''-terpyridine (10g, 17.08mmol)와 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.57 g, 17.08 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (0.99 g, 0.85 mmol), K2CO3 (7.08 g, 51.24 mmol)을 THF 200ml, H2O 50ml에 넣고 12시간동안 가열환류하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 G-1 (8.49g, 수율 72 %)을 얻었다.
[LCMS] : 690
또한 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-chloro-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine 혹은 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 4-(4-bromophenyl)-2,6-diphenylpyrimidine 혹은 2-(4-bromophenyl)-3,5,6-triphenylpyrazine 혹은 4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-(4-bromophenyl)-2-phenylpyrimidine 혹은 2-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4-(4-bromophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazine 혹은 4-chloro-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 혹은 4-(4-bromophenyl)-2-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine 혹은 2-(4-bromophenyl)-4-phenylbenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine 를 사용하면 예시구조의 G-2~15를 얻을 수 있다.
* 소자예(소자평가 결과)
[실시예 1~26] 녹색 유기 EL 소자의 제작
화합물 A-2,12,22,32,42,52,62, B-2,12,22,32,42,52,62, D-2,12,22,33,42, E-2,12,22,32,42, G-1,2를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500
Figure pat00063
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.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ A-2,12,22,32,42,52,62, B-2,12,22,32,42,52,62, D-2,12,22,33,42, E-2,12,22,32,42, G-1,2의 각각의 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00064
Figure pat00065
[비교예1] 녹색 유기 EL 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 A-2 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
[평가예1]
실시예 1 ~ 26 및 비교예 1에서 제작한 각각의 녹색 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 (10) mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압
(V)		 EL 피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 1 A-2 5.43 515 44.1
실시예 2 A-12 5.52 516 42.2
실시예 3 A-22 5.44 516 49.1
실시예 4 A-32 5.54 517 44.7
실시예 5 A-42 5.34 517 45.2
실시예 6 A-52 5.68 516 43.5
실시예 7 A-62 5.43 515 44.2
실시예 8 B-2 5.55 517 42.3
실시예 9 B-12 5.43 518 49.1
실시예 10 B-22 5.53 517 44.8
실시예 11 B-32 5.35 517 45.3
실시예 12 B-42 5.69 516 43.6
실시예 13 B-52 5.43 515 44.2
실시예 14 B-62 5.52 516 42.2
실시예 15 D-2 5.34 517 45.2
실시예 16 D-12 5.64 516 43.5
실시예 17 D-22 5.43 515 44.1
실시예 18 D-32 5.69 516 43.5
실시예 19 D-42 5.43 515 44.1
실시예 20 E-2 5.43 515 44.2
실시예 21 E-12 5.50 516 42.2
실시예 22 E-22 5.44 516 49.2
실시예 23 E-32 5.35 518 45.4
실시예 24 E-42 5.69 516 43.6
실시예 25 G-1 5.43 515 44.2
실시예 26 G-2 5.55 516 42.2
비교예 1 CBP 6.52 516 38.2
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물 A-2,12,22,32,42,52,62, B-2,12,22,32,42,52,62, D-2,12,22,33,42, E-2,12,22,32,42, G-1,2를 녹색 유기 EL 소자의 발광층으로 사용하였을 경우(실시예 1~26) 종래 CBP를 사용한 녹색 유기 EL 소자(비교예1)와 비교해 볼 때 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
[실시예 27~150] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예 에서 합성된 화합물 A-3 ~ 73, B-3 ~ 69, D-3 ~ 39, E-3 ~ 39, G-1 ~ 14를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500
Figure pat00066
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 A-3 ~ 73, B-3 ~ 69, D-3 ~ 39, E-3 ~ 39, G-1 ~ 14각각의 화합물 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 A-3 대신 Alq3을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 27과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 3] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자 수송층 물질로서 화합물 A-3을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 27과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
상기 실시예 27 내지 150 및 비교예 2, 3에서 사용된 NPB, AND 및 Alq3의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00067
[평가예 2]
실시예 27 내지 150 및 비교예 2, 3에서 제작한 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 (10) mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 재료 구동 전압
(V)		 EL 피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 27 A-3 3.6 456 6.6
실시예 28 A-4 3.7 456 6.5
실시예 29 A-6 3.7 458 6.6
실시예 30 A-7 4.0 453 6.5
실시예 31 A-8 4.0 457 6.5
실시예 32 A-9 3.8 456 6.8
실시예 33 A-10 3.6 456 6.6
실시예 34 A-13 4.0 457 6.5
실시예 35 A-14 3.6 456 6.6
실시예 36 A-16 3.6 456 6.6
실시예 37 A-17 3.7 456 6.5
실시예 38 A-18 3.6 456 6.6
실시예 39 A-19 3.5 458 6.6
실시예 40 A-20 4.1 452 6.5
실시예 41 A-23 4.1 453 6.5
실시예 42 A-24 4.1 452 6.5
실시예 43 A-26 3.8 456 6.8
실시예 44 A-27 3.6 456 6.6
실시예 45 A-28 4.0 453 6.5
실시예 46 A-29 3.7 456 6.5
실시예 47 A-30 3.8 456 6.7
실시예 48 A-33 3.7 458 6.6
실시예 49 A-34 4.0 453 6.5
실시예 50 A-36 3.8 456 6.7
실시예 51 A-37 4.0 457 6.6
실시예 52 A-38 3.6 456 6.6
실시예 53 A-39 3.6 456 6.6
실시예 54 A-40 3.7 456 6.8
실시예 55 A-43 3.6 456 6.6
실시예 56 A-44 3.7 455 6.5
실시예 57 A-46 3.6 458 6.6
실시예 58 A-47 4.1 453 6.5
실시예 59 A-48 3.6 457 6.6
실시예 60 A-49 4.1 453 6.5
실시예 61 A-50 3.7 456 6.8
실시예 62 A-53 3.7 456 6.8
실시예 63 A-54 4.0 457 6.6
실시예 64 A-56 3.6 456 6.6
실시예 65 A-57 3.8 456 6.8
실시예 66 A-58 3.7 456 6.9
실시예 67 A-59 3.8 456 6.8
실시예 68 A-60 3.7 456 6.6
실시예 69 A-63 3.6 456 6.6
실시예 70 A-64 3.7 456 6.6
실시예 71 A-66 3.7 456 6.5
실시예 72 A-67 3.7 458 6.7
실시예 73 A-68 3.8 456 6.8
실시예 74 A-69 4.1 453 6.5
실시예 75 A-70 4.0 45 6.6
실시예 76 B-3 4.1 453 6.5
실시예 77 B-4 3.8 456 6.8
실시예 78 B-6 4.0 457 6.6
실시예 79 B-7 3.5 456 6.6
실시예 80 B-9 4.1 453 6.5
실시예 81 B-13 3.8 456 6.8
실시예 82 B-14 3.8 456 6.8
실시예 83 B-16 4.0 457 6.6
실시예 84 B-17 4.0 456 6.6
실시예 85 B-19 3.8 456 6.8
실시예 86 B-23 4.1 453 6.5
실시예 87 B-24 4.1 453 6.5
실시예 88 B-26 3.7 456 6.7
실시예 89 B-27 4.0 457 6.6
실시예 90 B-29 3.6 456 6.6
실시예 91 B-33 3.8 456 6.8
실시예 92 B-34 4.0 457 6.6
실시예 93 B-36 3.8 456 6.8
실시예 94 B-37 4.1 453 6.5
실시예 95 B-39 3.7 456 6.8
실시예 96 B-43 4.0 457 6.6
실시예 97 B-44 4.0 457 6.6
실시예 98 B-46 4.1 453 6.6
실시예 99 B-47 3.8 456 6.8
실시예 100 B-49 4.0 457 6.6
실시예 101 B-53 3.6 456 6.6
실시예 102 B-54 3.8 456 6.8
실시예 103 B-56 4.0 457 6.6
실시예 104 B-57 3.6 456 6.6
실시예 105 B-59 4.0 453 6.5
실시예 106 B-63 3.8 456 6.8
실시예 107 B-64 3.8 456 6.7
실시예 108 B-66 4.0 457 6.6
실시예 109 B-67 3.6 456 6.6
실시예 110 B-69 4.1 453 6.5
실시예 111 D-3 3.8 456 6.8
실시예 112 D-4 4.0 457 6.6
실시예 113 D-6 3.6 456 6.6
실시예 114 D-7 3.7 456 6.5
실시예 115 D-9 3.6 458 6.6
실시예 116 D-23 4.1 453 6.5
실시예 117 D-24 3.8 456 6.8
실시예 118 D-26 4.0 457 6.6
실시예 119 D-27 3.7 456 6.5
실시예 120 D-29 4.1 453 6.6
실시예 121 D-33 3.8 456 6.8
실시예 122 D-34 4.0 457 6.6
실시예 123 D-36 3.6 456 6.6
실시예 124 D-37 3.7 456 6.6
실시예 125 D-39 3.7 456 6.5
실시예 126 E-3 3.7 458 6.6
실시예 127 E-4 4.1 453 6.5
실시예 128 E-6 3.8 456 6.8
실시예 129 E-7 4.0 457 6.6
실시예 130 E-9 3.6 456 6.6
실시예 131 E-23 3.7 456 6.5
실시예 132 E-24 3.7 457 6.6
실시예 133 E-26 4.1 453 6.5
실시예 134 E-27 3.8 456 6.6
실시예 135 E-29 4.0 457 6.6
실시예 136 E-33 3.7 458 6.6
실시예 137 E-34 4.1 453 6.5
실시예 138 E-36 3.7 458 6.6
실시예 140 E-37 4.1 453 6.5
실시예 141 E-39 3.8 456 6.8
실시예 142 G-1 4.0 457 6.6
실시예 143 G-2 3.6 458 6.6
실시예 144 G-4 4.1 453 6.5
실시예 145 G-5 3.8 456 6.8
실시예 146 G-7 4.1 453 6.5
실시예 147 G-8 3.8 456 6.7
실시예 148 G-9 4.0 457 6.6
실시예 149 G-13 3.6 456 6.6
실시예 150 G-14 4.1 453 6.5
비교예 2 Alq3 4.7 459 5.6
비교예 3 - 4.8 460 6.2
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(실시예 27 내지 150)는 종래의 Alq3를 전자 수송층에 사용한 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 2) 및 전자 수송층이 없는 청색 유기 전계 발광 소자(비교예 3)에 비해 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 151~168] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예 C-6~50, F-6~40에서 합성된 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 아래의 과정에 따라 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500
Figure pat00068
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 (80 nm) / NPB (15 nm) / ADN + 5 % DS-405 (㈜두산전자, 30nm) / C-6~50, F-6~40 (5 nm) / Alq3 (25 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
이때 사용된 NPB, ADN 및 Alq3의 구조는 다음과 같다.
Figure pat00069
[비교예 4] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 151에서 전자수송보조층 물질로 사용된 화합물 C-6을 사용하지 않고, 전자 수송층 물질인 Alq3를 25 nm 대신 30 nm로 증착하는 것을 제외하고는, 실시예 136과 동일하게 수행하여 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[평가예 3]
실시예 151 내지 168 및 비교예 4에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율, 발광파장을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
샘플 전자수송보조층 구동 전압
(V)		 발광 피크
(nm)		 전류효율(cd/A)
실시예 151 C-6 3.5 456 6.7
실시예 152 C-8 3.7 455 6.5
실시예 153 C-10 3.7 458 6.6
실시예 154 C-36 4.1 453 6.5
실시예 155 C-38 3.8 456 6.8
실시예 156 C-40 3.6 456 6.5
실시예 157 C-46 3.7 455 6.5
실시예 158 C-48 3.6 458 6.6
실시예 159 C-50 4.1 453 6.5
실시예 160 F-6 3.8 457 6.8
실시예 161 F-8 3.7 458 6.5
실시예 162 F-10 4.0 453 6.5
실시예 163 F-26 3.8 456 6.8
실시예 164 F-28 3.6 456 6.6
실시예 165 F-30 3.7 456 6.7
실시예 166 F-36 3.8 456 6.8
실시예 167 F-38 3.7 456 6.5
실시예 168 F-40 4.1 453 6.5
비교예 4 - 4.8 457 5.8
표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물로 형성된 전자수송보조층을 포함하는 실시예 151 ~ 168의 청색 유기 전계 발광 소자는 전자수송보조층 없이 Alq3로 된 전자수송층을 포함하는 비교예 4의 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
10: 양극 20: 음극
30: 유기층 31: 정공 수송층
32: 발광층 33: 정공 수송 보조층
34: 전자 수송층 35: 전자 수송 보조층
36: 전자 주입층 37: 정공 주입층

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00070

    상기 화학식 1에서,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합이거나, 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
    n 은 0 내지 3의 정수이며,
    상기 A 및 B는 각각 독립적으로 하기 화학식 2 내지 화학식 4 중 어느 하나로 표시되는 치환기이며,
    [화학식 2]
    Figure pat00071

    [화학식 3]
    Figure pat00072

    [화학식 4]
    Figure pat00073


    상기 화학식 2 내지 화학식 4에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이고,
    복수의 X는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C(R) 또는 N이나, B로 표시되는 화학식 2 및 화학식 3에 의한 X는 적어도 둘 이상이 N이며,
    R은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이룰 수 있고,
    상기 R의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
    m 은 0 내지 3의 정수이며,
    Ar1이 복수인 경우, 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬이거나, 치환 또는 비치환된 알케닐기이거나, 치환 또는 비치환된 알키닐기이거나, 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며, 인접한 X와 축합 고리를 형성할 수 있으며,
    Ar2 및 Ar3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 화학식5 내지 화학식 10으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 5]
    Figure pat00074

    [화학식 6]
    Figure pat00075

    [화학식 7]
    Figure pat00076

    [화학식 8]
    Figure pat00077

    [화학식 9]
    Figure pat00078

    [화학식10]
    Figure pat00079

    상기 화학식 5 내지 화학식 10에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이고,
    Y는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 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, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    Z는 S 또는 O이고,
    X 및 Ar1은 각각 청구항 1에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3은 화학식 11인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 11]
    Figure pat00080

    상기 화학식 11에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이고,
    X는 청구항 1에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 4은 화학식 12 또는 화학식 13인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 12]
    Figure pat00081

    [화학식 13]
    Figure pat00082

    상기 화학식 12 또는 화학식 13에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이고,
    X는 청구항 1에서 정의된 바와 같다.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 5는 하기 화학식 14 또는 화학식 15인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 14]
    Figure pat00083

    [화학식 15]
    Figure pat00084

    상기 화학식 13 또는 화학식 14에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이고,
    Ar1은 청구항 1에서 정의된 바와 같다.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 6은 하기 화학식 16인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 16]
    Figure pat00085

    상기 화학식 16에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이고,
    Ar1은 청구항 1에서 정의된 바와 같다.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 화학식 12는 하기 화학식 17인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 17]
    Figure pat00086

    상기 화학식 17에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이다.
  8. 제1항에 있어서,
    L은 단일결합이거나, 하기 L-1 내지 L-3 중에서 선택되는 링커인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pat00087
    Figure pat00088
    Figure pat00089

    L-1 내지 L-3에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pat00090

    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094

    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
  10. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송 보조층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
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