KR20240081346A - 유기전기소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이의 유기물층을 포함하는 유기전기소자 및 상기 유기전기소자를 포함하는 전자 장치를 제공하며, 상기 유기물층이 본 발명의 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 각 화합물을 포함함으로써, 유기전기소자의 구동전압을 낮출 수 있고 발광 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
유기 전기 발광소자에 있어 가장 문제시되는 것은 수명과 효율인데, 디스플레이가 대면적화되면서 이러한 효율이나 수명 문제는 반드시 해결해야 하는 상황이다. 효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다.
하지만 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
또한, 최근 유기 전기 발광소자에 있어 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해서는 반드시 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층이 존재하여야 하며, 각각의 발광층(R, G, B)에 따른 서로 다른 발광보조층의 개발이 필요한 시점이다.
일반적으로 전자수송층에서 발광층으로 전자(electron)가 전달되고 정공(hole)이 정공수송층에서 발광층으로 전달되어 재조합(recombination)에 의해 엑시톤(exciton)이 생성된다.
하지만 정공수송층에 사용되는 물질의 경우 낮은 HOMO 값을 가져야 하기 때문에 대부분 낮은 T1 값을 가지며, 이로 인해 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 정공수송층으로 넘어가게 되어 결과적으로 발광층 내 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 정공수송층 계면에서 발광하게 된다.
정공수송층 계면에서 발광될 경우, 유기전기소자의 색순도 및 효율이 저하되고 수명이 짧아지는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 높은 T1 값을 가지며, 정공 수송층 HOMO 에너지 준위와 발광층의 HOMO 에너지 준위 사이의 HOMO 준위를 갖는 발광보조층의 개발이 절실히 요구된다.
한편, 유기전기소자의 수명단축 원인 중 하나인 양극전극(ITO)으로부터 금속 산화물이 유기층으로 침투확산되는 것을 지연시키면서, 소자 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 대해서도 안정된 특성, 즉 높은 유리 전이온도를 갖는 정공 주입층 재료에 대한 개발이 필요하다. 정공수송층 재료의 낮은 유리전이 온도는 소자 구동시, 박막 표면의 균일도를 저하시키는 특성이 있는바, 이는 소자수명에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 또한, OLED 소자는 주로 증착 방법에 의해 형성되는데, 증착시 오랫동안 견딜 수 있는 재료, 즉 내열특성이 강한 재료 개발이 필요한 실정이다.
즉, 유기전기소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 발광보조층 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정되고 효율적인 유기전기소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 특히 정공수송층이나 발광보조층의 재료에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 소자의 구동전압을 낮추고, 소자의 발광효율, 색순도, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1>
다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압 및 고내열성을 달성할 수 있으며, 소자의 색순도 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다:
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I)이다.
본 발명에 사용된 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수의 단일결합을 가지며, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 사이클로알킬(지환족)기, 알킬-치환된 사이클로알킬기, 사이클로알킬-치환된 알킬기를 비롯한 포화 지방족 작용기의 라디칼을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄일기", "알케닐기" 또는 "알킨일기"는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알콕실기", "알콕시기", 또는 "알킬옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알킬기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴옥실기" 또는 "아릴옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 아릴기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴기" 및 "아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 아릴기 또는 아릴렌기는 단일 고리 또는 다중 고리의 방향족을 의미하며, 이웃한 치환기가 결합 또는 반응에 참여하여 형성된 방향족 고리를 포함한다. 예컨대, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 플루오렌기, 스파이로플루오렌기일 수 있다.
접두사 "아릴" 또는 "아르"는 아릴기로 치환된 라디칼을 의미한다. 예를 들어 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기이며, 아릴알켄일기는 아릴기로 치환된 알켄일기이며, 아릴기로 치환된 라디칼은 본 명세서에서 설명한 탄소수를 가진다.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕실카르보닐기의 경우 알콕실기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 헤테로지방족 고리 및 헤테로방향족 고리를 포함한다. 이웃한 작용기가 결합하여 형성될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타낸다.
또한 "헤테로고리기"는 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
본 발명에 사용된 용어 "플루오렌일기" 또는 "플루오렌일렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하기 구조에서 R, R' 및 R"이 모두 수소인 1가 또는 2가 작용기를 의미하며, "치환된 플루오렌일기" 또는 "치환된 플루오렌일렌기"는 치환기 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, R과 R'이 서로 결합되어 이들이 결합된 탄소와 함께 스파이로 화합물을 형성한 경우를 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결(spiro union)'을 가지며, 스파이로 연결은 2개의 고리가 오로지 1개의 원자를 공유함으로써 이루어지는 연결을 의미한다. 이때, 두 고리에 공유된 원자를 '스파이로 원자'라 하며, 한 화합물에 들어 있는 스파이로 원자의 수에 따라 이들을 각각 '모노스파이로-', '다이스파이로-', '트라이스파이로-' 화합물이라 한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "지방족"은 탄소수 1 내지 60의 지방족 탄화수소를 의미하며, "지방족고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족 탄화수소 고리를 의미한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족고리 또는 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화고리를 포함한다.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용된 용어 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C1~C20의 알콕실기, C1~C20의 알킬아민기, C1~C20의 알킬티오펜기, C6~C20의 아릴티오펜기, C2~C20의 알켄일기, C2~C20의 알킨일기, C3~C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기, 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기, C8~C20의 아릴알켄일기, 실란기, 붕소기, 게르마늄기, 및 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환됨을 의미하며, 이들 치환기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하며, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 각각 다음과 같이 결합하며 이때 R1은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, a가 4 내지 6의 정수인 경우 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, 한편 벤젠 고리를 형성하는 탄소에 결합된 수소의 표시는 생략한다.
이하, 본 발명의 화합물이 포함된 유기전기소자의 적층구조에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기소자의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자(100)는 기판(미도시) 상에 형성된 제 1전극(110)과, 제 2전극(170), 그리고 제 1전극(110)과 제 2전극(170) 사이에 형성된 유기물층을 포함한다.
상기 제 1전극(110)은 애노드(양극)이고, 제 2전극(170)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제 1전극이 캐소드이고 제 2전극이 애노드일 수 있다.
상기 유기물층은 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1전극(110) 상에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)이 순차적으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1전극(110) 또는 제 2전극(170)의 양면 중에서 유기물층과 접하지 않는 일면에 광효율 개선층(180)이 형성될 수 있으며, 광효율 개선층(180)이 형성될 경우 유기전기소자의 광효율이 향상될 수 있다.
예를 들면, 제 2전극(170) 상에 광효율 개선층(180)이 형성될 수 있는데, 전면발광(top emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 형성됨으로써 제 2전극(170)에서의 SPPs (surface plasmon polaritons)에 의한 광학 에너지 손실을 줄일 수 있고, 배면발광(bottom emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 제 2전극(170)에 대한 완충 역할을 수행할 수 있다.
정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 버퍼층(210)이나 발광보조층(220)이 더 형성될 수 있는데 이에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전기소자(200)는 제 1전극(110) 상에 순차적으로 형성된 정공주입층(120), 정공수송층(130), 버퍼층(210), 발광보조층(220), 발광층(140), 전자수송층(150), 전자주입층(160), 제 2전극(170)을 포함할 수 있고, 제 2전극 상에 광효율 개선층(180)이 형성될 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층이 더 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 유기물층은 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택이 복수 개 형성된 형태일 수도 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기전기소자(300)는 제 1전극(110)과 제 2전극(170) 사이에 다층으로 이루어진 유기물층의 스택(ST1, ST2)이 두 세트 이상 형성될 수 있고 유기물층의 스택 사이에 전하생성층(CGL)이 형성될 수도 있다.
구체적으로, 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자는 제 1전극(110), 제 1스택(ST1), 전하생성층(CGL: Charge Generation Layer), 제 2스택(ST2), 제 2전극(170) 및 광효율 개선층(180)을 포함할 수 있다.
제 1스택(ST1)은 제 1전극(110) 상에 형성된 유기물층으로, 이는 제 1정공주입층(320), 제 1정공수송층(330), 제 1발광층(340) 및 제 1전자수송층(350)을 포함할 수 있고, 제 2스택(ST2)은 제 2정공주입층(420), 제 2정공수송층(430), 제 2발광층(440) 및 제 2전자수송층(450)을 포함할 수 있다. 이와 같이 제 1스택과 제 2스택은 동일한 적층 구조를 갖는 유기물층일 수도 있지만 서로 다른 적층 구조의 유기물층일 수도 있다.
제 1스택(ST1)과 제 2스택(ST2) 사이에는 전하생성층(CGL)이 형성될 수 있다. 전하생성층(CGL)은 제 1전하생성층(360)과 제 2전하생성층(361)을 포함할 수 있다. 이러한 전하생성층(CGL)은 제 1발광층(340)과 제 2발광층(440) 사이에 형성되어 각각의 발광층에서 발생하는 전류 효율을 증가시키고, 전하를 원활하게 분배하는 역할을 한다.
도 3과 같이 다층의 스택 구조 방식에 의해 발광층이 복수개 형성될 경우, 각각의 발광층에서 발광된 광의 혼합 효과에 의해 백색 광이 발광되는 유기전기발광소자를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 색상의 광을 발광하는 유기전기발광소자를 제조할 수도 있다.
본 발명의 화학식 1 및 화학식 2에 의해 표시되는 화합물은 정공주입층(120, 320, 420), 정공수송층(130, 330, 430), 버퍼층(210), 발광보조층(220), 전자수송층(150, 350, 450), 전자주입층(160), 발광층(140, 340, 440) 또는 광효율 개선층(180)의 재료로 사용될 수 있으나, 바람직하게는 본 발명의 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물이 발광층(140, 340, 440)의 호스트로 사용될 수 있다.
동일유사한 코어일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합에 대한 연구가 필요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 다양한 증착법(deposition)을 이용하여 제조될 수 있을 것이다. PVD나 CVD 등의 증착 방법을 사용하여 제조될 수 있는데, 예컨대, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극(110)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극(170)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 발광보조층(220)을, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층(미도시)을 더 형성할 수도 있고 상술한 바와 같이 스택 구조로 형성할 수도 있다.
또한, 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용액 공정 또는 솔벤트 프로세스(solvent process), 예컨대 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정, 롤투롤 공정, 닥터 블레이딩 공정, 스크린 프린팅 공정, 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 유기물층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으므로, 그 형성방법에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 본 발명의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 이 디스플레이장치를 제어하는 제어부를 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다. 이때, 전자 장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자 장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 유기전기소자에 대하여 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1>
{상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1~C60의 알킬기;이고,
R4는 수소; 중수소; C6~C60의 아릴기; 또는 중수소로 치환된 C6~C60의 아릴기;이며,
L1은 단일결합; 또는 C6~C60의 아릴렌기;이고,
상기 R4는 치환 또는 비치환된 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
Ar1은 C6~C60의 아릴기이며, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
a는 0 내지 5의 정수이고, b는 0 내지 6의 정수이며, c는 0 내지 4의 정수이고, d는 0 내지 7의 정수이며,
여기서, 상기 알킬기, 아릴기 또는 아릴렌기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕시기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1이 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1-1> <화학식 1-2>
{상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서, R1, R2, R3, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1이 하기 화학식 1-3 또는 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1-3> <화학식 1-4>
{상기 화학식 1-3 및 화학식 1-4에서,
R1, R2, R3, R4, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 동일하며,
d'은 0 내지 6의 정수이고, e는 0 내지 5의 정수이며,
R5는 수소; 또는 중수소;이다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1이 하기 화학식 1-3-1 내지 화학식 1-3-3 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1-3-1> <화학식 1-3-2>
<화학식 1-3-3>
{상기 화학식 1-3-1 내지 화학식 1-3-3에서,
R1, R2, R3, R4, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 동일하며,
d'은 0 내지 6의 정수이고, e는 0 내지 5의 정수이며,
R5는 수소; 또는 중수소;이다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1이 하기 화학식 1-4-1 내지 화학식 1-4-4 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 1-4-1> <화학식 1-4-2>
<화학식 1-4-3> <화학식 1-4-4>
{상기 화학식 1-4-1 내지 화학식 1-4-4에서,
R1, R2, R3, R4, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 동일하며,
d'은 0 내지 6의 정수이고, e는 0 내지 5의 정수이며,
R5는 수소; 또는 중수소;이다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 L1이 하기 화학식 L1 또는 화학식 L2로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 L1> <화학식 L2>
{상기 화학식 L1 및 화학식 L2에서,
R6은 수소; 또는 중수소;이며,
f는 0 내지 4의 정수이고, g는 0 내지 6의 정수이고,
*는 결합되는 위치를 의미한다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 Ar1이 하기 화학식 Ar1 내지 화학식 Ar3 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 Ar1> <화학식 Ar2> <화학식 Ar3>
{상기 화학식 Ar1 내지 화학식 Ar3에서,
R7은 수소; 또는 중수소;이며,
h는 0 내지 5의 정수이고, i는 0 내지 7의 정수이며, j는 0 내지 9의 정수이고,
*는 결합되는 위치를 의미한다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화합물 P-1 내지 P-104 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
또한, 다른 측면에서 본 발명은 제 1전극, 제 2전극, 및 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 인광성 발광층으로서 상기 청구항 1의 화학식 1로 표시되는 제 1호스트 화합물 및 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 제 2호스트 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
<화학식 2> <화학식 3>
{상기 화학식 2 또는 화학식 3에서,
L4, L5, L6 및 L7은 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; 및 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 L4, L5, L6 및 L7은 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴렌기, 더 바람직하게는 C6~C25의 아릴렌기, 예컨대 페닐렌, 바이페닐렌, 나프틸렌, 터페닐렌 등일 수 있다.
상기 L4, L5, L6 및 L7은 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
상기 L4, L5, L6 및 L7은 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
Ar3, Ar4 및 Ar5는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar6은 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; 및 -L'-N(Rb)(Rc);로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 Ar3, Ar4, Ar5 및 Ar6은 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 Ar3, Ar4, Ar5 및 Ar6은 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
상기 Ar3, Ar4, Ar5 및 Ar6은 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
상기 L'은 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Rb 및 Rc는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕시기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며,
Z는 O, S, CR'R'' 또는 NRa이고,
B는 C6~C20의 아릴기이며,
R' 및 R"은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕시기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며, 또는 R' 및 R"은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
R11 및 R12는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C60의 알킬기; C2~C60의 알켄일기; C2~C60의 알킨일기; C1~C60의 알콕시기; 및 C6~C60의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며, 또는 이웃한 복수의 R11끼리 혹은 복수의 R12끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
상기 R', R", R11 및 R12는 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 R', R", R11 및 R12는 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
상기 R', R", R11 및 R12는 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
상기 R', R", R11 및 R12는 알킬기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알킬기일 수 있다.
상기 R', R", R11 및 R12는 알콕실기인 경우, 바람직하게는 C1~C24의 알콕실기일 수 있다.
상기 R', R", R11 및 R12는 아릴옥시기인 경우, 바람직하게는 C6~C24의 아릴옥시기일 수 있다.
n 및 o는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
Ra는 C6~C60의 아릴기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이고,
상기 Ra는 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 Ra는 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
여기서, 상기 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기 및 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.}
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 2-1> <화학식 2-2>
<화학식 2-3>
{상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서,
Ar4, Ar5, L4, L5 및 L6은 상기 화학식 2에서 정의된 바와 동일하고,
X1, X2 및 X3은 상기 Z의 정의와 동일하며,
R13, R14, R15, R16, R17 및 R18은 상기 R11의 정의와 동일하고, 또는 이웃한 복수의 R13끼리 혹은 복수의 R14끼리 혹은 복수의 R15끼리 혹은 복수의 R16끼리 혹은 복수의 R17끼리 혹은 복수의 R18끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
p, r 및 t는 0 내지 4의 정수이고, q, s 및 u는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.}
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 3-1> <화학식 3-2>
<화학식 3-3> <화학식 3-4>
<화학식 3-5> <화학식 3-6>
{상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-6에서,
Z, R11, R12, Ar6, L7, n, o는 상기 화학식 3에서 정의된 바와 동일하며,
R19는 상기 R11의 정의와 동일하고,
v는 0 내지 2의 정수이다.}
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-7 내지 화학식 3-9 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 3-7> <화학식 3-8>
<화학식 3-9>
{상기 화학식 3-7 내지 화학식 3-9에서,
Z, B, R12, o, Ar6 및 L7은 상기 화학식 3에서 정의된 바와 동일하며,
R20은 상기 R11의 정의와 동일하고,
w는 0 내지 6의 정수이다.}
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-10 내지 화학식 3-12 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 3-10> <화학식 3-11>
<화학식 3-12>
{상기 화학식 3-10 내지 화학식 3-12에서,
Z, B, Ar6, L7, R11 및 n은 상기 화학식 3에서 정의된 바와 동일하며,
R21은 상기 R11의 정의와 동일하고,
x는 0 내지 6의 정수이다.}
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-13 내지 화학식 3-18로 표시될 수 있다.
<화학식 3-13> <화학식 3-14>
<화학식 3-15> <화학식 3-16>
<화학식 3-17> <화학식 3-18>
{상기 화학식 3-13 내지 화학식 3-18에서,
Z, L7, Ar6, R11, R12, n 및 o는 상기 화학식 3에서 정의된 바와 동일하며,
R19, R20 및 R21은 상기 R11의 정의와 동일하고,
v는 0 내지 2의 정수이며, w 및 x는 서로 독립적으로 0 내지 6의 정수이다.}
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-19로 표시될 수 있다.
<화학식 3-19>
{상기 화학식 3-19에서,
L7, Ar6, Ra, R12 및 o는 상기 화학식 3에서 정의된 바와 동일하며,
R19 및 R20은 상기 R11의 정의와 동일하고,
v는 0 내지 2의 정수이며, w는 0 내지 6의 정수이다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 2로 나타내는 화합물이 하기 화합물 N-1 내지 N-96 중 어느 하나인 화합물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 3으로 나타내는 화합물이 하기 화합물 S-1 내지 S-108 중 어느 하나인 화합물을 제공한다.
본 발명은, 상기 제 1전극과 제 2전극의 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 적어도 일면에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물층은 양극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함할 수 있으며, 상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치를 제공한다. 이때 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용소자 중 적어도 하나일 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 화학식으로 표시되는 화합물의 합성예 및 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[합성예]
상기 화합물은 하기와 같은 방법으로 합성하였다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(final products)은 하기 <반응식 1>로 대표되나, 이에 한정된 것은 아니다.
<반응식 1>
I. Core의 합성
상기 <반응식 1>의 Core은 하기 <반응식 2>의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
<반응식 2>
1. Core 5 합성 예시
(1) Core a-5-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromobenzene-2,3,4,5,6-d5 (50 g, 1 eqiv.), (4-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (63.7 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (10.7 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (128 g, 2 eqiv.), THF (1030 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-5-1을 45.1 g (수율: 60%)를 얻었다.
(2) Core a-5의 합성
둥근 바닥 플라스크에 core a-5-1 (45 g, 1 eqiv.), (3-chlorophenyl)boronic acid (43.4 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (9.6 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (115 g, 2 eqiv.), THF (925 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-5을 48 g (수율: 55%)를 얻었다.
(3) Core 5의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-5 (45 g, 1 eqiv.), bis(pinacolato)diboron (43 g, 1.2 eqiv.), Pd2 (dba)3 (3.9 g, 0.03 eqiv.), X-phos (2.3 g, 0.06 equiv.), KOAc (41 g, 2 eqiv.)를 Toluene (470 mL, 0.3 M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 5을 41 g (수율: 71%)를 얻었다.
2. Core 6 합성 예시
(1) Core a-6-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromobenzene (38 g, 1 eqiv.), (4-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (50 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (8.4 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (100 g, 2 eqiv.), THF (807 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-6-1을 31 g (수율: 53%)를 얻었다.
(2) Core a-6의 합성
둥근 바닥 플라스크에 core a-6-1 (30 g, 1 eqiv.), (3-chlorophenyl)boronic acid (20 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (4.4 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (52 g, 2 eqiv.), THF (419 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-6을 26 g (수율: 66%)를 얻었다.
(3) Core 6의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-6 (25 g, 1 eqiv.), bis(pinacolato)diboron (24 g, 1.2 eqiv.), Pd2 (dba)3 (2.2 g, 0.03 eqiv.), X-phos (2.3 g, 0.06 equiv.), KOAc (24 g, 2 eqiv.)를 Toluene (265 mL, 0.3 M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 6을 25 g (수율: 80%)를 얻었다.
3. Core 17 합성 예시
(1) Core a-17-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromobenzene-2,3,4,5,6-d5 (50 g, 1 eqiv.), (4-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (63.7 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (10.7 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (128 g, 2 eqiv.), THF (1030 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-17-1을 56 g (수율: 78%)를 얻었다.
(2) Core a-17의 합성
둥근 바닥 플라스크에 core a-17-1 (55 g, 1 eqiv.), (3-chlorophenyl)boronic acid (35 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (7.8 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (94 g, 2 eqiv.), THF (750 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-17을 46 g (수율: 64%)를 얻었다.
(3) Core 17의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-17 (45 g, 1 eqiv.), bis(pinacolato)diboron (43 g, 1.2 eqiv.), Pd2 (dba)3 (3.9 g, 0.03 eqiv.), X-phos (4.0 g, 0.06 equiv.), KOAc (41 g, 2 eqiv.)를 Toluene (470 mL, 0.3 M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 17을 42 g (수율: 73%)를 얻었다.
4. Core 20 합성 예시
(1) Core a-20-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 2-bromonaphthalene (50 g, 1 eqiv.), (5-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (50 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (8.4 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (100 g, 2 eqiv.), THF (800 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-20-1을 58 g (수율: 83%)를 얻었다.
(2) Core a-20의 합성
둥근 바닥 플라스크에 core a-20-1 (39 g, 1 eqiv.), (3-chlorophenyl)boronic acid (21 g, 1 eqiv.), Pd(PPh3)4 (4.7 g, 0.03 eqiv.), K2CO3 (56 g, 2 eqiv.), THF (450 mL, 0.3 M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-20을 32 g (수율: 66%)를 얻었다.
(3) Core 20의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-20 (32 g, 1 eqiv.), bis(pinacolato) diboron (27 g, 1.2 eqiv.), Pd2 (dba)3 (2.4 g, 0.03 eqiv.), X-phos (2.5 g, 0.06 equiv.), KOAc (26 g, 2 eqiv.)를 Toluene (290 mL, 0.3 M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 20을 25 g (수율: 63%)를 얻었다.
5. Core 33 합성 예시
(1) Core a-33의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromonaphthalene-2,3,4,5,6,7,8-d7 (50g, 1eqiv.), (3-chlorophenyl) boronic acid (36.5g, 1eqiv.), Pd(PPh3)4 (8.1g, 0.03eqiv.), K2CO3 (97g, 2eqiv.), THF (778mL, 0.3M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-33을 38.5g (수율: 67 %)를 얻었다.
(2) Core 33의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-33 (30g, 1eqiv.), bis(pinacolato) diboron (37.2g, 1.2eqiv.), Pd2 (dba)3 (3.4g, 0.03eqiv.), X-phos (4.0g, 0.06equiv.), KOAc (36g, 2eqiv.)를 Toluene (407mL, 0.3M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 33을 32.9g (수율: 80 %)를 얻었다.
6. Core 34 합성 예시
(1) Core a-34-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromonaphthalene-2,3,4,5,6,7,8-d7 (50g, 1eqiv.), (4-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (48g, 1eqiv.), Pd(PPh3)4 (8.1g, 0.03eqiv.), K2CO3 (97g, 2eqiv.), THF (780mL, 0.3M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-34-1을 49g (수율: 71 %)를 얻었다.
(2) Core a-34의 합성
둥근 바닥 플라스크에 core a-34-1 (49g, 1eqiv.), (3-chlorophenyl)boronic acid (26g, 1eqiv.), Pd(PPh3)4 (5.7g, 0.03eqiv.), K2CO3 (69g, 2eqiv.), THF (550mL, 0.3M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-34을 47g (수율: 77 %)를 얻었다.
(3) Core 34의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-34 (45g, 1eqiv.), bis(pinacolato)diboron (37g, 1.2eqiv), Pd2 (dba)3 (3.3g, 0.03eqiv.), X-Phos (3.5g, 0.06equiv.), KOAc (35g, 2eqiv.)를 Toluene (400mL, 0.3M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 34을 38g (수율: 68 %)를 얻었다.s
7. Core 35 합성 예시
(1) Core a-35-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromonaphthalene-2,3,4,5,6,7,8-d7 (50g, 1eqiv.), (4-chloronaphthalen-1-yl)boronic acid (48.2g, 1eqiv.), Pd(PPh3)4 (8.1g, 0.03eqiv.), K2CO3 (97g, 2eqiv.), THF (780mL, 0.3M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-35-1을 54g (수율: 79 %)를 얻었다.
(2) Core a-35의 합성
둥근 바닥 플라스크에 core a-35-1 (54g, 1eqiv.), (3-chlorophenyl)boronic acid (28.5g, 1eqiv.), Pd(PPh3)4 (6.3g, 0.03eqiv.), K2CO3 (76g, 2eqiv.), THF (600mL, 0.3M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core a-35을 46g (수율: 68 %)를 얻었다.
(3) Core 35의 합성
둥근 바닥 플라스크에 Core a-35 (45g, 1eqiv.), bis(pinacolato) diboron (37g, 1.2eqiv.), Pd2 (dba)3 (3.3g, 0.03eqiv.), X-Phos (3.5g, 0.06equiv.), KOAc (36g, 2eqiv.)를 Toluene (400mL, 0.3M)에 녹여 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Core 35을 43g (수율: 77 %)를 얻었다.
한편, Core에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 표 1은 Core에 속하는 화합물의 FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
| 화합물 | FD-MS | 화합물 | FD-MS |
| Core1 | m/z=330.18(C22H23BO2=330.23) | Core2 | m/z=338.23(C22H15D8BO2=338.28) |
| Core3 | m/z=339.24(C22H14D9BO2=339.29) | Core4 | m/z=340.24(C22H13D10BO2=340.30) |
| Core5 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core6 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core7 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core8 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core9 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core10 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core11 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core12 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core13 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core14 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core15 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core16 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core17 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core18 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core19 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core20 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core21 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core22 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core23 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core24 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core25 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core26 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core27 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core28 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core29 | m/z=411.24(C28H22D5BO2=411.36) | Core30 | m/z=406.21(C28H27BO2=406.33) |
| Core31 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) | Core32 | m/z=456.23(C32H29BO2=456.39) |
| Core33 | m/z=337.22(C22H16D7BO2=337.28) | Core34 | m/z=463.27(C32H22D7BO2=463.43) |
| Core35 | m/z=463.27(C32H22D7BO2=463.43) |
II. Sub의 합성
상기 <반응식 1>의 Sub는 하기 <반응식 3>의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며 이에 한정된 것은 아니다.
<반응식 3>
1. Sub 1 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (30 g, 2 equiv.), Sub 1-1 (22 g, 1 equiv.), Pd(PPh3)4 (2.3 g, 0.03 equiv.), K2CO3 (28 g, 2 equiv.), Toluene (220 mL, 0.3M), 물을 첨가하고 50°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Sub 1을 12 g (수율: 48%) 얻었다.
2. Sub 2 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (30g, 2equiv.), Sub1-1 (18g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (1.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (23g, 2equiv.), Toluene (180mL, 0.3M), 물을 첨가하고 50°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Sub 2을 11g (수율: 45 %)를 얻었다.
3. Sub 26 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (30g, 2equiv.), Sub 26-1 (22g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (2.3g, 0.03equiv.), K2CO3 (28g, 2equiv.), Toluene (220mL, 0.3M), 물을 첨가하고 50°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Sub 26을 11g (수율: 43 %)를 얻었다.
4. Sub 41 합성 예시
(1) Sub b-41-1의 합성
둥근 바닥 플라스크에 1-bromo-3-iodobenzene (25g, 2eqiv.), naphthalen-1-ylboronic acid (30g, 1eqiv.), Pd(PPh3)4 (3g, 0.03eqiv.), K2CO3 (36g, 2eqiv.), THF (300mL, 0.3M), 물을 첨가하고 80°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 sub b-41-1을 18g (수율: 75 %)를 얻었다.
(2) Sub b-41의 합성
질소를 채운 둥근 바닥 플라스크 1에 Mg(5.3g, 2eqiv.)와 THF (360mL, 0.3M)를 넣고 50°C에서 교반한뒤, sub b-41-1 (20g, 1eqiv.)를 천천히 적가한다. 6시간 후, 교반을 멈추고 주사기를 사용하여 용액을 취한다. 둥근 바닥 플라스크 2에 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine (40g, 2eqiv.)를 THF에 녹이고, Grignard reagent를 천천히 적가하여 12시간 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 sub b-41을 15g (수율: 40 %)를 얻었다.
(3) Sub 41의 합성
둥근 바닥 플라스크에 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (30g, 2equiv.), Sub 26-1 (14g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (1.5g, 0.03equiv.), K2CO3 (18g, 2equiv.), Toluene (140mL, 0.3M), 물을 첨가하고 50°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Sub 41을 9g (수율: 40 %)를 얻었다.
한편, Sub에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 표 2는 Sub에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
| 화합물 | FD-MS | 화합물 | FD-MS |
| sub1 | m/z=393.10(C25H16ClN3=393.87) | sub2 | m/z=443.12(C29H18ClN3=443.93) |
| sub3 | m/z=443.12(C29H18ClN3=443.93) | sub4 | m/z=469.13(C31H20ClN3=469.97) |
| sub5 | m/z=469.13(C31H20ClN3=469.97) | sub6 | m/z=469.13(C31H20ClN3=469.97) |
| sub7 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) | sub8 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) |
| sub9 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) | sub10 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) |
| sub11 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) | sub12 | m/z=543.15(C37H22ClN3=544.05) |
| sub13 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) | sub14 | m/z=493.13(C33H20ClN3=493.99) |
| sub15 | m/z=543.15(C37H22ClN3=544.05) | sub16 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) |
| sub17 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) | sub18 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) |
| sub19 | m/z=543.15(C37H22ClN3=544.05) | sub20 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) |
| sub21 | m/z=519.15 C35H22ClN3=520.03) | sub22 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) |
| sub23 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) | sub24 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) |
| sub25 | m/z=519.15(C35H22ClN3=520.03) | sub26 | m/z=398.13(C25H11D5ClN3=398.90) |
| sub27 | m/z=448.15(C29H13D5ClN3=448.96) | sub28 | m/z=448.15(C29H13D5ClN3=448.96) |
| sub29 | m/z=474.17(C31H15D5ClN3=475.00) | sub30 | m/z=474.17(C31H15D5ClN3=475.00) |
| sub31 | m/z=474.17(C31H15D5ClN3=475.00) | sub32 | m/z=498.17(C33H15D5ClN3=499.02) |
| sub33 | m/z=498.17(C33H15D5ClN3=499.02) | sub34 | m/z=498.17(C33H15D5ClN3=499.02) |
| sub35 | m/z=498.17(C33H15D5ClN3=499.02) | sub36 | m/z=498.17(C33H15D5ClN3=499.02) |
| sub37 | m/z=548.18(C37H17D5ClN3=549.08) | sub38 | m/z=548.18(C37H17D5ClN3=549.08) |
| sub39 | m/z=498.17(C33H15D5ClN3=499.02) | sub40 | m/z=548.18(C37H17D5ClN3=549.08) |
| sub41 | m/z=524.18(C35H17D5ClN3=525.06) | sub42 | m/z=524.18(C35H17D5ClN3=525.06) |
| sub43 | m/z=524.18(C35H17D5ClN3=525.06) | sub44 | m/z=524.18(C35H17D5ClN3=525.06) |
| sub45 | m/z=524.18(C35H17D5ClN3=525.06) |
III.
Final Product의 합성
1. P-1 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 1 (8.4g, 1equiv.), sub 1 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (10.5g, 2equiv.), Toluene (44mL), Ethanol (5mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-1을 11g (수율: 77 %)를 얻었다.
2. P-22 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 6 (10.3g, 1equiv.), sub 1 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (10.5g, 2equiv.), Toluene (85mL), Ethanol (9mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-22을 134g (수율: 83 %)를 얻었다.
3. P-43 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 33 (6.9g, 1equiv.), sub 2 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.7g, 0.03equiv.), K2CO3 (8.5g, 2equiv.), Toluene (68mL), Ethanol (7mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-43을 8.5g (수율: 67 %)를 얻었다.
4. P-63 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 5 (9.5g, 1equiv.), sub 1 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.8g, 0.03equiv.), K2CO3 (9.6g, 2equiv.), Toluene (77mL), Ethanol (8mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-63을 10.4g (수율: 70 %)를 얻었다.
5. P-66 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 17 (9.5g, 1equiv.), sub 1 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.8g, 0.03equiv.), K2CO3 (9.6g, 2equiv.), Toluene (77mL), Ethanol (8mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-66을 9.8g (수율: 66 %)를 얻었다.
6. P-72 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 34 (11.8g, 1equiv.), sub 1 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (10.5g, 2equiv.), Toluene (85mL), Ethanol (8mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-72을 12.9g (수율: 73 %)를 얻었다.
7. P-83 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 5 (10.3g, 1equiv.), sub 26 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (10.4g, 2equiv.), Toluene (84mL), Ethanol (8mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-83을 8.9g (수율: 55 %)를 얻었다.
8. P-92 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 33 (6.4g, 1equiv.), sub 41 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.7g, 0.03equiv.), K2CO3 (7.9g, 2equiv.), Toluene (64mL), Ethanol (6mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-92를 9.8g (수율: 74 %)를 얻었다.
9. P-98 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 6 (8.5g, 1equiv.), sub 26 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (10.4g, 2equiv.), Toluene (84mL), Ethanol (8mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-98을 9.8g (수율: 61 %)를 얻었다.
10. P-102 합성 예시
둥근 바닥 플라스크에 Core 20 (11.4g, 1equiv.), sub 26 (10g, 1equiv.), Pd(PPh3)4 (0.9g, 0.03equiv.), K2CO3 (10.4g, 2equiv.), Toluene (84mL), Ethanol (8mL) 물을 첨가하고 120°C에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 P-102을 9.2g (수율: 53 %)를 얻었다.
한편, 상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 P-1 내지 P-104의 FD-MS 값은 하기 표 3과 같다.
| 화합물 | FD-MS | 화합물 | FD-MS |
| P-1 | m/z=561.22(C41H27N3=561.69) | P-2 | m/z=611.24(C45H29N3=611.75) |
| P-3 | m/z=611.24(C45H29N3=611.75) | P-4 | m/z=637.25(C47H31N3=637.79) |
| P-5 | m/z=637.25(C47H31N3=637.79) | P-6 | m/z=637.25(C47H31N3=637.79) |
| P-7 | m/z=661.25(C49H31N3=661.81) | P-8 | m/z=661.25 (C49H31N3=661.81) |
| P-9 | m/z=711.27(C53H33N3=711.87) | P-10 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-11 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-12 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-13 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-14 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-15 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-16 | m/z=737.28 (C55H35N3=737.91) |
| P-17 | m/z=737.28 (C55H35N3=737.91) | P-18 | m/z=737.28 (C55H35N3=737.91) |
| P-19 | m/z=763.30 (C57H37N3=763.94) | P-20 | m/z=763.30 (C57H37N3=763.94) |
| P-21 | m/z=763.30 (C57H37N3=763.94) | P-22 | m/z=637.25 (C47H31N3=637.79) |
| P-23 | m/z=637.25 (C47H31N3=637.79) | P-24 | m/z=637.25 (C47H31N3=637.79) |
| P-25 | m/z=637.25 (C47H31N3=637.79) | P-26 | m/z=637.25 (C47H31N3=637.79) |
| P-27 | m/z=637.25 (C47H31N3=637.79) | P-28 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-29 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-30 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-31 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-32 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-33 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-34 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-35 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-36 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-37 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-38 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-39 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-40 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) |
| P-41 | m/z=687.27(C51H33N3=687.85) | P-42 | m/z=568.26 (C41H20D7N3=568.73) |
| P-43 | m/z=618.28 (C45H22D7N3=618.79) | P-44 | m/z=618.28 (C45H22D7N3=618.79) |
| P-45 | m/z=644.30 (C47H24D7N3=644.83) | P-46 | m/z=644.30 (C47H24D7N3=644.83) |
| P-47 | m/z=644.30 (C47H24D7N3=644.83) | P-48 | m/z=668.30 (C49H24D7N3=668.85) |
| P-49 | m/z=668.30 (C49H24D7N3=668.85) | P-50 | m/z=718.31 (C53H26D7N3=718.91) |
| P-51 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-52 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-53 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-54 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-55 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-56 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-57 | m/z=770.34 (C57H30D7N3=770.99) | P-58 | m/z=744.33 (C55H28D7N3=744.95) |
| P-59 | m/z=744.33 (C55H28D7N3=744.95) | P-60 | m/z=770.34 (C57H30D7N3=770.99) |
| P-61 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) | P-62 | m/z=770.34 (C57H30D7N3=770.99) |
| P-63 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) | P-64 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) |
| P-65 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) | P-66 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) |
| P-67 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) | P-68 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) |
| P-69 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-70 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-71 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-72 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-73 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-74 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-75 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-76 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-77 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-78 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-79 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-80 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-81 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) | P-82 | m/z=694.31 (C51H26D7N3=694.89) |
| P-83 | m/z=647.31 (C47H21D10N3=647.85) | P-84 | m/z=647.31 (C47H21D10N3=647.85) |
| P-85 | m/z=647.31 (C47H21D10N3=647.85) | P-86 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) |
| P-87 | m/z=573.30 (C41H15D12N3=573.76) | P-88 | m/z=623.31 (C45H17D12N3=623.82) |
| P-89 | m/z=623.31 (C45H17D12N3=623.82) | P-90 | m/z=649.33 (C47H19D12N3=649.86) |
| P-91 | m/z=649.33 (C47H19D12N3=649.86) | P-92 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) |
| P-93 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) | P-94 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) |
| P-95 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) | P-96 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) |
| P-97 | m/z=699.34 (C51H21D12N3=699.92) | P-98 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) |
| P-99 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) | P-100 | m/z=642.28 (C47H26D5N3=642.82) |
| P-101 | m/z=692.30 (C51H28D5N3=692.88) | P-102 | m/z=692.30 (C51H28D5N3=692.88) |
| P-103 | m/z=692.30 (C51H28D5N3=692.88) | P-104 | m/z=692.30 (C51H28D5N3=692.88) |
[합성예 2]
1. N-12 합성예
N-12a (30 g, 0.08 mol), N-12b (34.8 g, 0.08 mol), Pd2(dba)3 (2.3 g, 0.003 mol), NaOt-Bu (24.5 g, 0.25 mol), P(t-Bu)3 (2.1 g, 0.005 mol), Toluene (170mL) 첨가하고, 135℃에서 6시간 반응시켰다. 반응이 종료되면, 상기 표기된 P-1의 분리방법을 이용하여 생성물 N-12 53 g (85.8%)을 얻었다.
2. N-19 합성예
N-19a (50 g, 0.13 mol), N-19b (35 g, 0.13 mol), Pd2(dba)3 (3.6 g, 0.004 mol), NaOt-Bu (37.6 g, 0.40 mol), P(t-Bu)3 (3.2 g, 0.008 mol), Toluene (260mL) 첨가하고, 135℃에서 6시간 반응시켰다. 반응이 종료되면, 상기 표기된 P-1의 분리방법을 이용하여 생성물 N-19 67 g (83.4%)을 얻었다.
3. S-32 합성예
S-32a (10 g, 0.04 mol), S-32b (15.6 g, 0.04 mol), Pd2(dba)3 (1.1 g, 0.001 mol), NaOt-Bu (11.7 g, 0.12 mol), P(t-Bu)3 (1.0 g, 0.002 mol), Toluene (80mL) 첨가하고, 135℃에서 6시간 반응시켰다. 반응이 종료되면, 상기 표기된 P-1의 분리방법을 이용하여 생성물 S-32 18 g (80.8%)을 얻었다.
4. S-74 합성예
S-74a (15 g, 0.06 mol), S-74b (20.9 g, 0.06 mol), Pd2(dba)3 (1.6 g, 0.002 mol), NaOt-Bu (16.9 g, 0.18 mol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 0.004 mol), Toluene (120mL) 첨가하고, 135℃에서 6시간 반응시켰다. 반응이 종료되면, 상기 표기된 P-1의 분리방법을 이용하여 생성물 S-74 27 g (86.4%)을 얻었다.
5. S-104 합성예
S-104a (30 g, 0.13 mol), S-104b (48.2.9 g, 0.13 mol), Pd2(dba)3 (3.5 g, 0.004 mol), NaOt-Bu (36.4 g, 0.38 mol), P(t-Bu)3 (3.1 g, 0.008 mol), Toluene (250mL) 첨가하고, 135℃에서 6시간 반응시켰다. 반응이 종료되면, 상기 표기된 P-1의 분리방법을 이용하여 생성물 S-104 60 g (81.5%)을 얻었다.
한편, 상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 N-1 내지 N-96 및 S-1 내지 S-108의 FD-MS 값은 하기 표 4 및 표 5와 같다.
| 화합물 | FD-MS | 화합물 | FD-MS |
| N-1 | m/z=487.19(C36H25NO=487.6) | N-2 | m/z=553.19(C40H27NS=553.72) |
| N-3 | m/z=563.26(C43H33N=563.74) | N-4 | m/z=602.27(C45H34N2=602.78) |
| N-5 | m/z=517.15(C36H23NOS=517.65) | N-6 | m/z=603.2(C44H29NS=603.78) |
| N-7 | m/z=735.29(C57H37N=735.93) | N-8 | m/z=562.24(C42H30N2=562.72) |
| N-9 | m/z=565.17(C40H23NO3=565.63) | N-10 | m/z=581.14(C40H23NO2S=581.69) |
| N-11 | m/z=823.24(C59H37NS2=824.07) | N-12 | m/z=727.3(C54H37N3=727.91) |
| N-13 | m/z=627.22(C46H29NO2=627.74) | N-14 | m/z=633.16(C44H27NS2=633.83) |
| N-15 | m/z=675.29(C52H37N=675.88) | N-16 | m/z=678.3(C51H38N2=678.88) |
| N-17 | m/z=669.21(C48H31NOS=669.84) | N-18 | m/z=785.22(C56H35NS2=786.02) |
| N-19 | m/z=617.18(C44H27NOS=617.77) | N-20 | m/z=601.2(C44H27NO2=601.71) |
| N-21 | m/z=779.32(C59H41NO=779.98) | N-22 | m/z=583.23(C42H33NS=583.79) |
| N-23 | m/z=679.32(C52H41N=679.91) | N-24 | m/z=726.27(C54H34N2O=726.88) |
| N-25 | m/z=593.18(C42H27NOS=593.74) | N-26 | m/z=774.22(C54H34N2S2=775) |
| N-27 | m/z=557.24(C40H31NO2=557.69) | N-28 | m/z=652.25(C48H32N2O=652.8) |
| N-29 | m/z=619.29(C46H37NO=619.81) | N-30 | m/z=603.2(C44H29NS=603.78) |
| N-31 | m/z=813.3(C62H39NO=814) | N-32 | m/z=784.29(C57H40N2S=785.02) |
| N-33 | m/z=577.2(C42H27NO2=577.68) | N-34 | m/z=607.14(C42H25NS2=607.79) |
| N-35 | m/z=801.34(C62H43N=802.03) | N-36 | m/z=575.24(C42H29N3=575.72) |
| N-37 | m/z=577.2(C42H27NO2=577.68) | N-38 | m/z=607.14(C42H25NS2=607.79) |
| N-39 | m/z=801.34(C62H43N=802.03) | N-40 | m/z=575.24(C42H29N3=575.72) |
| N-41 | m/z=601.2(C44H27NO2=601.71) | N-42 | m/z=471.11(C31H21NS2=471.64) |
| N-43 | m/z=675.29(C52H37N=675.88) | N-44 | m/z=727.3(C54H37N3=727.91) |
| N-45 | m/z=603.2(C44H29NS=603.78) | N-46 | m/z=561.16(C38H27NS2=561.76) |
| N-47 | m/z=799.32(C62H41N=800.02) | N-48 | m/z=702.27(C52H34N2O=702.86) |
| N-49 | m/z=729.27(C54H35NO2=729.88) | N-50 | m/z=785.22(C56H35NS2=786.02) |
| N-51 | m/z=812.32(C62H40N2=813.02) | N-52 | m/z=681.22(C48H31N3S=681.86) |
| N-53 | m/z=615.18(C44H25NO3=615.69) | N-54 | m/z=763.15(C52H29NS3=763.99) |
| N-55 | m/z=593.31(C45H39N=593.81) | N-56 | m/z=840.33(C62H40N4=841.03) |
| N-57 | m/z=657.18(C46H27NO2S=657.79) | N-58 | m/z=824.23(C58H36N2S2=825.06) |
| N-59 | m/z=1195.42(C91H57NS=1196.52) | N-60 | m/z=656.19(C46H28N2OS=656.8) |
| N-61 | m/z=607.16(C42H25NO2S=607.73) | N-62 | m/z=773.2(C54H31NO3S=773.91) |
| N-63 | m/z=1013.4(C79H51N=1014.28) | N-64 | m/z=758.24(C54H34N2OS=758.94) |
| N-65 | m/z=623.14(C42H25NOS2=623.79) | N-66 | m/z=763.16(C52H29NO2S2=763.93) |
| N-67 | m/z=799.2(C56H33NOS2=800.01) | N-68 | m/z=743.23(C54H33NOS=743.92) |
| N-69 | m/z=872.25(C62H36N2O2S=873.04) | N-70 | m/z=772.22(C54H32N2O2S=772.92) |
| N-71 | m/z=830.28(C61H38N2S=831.05) | N-72 | m/z=808.25(C58H33FN2O2=808.91) |
| N-73 | m/z=929.21(C64H35NO3S2=930.11) | N-74 | m/z=963.27(C68H41N3S2=964.22) |
| N-75 | m/z=809.24(C58H35NO2S=809.98) | N-76 | m/z=893.29(C66H39NO3=894.04) |
| N-77 | m/z=794.28(C58H38N2S=795.02) | N-78 | m/z=900.26(C64H40N2S2=901.16) |
| N-79 | m/z=758.28(C55H38N2S=758.98) | N-80 | m/z=1082.37(C81H50N2S=1083.37) |
| N-81 | m/z=573.25(C44H31N=573.74) | N-82 | m/z=649.28(C50H35N=649.84) |
| N-83 | m/z=699.29(C54H37N=699.9) | N-84 | m/z=699.29(C54H37N=699.9) |
| N-85 | m/z=673.28(C52H35N=673.86) | N-86 | m/z=649.28(C50H35N=649.84) |
| N-87 | m/z=625.28(C48H35N=625.82) | N-88 | m/z=673.28(C52H35N=673.86) |
| N-89 | m/z=773.31(C60H39N=773.98) | N-90 | m/z=749.31(C58H39N=749.96) |
| N-91 | m/z=699.29(C54H37N=699.9) | N-92 | m/z=599.26(C46H33N=599.78) |
| N-93 | m/z=639.26(C48H33NO=639.8) | N-94 | m/z=765.25(C57H35NS=765.97) |
| N-95 | m/z=677.31(C52H39N=677.89) | N-96 | m/z=727.3(C54H37N3=727.91) |
| 화합물 | FD-MS | 화합물 | FD-MS |
| S-1 | m/z=408.16(C30H20N2=408.5) | S-2 | m/z=534.21(C40H26N2=534.66) |
| S-3 | m/z=560.23(C42H28N2=560.7) | S-4 | m/z=584.23(C44H28N2=584.72) |
| S-5 | m/z=560.23(C42H28N2=560.7) | S-6 | m/z=634.24(C48H30N2=634.78) |
| S-7 | m/z=610.24(C46H30N2=610.76) | S-8 | m/z=498.17(C36H22N2O=498.59) |
| S-9 | m/z=574.2(C42H26N2O=574.68) | S-10 | m/z=660.26(C50H32N2=660.82) |
| S-11 | m/z=686.27(C52H34N2=686.86) | S-12 | m/z=620.14(C42H24N2S2=620.79) |
| S-13 | m/z=640.2(C46H28N2S=640.8) | S-14 | m/z=560.23(C42H28N2=560.7) |
| S-15 | m/z=558.21(C42H26N2=558.68) | S-16 | m/z=548.19(C40H24N2O=548.65) |
| S-17 | m/z=573.22(C42H27N3=573.7) | S-18 | m/z=564.17(C40H24N2S=564.71) |
| S-19 | m/z=574.2(C42H26N2O=574.68) | S-20 | m/z=564.17(C40H24N2S=564.71) |
| S-21 | m/z=564.17(C40H24N2S=564.71) | S-22 | m/z=813.31(C61H39N3=814) |
| S-23 | m/z=696.26(C53H32N2=696.85) | S-24 | m/z=691.23(C49H29N3O2=691.79) |
| S-25 | m/z=710.27(C54H34N2=710.88) | S-26 | m/z=610.24(C46H30N2=610.76) |
| S-27 | m/z=670.15(C46H26N2S2=670.85) | S-28 | m/z=640.29(C48H36N2=640.83) |
| S-29 | m/z=598.2(C44H26N2O=598.71) | S-30 | m/z=623.24(C46H29N3=623.76) |
| S-31 | m/z=458.18(C34H22N2=458.56) | S-32 | m/z=548.19(C40H24N2O=548.65) |
| S-33 | m/z=508.19(C38H24N2=508.62) | S-34 | m/z=508.19(C38H24N2=508.62) |
| S-35 | m/z=623.24(C46H29N3=623.76) | S-36 | m/z=564.17(C40H24N2S=564.71) |
| S-37 | m/z=627.2(C46H29NS=627.81) | S-38 | m/z=505.1(C34H19NS2=505.65) |
| S-39 | m/z=514.15(C36H22N2S=514.65) | S-40 | m/z=575.17(C42H25NS=575.73) |
| S-41 | m/z=642.21(C46H30N2S=642.82) | S-42 | m/z=575.17(C42H25NS=575.73) |
| S-43 | m/z=606.18(C42H26N2OS=606.74) | S-44 | m/z=575.17(C42H25NS=575.73) |
| S-45 | m/z=551.17(C40H25NS=551.71) | S-46 | m/z=607.14(C42H25NS2=607.79) |
| S-47 | m/z=525.16(C38H23NS=525.67) | S-48 | m/z=642.21(C46H30N2S=642.82) |
| S-49 | m/z=548.19(C40H24N2O=548.65) | S-50 | m/z=473.14(C34H19NO2=473.53) |
| S-51 | m/z=566.15(C39H22N2OS=566.68) | S-52 | m/z=459.16(C34H21NO=459.55) |
| S-53 | m/z=473.14(C34H19NO2=473.53) | S-54 | m/z=523.16(C38H21NO2=523.59) |
| S-55 | m/z=539.13(C38H21NOS=539.65) | S-56 | m/z=548.19(C40H24N2O=548.65) |
| S-57 | m/z=489.12(C34H19NOS=489.59) | S-58 | m/z=545.09(C36H19NOS2=545.67) |
| S-59 | m/z=549.17(C40H23NO2=549.63) | S-60 | m/z=565.15(C40H23NOS=565.69) |
| S-61 | m/z=523.16(C38H21NO2=523.59) | S-62 | m/z=598.2(C44H26N2O=598.71) |
| S-63 | m/z=539.13(C38H21NOS=539.65) | S-64 | m/z=589.15(C42H23NOS=589.71) |
| S-65 | m/z=498.17(C36H22N2O=498.59) | S-66 | m/z=509.18(C38H23NO=509.61) |
| S-67 | m/z=548.19(C40H24N2O=548.65) | S-68 | m/z=549.17(C40H23NO2=549.63) |
| S-69 | m/z=449.12(C32H19NS=449.57) | S-70 | m/z=439.1(C30H17NOS=439.53) |
| S-71 | m/z=647.22(C49H29NO=647.78) | S-72 | m/z=717.28(C52H35N3O=717.87) |
| S-73 | m/z=459.16(C34H21NO=459.55) | S-74 | m/z=533.18(C40H23NO=533.63) |
| S-75 | m/z=525.16(C38H23NS=525.67) | S-76 | m/z=564.17(C40H24N2S=564.71) |
| S-77 | m/z=575.19(C42H25NO2=575.67) | S-78 | m/z=663.22(C49H29NO2=663.78) |
| S-79 | m/z=647.22(C49H29NO=647.78) | S-80 | m/z=496.16(C36H20N2O=496.57) |
| S-81 | m/z=565.15(C40H23NOS=565.69) | S-82 | m/z=505.1(C34H19NS2=505.65) |
| S-83 | m/z=765.25(C56H35NOSi=765.99) | S-84 | m/z=615.17(C44H25NOS=615.75) |
| S-85 | m/z=603.17(C43H25NOS=603.74) | S-86 | m/z=772.29(C59H36N2=772.95) |
| S-87 | m/z=802.33(C61H42N2=803.02) | S-88 | m/z=607.23(C47H29N=607.76) |
| S-89 | m/z=524.23(C39H28N2=524.67) | S-90 | m/z=665.22(C49H31NS=665.85) |
| S-91 | m/z=633.25(C49H31N=633.79) | S-92 | m/z=775.29(C59H37NO=775.95) |
| S-93 | m/z=535.23(C41H29N=535.69) | S-94 | m/z=623.22(C47H29NO=623.76) |
| S-95 | m/z=687.2(C51H29NS=687.86) | S-96 | m/z=735.29(C57H37N=735.93) |
| S-97 | m/z=611.26(C47H33N=611.79) | S-98 | m/z=679.23(C50H33NS=679.88) |
| S-99 | m/z=787.32(C61H41N=788.01) | S-100 | m/z=743.33(C55H41N3=743.95) |
| S-101 | m/z=485.21(C37H27N=485.63) | S-102 | m/z=471.2(C36H25N=471.6) |
| S-103 | m/z=571.19(C43H25NO=571.68) | S-104 | m/z=584.23(C44H28N2=584.72) |
| S-105 | m/z=539.24(C40H21D5N2=539.69) | S-106 | m/z=453.15(C32H15NS=471.6) |
| S-107 | m/z=563.26(C43H26D4NO=563.74) | S-108 | m/z=589.26(C44H23D5N2=584.72) |
[소자데이터]
[실시예 1] 적색유기발광소자 (인광호스트)
합성을 통해 얻은 화합물을 발광층의 발광 호스트 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전계 발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 N1-(naphthalen-2-yl)-N4, N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (이하, 2-TNATA) 막을 진공증착하여 60 nm 두께의 정공주입층을 형성한 후, 정공주입층 위에 정공수송 화합물로서 4,4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (이하, -NPD) 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 발광보조층 재료로서 tris(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)amine (이하, TCTA)를 10 nm 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성하였다. 발광보조층을 형성한 후, 발광보조층 상부에 호스트로서는 화학식 (1)로 표시되는 본 발명화합물 P-1 및 화학식 (2)로 표시되는 본 발명화합물 N-12를 중량비 (5:5)로 사용하였으며, 도판트 물질로 (piq)2Ir(acac)를 95:5 중량비로 도핑하여 30 nm 두께로 발광층을 증착하였다. 이어서 정공저지층으로 (1,1 '-bisphenyl)-4-oleato)bis(2-methyl-8-quinolineoleato)aluminum (이하, BAlq)를 10 nm 두께로 진공증착하고, 전자수송층으로 bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium (이하, BeBq2)을 45 nm 두께로 성막하였다. 이후, 전자주입층으로 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하고, 이어서 Al을 150 nm 두께로 증착하여 음극으로 사용함으로써 유기전계 발광소자를 제조하였다.
[실시예 2] 내지 [실시예 32]
발광층의 호스트 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 6에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고, 본 발명의 화합물 N-12 대신 하기 표 6에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기 발광소자를 제작하였다.
[비교예 1] 및 [비교예 2]
발광층의 호스트 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 비교화합물 A 또는 비교화합물 B를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기 발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 A> <비교화합물 B>
이와 같이 제조된 실시예 및 비교예에 의해 제조된 유기전기소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photo research)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 2500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 하기 표 6은 소자 제작 및 평가한 결과를 나타낸다.
| 제 1 화합물 | 제 2 화합물 | 구동전압 | 전류(mA/cm2) | 효율(cd/A) | T(95) | |
| 비교예1 | 비교화합물A | 화합물 (N-12) | 4.9 | 8.8 | 28.5 | 114.5 |
| 비교예2 | 비교화합물B | 화합물 (N-12) | 5.2 | 11.0 | 22.6 | 102.1 |
| 실시예1 | 화합물 (P-1) | 화합물 (N-12) | 4.8 | 8.1 | 30.8 | 123.8 |
| 실시예2 | 화합물 (P-5) | 화합물 (N-12) | 4.8 | 8.1 | 31.0 | 125.0 |
| 실시예3 | 화합물 (P-22) | 화합물 (N-12) | 4.7 | 7.9 | 31.6 | 123.3 |
| 실시예4 | 화합물 (P-25) | 화합물 (N-12) | 4.7 | 8.3 | 30.1 | 129.1 |
| 실시예5 | 화합물 (P-42) | 화합물 (N-12) | 4.7 | 7.9 | 31.7 | 129.4 |
| 실시예6 | 화합물 (P-63) | 화합물 (N-12) | 4.7 | 7.7 | 32.5 | 127.4 |
| 실시예7 | 화합물 (P-72) | 화합물 (N-12) | 4.7 | 7.6 | 32.8 | 125.5 |
| 실시예8 | 화합물 (P-98) | 화합물 (N-12) | 4.7 | 7.8 | 32.1 | 125.1 |
| 실시예9 | 화합물 (P-1) | 화합물 (N-17) | 4.6 | 7.7 | 32.4 | 131.0 |
| 실시예10 | 화합물 (P-1) | 화합물 (N-82) | 4.7 | 8.0 | 31.1 | 129.4 |
| 실시예11 | 화합물 (P-1) | 화합물 (S-32) | 4.7 | 7.8 | 32.1 | 136.9 |
| 실시예12 | 화합물 (P-1) | 화합물 (S-108) | 4.6 | 7.5 | 33.4 | 139.9 |
| 실시예13 | 화합물 (P-22) | 화합물 (N-17) | 4.5 | 7.5 | 33.2 | 129.8 |
| 실시예14 | 화합물 (P-22) | 화합물 (N-82) | 4.6 | 7.8 | 31.9 | 127.4 |
| 실시예15 | 화합물 (P-22) | 화합물 (S-32) | 4.6 | 7.6 | 32.8 | 134.7 |
| 실시예16 | 화합물 (P-22) | 화합물 (S-108) | 4.5 | 7.3 | 34.1 | 138.7 |
| 실시예17 | 화합물 (P-25) | 화합물 (N-17) | 4.5 | 7.9 | 31.6 | 136.7 |
| 실시예18 | 화합물 (P-25) | 화합물 (N-82) | 4.6 | 8.3 | 30.3 | 134.3 |
| 실시예19 | 화합물 (P-25) | 화합물 (S-32) | 4.6 | 8.0 | 31.2 | 141.7 |
| 실시예20 | 화합물 (P-25) | 화합물 (S-108) | 4.5 | 7.7 | 32.5 | 146.2 |
| 실시예21 | 화합물 (P-42) | 화합물 (N-17) | 4.5 | 7.5 | 33.4 | 136.7 |
| 실시예22 | 화합물 (P-42) | 화합물 (N-82) | 4.6 | 7.8 | 32.0 | 134.3 |
| 실시예23 | 화합물 (P-42) | 화합물 (S-32) | 4.7 | 7.6 | 32.9 | 141.6 |
| 실시예24 | 화합물 (P-42) | 화합물 (S-108) | 4.6 | 7.3 | 34.2 | 145.7 |
| 실시예25 | 화합물 (P-63) | 화합물 (N-17) | 4.4 | 7.3 | 34.2 | 135.3 |
| 실시예26 | 화합물 (P-63) | 화합물 (N-82) | 4.5 | 7.6 | 32.8 | 133.2 |
| 실시예27 | 화합물 (P-63) | 화합물 (S-32) | 4.6 | 7.4 | 33.8 | 140.5 |
| 실시예28 | 화합물 (P-63) | 화합물 (S-108) | 4.5 | 7.1 | 35.1 | 144.4 |
| 실시예29 | 화합물 (P-98) | 화합물 (N-17) | 4.5 | 7.4 | 33.9 | 133.2 |
| 실시예30 | 화합물 (P-98) | 화합물 (N-82) | 4.5 | 7.7 | 32.5 | 130.6 |
| 실시예31 | 화합물 (P-98) | 화합물 (S-32) | 4.6 | 7.5 | 33.5 | 138.0 |
| 실시예32 | 화합물 (P-98) | 화합물 (S-108) | 4.5 | 7.2 | 34.7 | 141.9 |
상기 표 6을 참고하면, 본 발명의 화합물을 발광층 재료로 사용할 경우, 비교화합물 A 또는 비교화합물 B를 사용한 경우에 비해 구동전압이 낮아지고 효율 및 수명이 개선되는 것을 알 수 있다.
상기에서 볼 수 있듯이 복수의 화합물을 혼합하여 발광층의 호스트를 구성할 경우 제 1화합물과 제 2화합물의 종류에 따라 특성이 상이했으며, 제 2화합물에 동일한 화합물을 적용하면 제 1화합물의 종류에 따라 특성 차이가 현저히 나타나는 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 제 2화합물의 종류에 따라 구동전압 및 효율, 수명에서 차이를 보여주고 있다.
비교화합물 A와 본 발명의 화합물을 비교하면 비교화합물 A와 본 발명의 화합물이 유사구조이나 비교화합물 A의 치환기가 -p-페닐-나프틸 구조이며, 본 발명의 화합물의 치환기는 -m-페닐-나프틸 구조이다. 또한, 상기 표 6에서 볼 수 있듯이 본 발명의 화합물을 소자에 적용할 경우 소자의 전체적인 성능이 개선되는 것을 확인할 수 있다.
하기 표 7은 비교화합물 A 및 본 발명의 화합물 P-1을 가우시안 (Gaussian) 프로그램의 DFT Method (B3LYP/6-31g(D))를 이용하여 측정한 데이터이다.
| G.HOMO | G.LUMO | G.BG | G.S1 | G.T1 | |
| 비교화합물 A | -5.7084 | -1.9862 | 3.7222 | 3.3427 | 2.403 |
| P-1 | -5.673 | -1.9682 | 3.7048 | 3.3016 | 2.3999 |
상기 표 7에서 볼 수 있듯이, 비교화합물 A와 비교하면 본 발명의 화합물 P-1은 T1은 유사하나 에너지 밴드갭이 소폭이지만 감소하는 것을 확인할 수 있고, 특히, S1이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 호스트에서 발산되는 에너지의 파장이 증가하게 되며, 레드 도펀트에 에너지를 더 잘 전달되게 된다. 다시 말해서 본 발명의 화합물 P-1의 낮은 S1으로 인해서 도펀트로의 포스터 에너지 전달이 용이해지므로 소자의 전반적인 성능 향상에 영향을 주는 것으로 보인다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300 : 유기전기소자 110 : 제 1전극
120 : 정공주입층 130 : 정공수송층
140 : 발광층 150 : 전자수송층
160 : 전자주입층 170 : 제 2전극
180 : 광효율 개선층 210 : 버퍼층
220 : 발광보조층 320 : 제 1정공주입층
330 : 제 1정공수송층 340 : 제 1발광층
350 : 제 1전자수송층 360 : 제 1전하생성층
361 : 제 2전하생성층 420 : 제 2정공주입층
430 : 제 2정공수송층 440 : 제 2발광층
450 : 제 2전자수송층 CGL : 전하생성층
ST1 : 제 1스택 ST2 : 제 2스택
120 : 정공주입층 130 : 정공수송층
140 : 발광층 150 : 전자수송층
160 : 전자주입층 170 : 제 2전극
180 : 광효율 개선층 210 : 버퍼층
220 : 발광보조층 320 : 제 1정공주입층
330 : 제 1정공수송층 340 : 제 1발광층
350 : 제 1전자수송층 360 : 제 1전하생성층
361 : 제 2전하생성층 420 : 제 2정공주입층
430 : 제 2정공수송층 440 : 제 2발광층
450 : 제 2전자수송층 CGL : 전하생성층
ST1 : 제 1스택 ST2 : 제 2스택
Claims (15)
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물
<화학식 1>
R1, R2 및 R3은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1~C60의 알킬기;이고,
R4는 수소; 중수소; C6~C60의 아릴기; 또는 중수소로 치환된 C6~C60의 아릴기;이며,
L1은 단일결합; 또는 C6~C60의 아릴렌기;이고,
Ar1은 C6~C60의 아릴기이며,
a는 0 내지 5의 정수이고, b는 0 내지 6의 정수이며, c는 0 내지 4의 정수이고, d는 0 내지 7의 정수이며,
여기서, 상기 알킬기, 아릴기 또는 아릴렌기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕시기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 또는 화학식 1-4로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
<화학식 1-3> <화학식 1-4>
{상기 화학식 1-3 및 화학식 1-4에서,
R1, R2, R3, R4, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 청구항 1에서 정의된 바와 동일하며,
d'은 0 내지 6의 정수이고, e는 0 내지 5의 정수이며,
R5는 수소; 또는 중수소;이다.}
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3-1 내지 화학식 1-3-3 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
<화학식 1-3-1> <화학식 1-3-2>
<화학식 1-3-3>
{상기 화학식 1-3-1 내지 화학식 1-3-3에서,
R1, R2, R3, R4, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 청구항 1에서 정의된 바와 동일하며,
d'은 0 내지 6의 정수이고, e는 0 내지 5의 정수이며,
R5는 수소; 또는 중수소;이다.}
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-4-1 내지 화학식 1-4-4 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
<화학식 1-4-1> <화학식 1-4-2>
<화학식 1-4-3> <화학식 1-4-4>
{상기 화학식 1-4-1 내지 화학식 1-4-4에서,
R1, R2, R3, R4, a, b, c, L1 및 Ar1은 상기 청구항 1에서 정의된 바와 동일하며,
d'은 0 내지 6의 정수이고, e는 0 내지 5의 정수이며,
R5는 수소; 또는 중수소;이다.}
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 L1은 하기 화학식 L1 또는 화학식 L2로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
<화학식 L1> <화학식 L2>
{상기 화학식 L1 및 화학식 L2에서,
R6은 수소; 또는 중수소;이며,
f는 0 내지 4의 정수이고, g는 0 내지 6의 정수이고,
*는 결합되는 위치를 의미한다.}
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1은 하기 화학식 Ar1 내지 화학식 Ar3 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
<화학식 Ar1> <화학식 Ar2> <화학식 Ar3>
{상기 화학식 Ar1 내지 화학식 Ar3에서,
R7은 수소; 또는 중수소;이며,
h는 0 내지 5의 정수이고, i는 0 내지 7의 정수이며, j는 0 내지 9의 정수이고,
*는 결합되는 위치를 의미한다.}
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 P-1 내지 P-104 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
- 제 1전극, 제 2전극, 및 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 인광성 발광층으로서 상기 청구항 1의 화학식 1로 표시되는 제 1호스트 화합물 및 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 제 2호스트 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
<화학식 2> <화학식 3>
{상기 화학식 2 또는 화학식 3에서,
L4, L5, L6 및 L7은 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; 및 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택되며,
Ar3, Ar4 및 Ar5는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar6은 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; 및 -L'-N(Rb)(Rc);로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 L'은 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Rb 및 Rc는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕시기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며,
Z는 O, S, CR'R'' 또는 NRa이고,
B는 C6~C20의 아릴기이며,
R' 및 R"은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕시기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며, 또는 R' 및 R"은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
R11 및 R12는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C60의 알킬기; C2~C60의 알켄일기; C2~C60의 알킨일기; C1~C60의 알콕시기; 및 C6~C60의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며, 또는 이웃한 복수의 R11끼리 혹은 복수의 R12끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
n 및 o는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
Ra는 C6~C60의 아릴기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이고,
여기서, 상기 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기 및 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.}
- 제 8항에 있어서, 상기 화학식 2로 나타내는 화합물이 하기 화합물 N-1 내지 N-96 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물
- 제 8항에 있어서, 상기 화학식 3으로 나타내는 화합물이 하기 화합물 S-1 내지 S-108 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물
- 제 8항에 있어서, 상기 제 1전극과 상기 제 2전극의 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 적어도 일면에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함하는 유기전기소자
- 제 8항에 있어서, 상기 유기물층은 제 1전극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
- 제 12항에 있어서, 상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
- 제 8항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치
- 제 14항에 있어서, 상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자 장치
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| CN (1) | CN118084810A (ko) |
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2023
- 2023-11-13 KR KR1020230156534A patent/KR20240081346A/ko unknown
- 2023-11-27 CN CN202311590682.1A patent/CN118084810A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118084810A (zh) | 2024-05-28 |
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