WO2015122711A1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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WO2015122711A1
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백영미
김성무
이창준
신진용
이은정
박호철
김태형
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    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • the present invention relates to a novel organic compound and an organic electroluminescent device comprising the same.
  • the organic electroluminescent device when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected into the organic material layer at the anode, and electrons are injected into the organic material layer at the cathode. When the injected holes and electrons meet, excitons are formed, and when the excitons fall to the ground, they shine.
  • the material included in the organic material layer may be classified into a light emitting material, a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material, and the like according to its function.
  • the light emitting material may be classified into blue, green, and red light emitting materials according to the light emitting color, and yellow and orange light emitting materials required to realize a better natural color.
  • a host / dopant system may be used as a light emitting material to increase luminous efficiency through an increase in color purity and energy transfer.
  • the dopant material may be divided into a fluorescent dopant using an organic material and a phosphorescent dopant using a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • anthracene derivatives are known as fluorescent dopant / host materials used in the light emitting layer.
  • a phosphorescent dopant material used in the light emitting layer metal complex compounds containing Ir such as Firpic, Ir (ppy) 3 , and (acac) Ir (btp) 2 are known, and as a phosphorescent host material, 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is known.
  • the existing materials have advantages in terms of light emission characteristics, but the thermal stability is low due to the low glass transition temperature, and thus the materials are not satisfactory in terms of lifespan of the organic EL device.
  • an object of the present invention is to provide a novel organic compound having a high glass transition temperature and excellent thermal stability.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device comprising the organic compound.
  • the present invention provides a compound represented by the following formula (1) or (2).
  • X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and each independently O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4 ) (Ar 5 ) Wherein at least one of X 1 and X 2 is N (Ar 1 );
  • L 1 is selected from the group consisting of a single bond, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 60 arylene group and a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms,
  • Ar 1 to Ar 5 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 Alkynyl group of -C 40 , substituted or unsubstituted C 6 -C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 -C 40 aryl jade Periodic, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group, substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted Heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 1 to C
  • R 1 to R 4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkene Nyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 Alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 arylamine group, substituted or unsubstituted C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl groups having 3 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstitute
  • an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, arylamine group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, alkylsilyl Group, alkyl boron group, aryl boron group, aryl phosphine group, aryl phosphine oxide group and aryl silyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group , C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 aryl group, an aryloxy group of nuclear atoms aryl of from 5 to 40 heteroaryl group, a C 6 ⁇ C 40, alkyloxy group of C 1 ⁇ C 40 of, C 6 ⁇ C 40 arylamine group, C 3
  • a and c are each independently an integer of 0-4, b is an integer of 0-3, d is an integer of 0-6.
  • the present invention also includes an anode, a cathode and one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic material layers comprises a compound represented by the formula (1)
  • An electroluminescent device is provided.
  • the organic material layer including the compound represented by Chemical Formula 1 may be a phosphorescent light emitting layer, a hole transport layer or an auxiliary light emitting layer.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention may be used as a material of the organic material layer of the organic EL device because of its excellent thermal stability and phosphorescence properties.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention when used as a phosphorescent host material, an organic electroluminescent device having excellent light emission performance, low driving voltage, high efficiency and long life compared to a conventional host material can be manufactured, and furthermore, Full color display panels with improved lifetime can also be manufactured.
  • novel compounds according to the present invention are prepared in the following moieties in dibenzo moieties (dibenzothiophenes, dibenzofurans, dibenzosilols, dibenzoselenophenes, carbazoles or fluorenes) in combination with 5-membered aromatic rings or 5-membered heteroaromatic rings.
  • dibenzo moieties dibenzothiophenes, dibenzofurans, dibenzosilols, dibenzoselenophenes, carbazoles or fluorenes
  • a structure in which a tee is bonded is used as a basic skeleton, and is represented by Formula 1 or Formula 2.
  • Carbazole or benzoacridine moiety (7H-benzo [kl] acridine moiety) has excellent hole transporting ability and has a certain level of hole mobility, so that the compound represented by Chemical Formula 1 or 2 is formed in an organic electric field.
  • an organic material layer specifically, a hole transport layer
  • the organic EL device When applied to the organic material layer of the bonding force between the hole and the electron in the organic material layer (specifically, the light emitting layer) can be increased. Therefore, the light emitting characteristics of the organic EL device can be improved, and at the same time, the carrier injection ability, the transport ability, or the light emission efficiency can be improved.
  • the compound represented by Formula 1 or 2 can limit the excitons formed in the organic material layer to move to another organic material layer (specifically, the excitons formed in the light emitting layer to move to the hole transport layer), the life of the organic EL device And efficiency can also be improved.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 or 2 has various substituents, especially aryl groups and / or heteroaryl groups, so that the molecular weight of the compound is significantly increased, thereby improving the glass transition temperature, and thus the conventional organic material layer material (eg For example, it may have higher thermal stability than CBP).
  • the compound represented by the formula (1) or (2) is effective in suppressing the crystallization of the organic material layer.
  • the performance and lifespan characteristics of the organic EL device may be greatly improved. have.
  • the lifespan of the organic EL device may maximize the performance of the full color OLED panel.
  • L 1 may be a linker of a conventional divalent group known in the art.
  • it may be selected from the group consisting of a single bond, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 arylene group and a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 40 nuclear atoms.
  • Non-limiting examples of the arylene group and hetero arylene group are phenylene group, biphenylene group, naphthylene group, anthracenylene group, indenylene group, pyrantrenylene group, carbazolylene group, thiophenylene group, indolylene group, And a furinylene group, a quinolinyl group, a pyrroylene group, an imidazolylene group, an oxazolylene group, a thiazolylene group, a triazolylene group, a pyridinylene group, a pyrimidinylene group, and the like.
  • L 1 is preferably a single bond, a phenylene group, or a biphenylene group.
  • X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and each independently O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) And Si (Ar 4 ) (Ar 5 ), wherein at least one of X 1 and X 2 is N (Ar 1 ). Specifically, it is preferable when X 1 is N (Ar 1 ).
  • Ar 1 to Ar 5 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl Oxy group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group, substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted A substituted heterocycloalkyl group having 3 to 40 ring atoms, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 al
  • Ar 1 to Ar 5 are each independently a substituted or unsubstituted C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 aryl group and a substituted or unsubstituted nuclear atom 5 to 40 It is preferably selected from the group consisting of a heteroaryl group, more preferably a methyl group or a phenyl group.
  • Ar 1 to Ar 5 and R 1 to R 4 may be selected from the group consisting of hydrogen or the following substituents S1 to S206. However, it is not limited to this.
  • At least one of Ar 1 to Ar 5 is preferably represented by the following general formula (3), and more preferably Ar 1 is represented by the general formula (3).
  • '*' means a site that is combined with nitrogen (N).
  • L may be a conventional divalent group linking group known in the art, for example, a single bond, a substituted or unsubstituted C 6 -C 18 arylene group and a substituted or unsubstituted nuclear atom 5 to 18 It may be selected from the group consisting of a hetero arylene group.
  • L More specific examples of L include a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group, an indenylene group, a pyrantrenylene group, a carbazolylene group, a thiophenylene group, an indolylene group, a furinylene group, and a quinolyne group A niylene group, a pyrrolyylene group, an imidazolylene group, an oxazolylene group, a thiazolylene group, a triazolylene group, a pyridinylene group, a pyrimidinylene group, and the like.
  • L is preferably a single bond, a phenylene group or a biphenylene group.
  • Y 1 to Y 5 are each independently N or C (R 11 ), wherein at least one of Y 1 to Y 5 is preferably N.
  • R 11 is hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 An alkynyl group, a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryloxy group, substituted or Unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group, substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkylsilyl groups, substitute
  • the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkyloxy group, arylamine group of R 11 is cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, alkylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group,
  • the arylphosphine group, the arylphosphine oxide group and the arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 heteroaryl group, the aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 40 C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 40 aryl amine group, C 3 ⁇ C 40 groups of the cycloalkyl
  • Substituents represented by the general formula (3) may be more embodied in any one of a substituent group consisting of a structure (substituent) represented by A-1 to A-15.
  • R 12 is hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 alkenyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 40 An alkynyl group, a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryloxy group, substituted or Unsubstituted C 1 to C 40 alkyloxy group, substituted or unsubstituted C 6 to C 40 arylamine group, substituted or unsubstituted C 3 to C 40 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl groups, substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkylsilyl groups, substitute
  • the arylphosphine group, the arylphosphine oxide group and the arylsilyl group are each independently deuterium, halogen, cyano group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ C 40 heteroaryl group, the aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 40 C 6 ⁇ C 40 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 6 ⁇ C 40 aryl amine group, C 3 ⁇ C 40 groups of the cycloalkyl
  • Formula 3 may be selected from a substituent group consisting of the following structures (substituents).
  • the compound represented by Formula 1 or 2 of the present invention may be more specific with any one of the compounds represented by the following formula 4 to formula 6.
  • X 1 and X 2 , R 1 to R 4, a to d are the same as defined in Chemical Formula 1.
  • X 1 and X 2 are the same or different from each other, and each independently O, S, Se, N (Ar 1 ), C (Ar 2 ) (Ar 3 ) and Si (Ar 4) ) (Ar 5 ), wherein at least one of X 1 and X 2 is N (Ar 1 ),
  • Ar 1 to Ar 5 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 40 aryl group, and a substituted or unsubstituted nuclear atom 5 to 40 Is selected from the group consisting of heteroaryl groups,
  • R 1 to R 4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 40 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group, a substituted or unsubstituted It is selected from the group consisting of a heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms, and a substituted or unsubstituted C 6 ⁇ C 40 arylamine group.
  • Compound represented by the formula (1) of the present invention described above may be more specific to the compounds exemplified below, for example, compounds represented by C-1 to C-300.
  • the compound represented by Formula 1 of the present invention is not limited to the following compounds.
  • Alkyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms, examples of which are methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl and hexyl And the like, but are not limited thereto.
  • alkenyl is a monovalent substituent derived from a C2-C40 straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having one or more carbon-carbon double bonds. Examples thereof include vinyl and allyl. (allyl), isopropenyl, 2-butenyl, and the like, but is not limited thereto.
  • Alkynyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having one or more carbon-carbon triple bonds. Examples thereof include ethynyl, 2-propynyl and the like, but are not limited thereto.
  • Aryl in the present invention means a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 60 carbon atoms combined with a single ring or two or more rings.
  • a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may also be included.
  • Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, and the like.
  • Heteroaryl in the present invention means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 40 nuclear atoms. At least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are simply attached or condensed with each other may also be included, and is also construed to include a form condensed with an aryl group.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl; Polycyclics such as phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl ring; 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • R means aryl having 6 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R 'means 1 to 40 alkyl and has a linear, branched or cyclic structure.
  • alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamine in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Cycloalkyl in the present invention means a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 carbon atoms.
  • Examples of such cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • Heterocycloalkyl in the present invention means a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons is N, O, Substituted with a hetero atom such as S or Se.
  • heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • alkylsilyl means silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted with aryl having 6 to 40 carbon atoms
  • Condensed ring in the present invention means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring or a combination thereof.
  • the compound represented by Formula 1 or Formula 2 of the present invention may be synthesized according to a general synthesis method. Such compounds of the present invention can be synthesized in various ways with reference to the following synthesis examples.
  • organic electroluminescent device comprising the compound represented by the formula (1) or 2 according to the present invention described above.
  • the organic electroluminescent device includes an anode, a cathode, and one or more organic material layers interposed between the anode and the cathode, and at least one of the one or more organic material layers.
  • a compound represented by the formula (1) or (2) includes a compound represented by the formula (1) or (2).
  • the compound may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the one or more organic material layers may be any one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer, wherein at least one organic material layer includes a compound represented by Formula 1 or 2 can do.
  • the organic material layer including the compound of Formula 1 or 2 is preferably a light emitting layer, a hole transport layer or a light emitting auxiliary layer.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescent device of the present invention may include a host material, and may include the compound of Formula 1 or 2 as the host material.
  • the compound of Formula 1 or 2 when included as the light emitting layer material of the organic electroluminescent device, preferably blue, green, or red phosphorescent host material, the binding force between holes and electrons in the light emitting layer is increased, and thus, the organic electroluminescence
  • the efficiency (light emitting efficiency and power efficiency), lifetime, luminance and driving voltage of the device can be improved.
  • the compound represented by Formula 1 or 2 of the present invention when used as the light emitting auxiliary layer, it may be located between the hole transport layer and the light emitting layer. In this case, the compound may be a phosphorescent auxiliary layer. In this case, the luminous efficiency, luminance, power efficiency, thermal stability and lifespan of the device may be improved due to the compound.
  • the structure of the organic EL device of the present invention is not particularly limited, but may be a structure in which a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially stacked.
  • the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting auxiliary layer, the light emitting layer, the electron transport layer and the electron injection layer may include a compound represented by the formula (1), preferably a hole transport layer, light emitting auxiliary layer, light emitting layer It may include a compound represented by the formula (1).
  • the compound of Formula 1 may be used as a phosphorescent host material of the light emitting layer.
  • an electron injection layer may be further stacked on the electron transport layer.
  • the organic electroluminescent device of the present invention may have a structure in which an insulating layer or an adhesive layer is inserted between an electrode and an organic material layer interface.
  • the organic electroluminescent device of the present invention forms an organic material layer and an electrode by a material and a method known in the art, except that at least one layer (preferably a light emitting layer) of the organic material layer includes the compound represented by Chemical Formula 1. It can manufacture.
  • the organic material layer may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • the substrate used in the manufacture of the organic EL device of the present invention is not particularly limited, but silicon wafers, quartz, glass plates, metal plates, plastic films, sheets, and the like may be used.
  • examples of the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDT), polypyrrole or polyaniline; And carbon black, but are not limited thereto.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof.
  • Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb
  • Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene
  • the negative electrode material may be a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead or an alloy thereof; And multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer and the electron transport layer is not particularly limited, and conventional materials known in the art may be used.
  • a target compound C-9 (5.39 g, 71% yield) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 2- (4-bromophenyl) triphenylene (3.82 g, 10.00 mmol) was used instead of bromobenzene. .
  • a target compound was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 2- (3-chlorophenyl) -4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (3.43 g, 10.00 mmol) was used instead of bromobenzene.
  • C-75 (5.35 g, yield 70%) was obtained.
  • a target compound C-109 (4.72 g, 69% yield) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3, except that IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol) was used instead of IC1-1.
  • the target compound C-165 (4.11 g, 67% yield) was obtained by the same method as the synthesis example 11 above.
  • a target compound C-168 (4.89 g, 71% yield) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 12, except that IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol) was used instead of IC1-1.
  • a target compound C-169 (4.75 g, 69% yield) was obtained in the same manner as Synthesis Example 13, except that IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol) was used instead of IC1-1.
  • a target compound C-173 (5.02 g, 73% yield) was obtained by the same method as the synthesis example 14 except that IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol) was used instead of IC1-1.
  • a target compound C-175 (4.96 g, 72% yield) was obtained in the same manner as Synthesis Example 16, except that IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol) was used instead of IC1-1.
  • a target compound C-263 (4.08 g, 65% yield) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 10, except that IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol) was used instead of IC1-1.
  • a glass substrate coated with ITO Indium tin oxide
  • ITO Indium tin oxide
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, etc.
  • UV OZONE cleaner Power sonic 405, Hwasin Tech
  • a green organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that CBP was used instead of Compound C-1 as a light emitting host material when forming the emission layer.
  • Example 1 Sample Host Driving voltage (V) EL peak (mm) Current efficiency (cd / A) Example 1 C-1 6.70 517 41.2 Example 2 C-7 6.66 518 40.7 Example 3 C-9 6.55 517 39.9 Example 4 C-11 6.70 516 40.1 Example 5 C-12 6.60 518 39.6 Example 6 C-16 6.68 518 39.3 Example 7 C-19 6.65 517 40.7 Example 8 C-30 6.68 518 39.9 Example 9 C-62 6.65 517 41.1 Example 10 C-63 6.50 517 41.1 Example 11 C-65 6.55 518 41.4 Example 12 C-68 6.50 518 41.5 Example 13 C-69 6.60 516 41.9 Example 14 C-73 6.55 518 41.3 Example 15 C-74 6.45 517 42.1 Example 16 C-75 6.60 518 42.3 Example 17 C-101 6.71 518 39.1 Example 18 C-107 6.67 517 39.1 Example 19 C-109 6.58 516 38.9 Example 20 C-111 6.76 518 40.1 Example 21 C-112 6.72 517
  • the green organic EL device of Examples 1-48 using the compound according to the present invention as the light emitting layer of the green organic EL device was compared with the green organic EL device of Comparative Example 1 using the conventional CBP. It was found that the better performance in terms of efficiency and driving voltage.

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 상기 유기물층에 포함되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
상기 발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색의 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색의 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한 색순도의 증가와 에너지 전이를 통해 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 물질로서 호스트/도판트 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. 이때 인광 도판트는 이론적으로 형광 도판트에 비해 최대 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재 발광층에 사용되는 형광 도판트/호스트 물질로는 안트라센 유도체들이 알려져 있다. 또한 발광층에 사용되는 인광 도판트 물질로는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등의 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 알려져 있고, 인광 호스트 물질로는 4,4-dicarbazolybiphenyl(CBP)가 알려져 있다. 그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 떨어지기 때문에 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 유리 전이온도가 높으며 열적 안정성이 우수한 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2015001454-appb-I000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2015001454-appb-I000002
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서,
X1 및 X2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되고, 이때 X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이고;
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
R1 내지 R4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
상기 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4에서, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있고, 이때 복수개의 치환기로 치환될 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
a 및 c는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, b는 0 내지 3의 정수이며, d는 0 내지 6의 정수이다.
또한 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 인광 발광층, 정공수송층 또는 발광보조층일 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 인광 특성이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 인광 호스트 재료로 사용할 경우 종래 호스트 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 가지는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
<신규 유기 화합물>
본 발명에 따른 신규 화합물은 5원 방향족환 또는 5원 헤테로방향족환과 결합한 디벤조모이어티(디벤조싸이오펜, 디벤조퓨란, 디벤조실롤, 디벤조셀레노펜, 카바졸 또는 플루오렌)에 하기 모이어티가 결합된 구조를 기본 골격으로 하며, 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 한다.
Figure PCTKR2015001454-appb-I000003
카바졸 혹은 벤조아크리딘 모이어티(7H-benzo[kl]acridine moiety)는 정공 수송능이 우수하여 일정 수준 이상의 정공 이동도(Hole mobility)를 가지기 때문에 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층(구체적으로, 정공 수송층)에 적용할 경우 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물과 같이 삼중항 에너지가 높은 기본 골격에 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)가 결합된 경우, 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 가지기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층에 적용할 경우 유기물층(구체적으로, 발광층)에서의 정공과 전자의 결합력이 높아질 수 있다. 따라서 유기 EL 소자의 발광특성을 향상시킴과 동시에, 캐리어 주입 능력, 수송 능력 또는 발광효율도 개선할 수 있다.
아울러, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 유기물층에서 형성된 엑시톤이 다른 유기물층으로 이동하는 것을(구체적으로, 발광층에서 형성된 엑시톤이 정공수송층으로 이동하는 것) 제한할 수 있으므로, 유기 전계 발광 소자의 수명 및 효율도 향상시킬 수 있다.
나아가 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 다양한 치환체, 특히 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 도입되어 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리 전이온도가 향상되고, 이로 인해 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 또 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다.
따라서 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 유기물층(구체적으로, 정공 수송층, 발광보조층 또는 발광층)에 적용할 경우 유기 전계 발광 소자의 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있다. 또한 이러한 유기 전계 발광 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물에서, L1은 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(linker)일 수 있다. 일례로, 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 아릴렌기와 헤테로아릴렌기의 비제한적인 예로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 등을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 L1은 단일결합, 페닐렌기, 또는 비페닐렌기인 것이 바람직하다.
본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물에서, X1 및 X2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되고, 이때 X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이다. 구체적으로, X1이 N(Ar1)일 때 바람직하다.
또한 Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
구체적으로, Ar1 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하며, 메틸기 또는 페닐기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 L1, Ar1~Ar5, 및 R1~R4에서, "치환 또는 비치환된" 용어가 기재된 치환기, 일례로 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다. 이때 복수 개의 치환기가 치환되는 경우 이들은 각각 서로 동일하거나 상이하다.
보다 구체적으로, Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4는 수소 또는 하기 치환기 S1 내지 S206으로 이루어진 치환체 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2015001454-appb-I000004
Figure PCTKR2015001454-appb-I000005
Figure PCTKR2015001454-appb-I000006
Figure PCTKR2015001454-appb-I000007
Figure PCTKR2015001454-appb-I000008
Figure PCTKR2015001454-appb-I000009
한편 본 발명에서 유기 전계 발광 소자의 성능을 고려할 때, Ar1 내지 Ar5 중 적어도 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 것이 바람직하며, 특히 Ar1이 화학식 3으로 표시되는 것이 보다 바람직하다.
이때 '*'는 질소(N)과 결합되는 부위를 의미한다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2015001454-appb-I000010
상기 화학식 3에서,
L은 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기일 수 있으며, 일례로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C18의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 L의 보다 구체적인 예로는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 등이 있다. 상기 화학식 3에서, L은 단일결합, 페닐렌기 또는 비페닐렌기인 것이 바람직하다.
Y1 내지 Y5는 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이며, 이때 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N인 것이 바람직하다.
R11은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있다.
상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다. 여기서 복수개의 치환기로 치환될 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 치환체는, 하기 A-1 내지 A-15로 표시되는 구조(치환체)로 이루어진 치환체 군 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다.
Figure PCTKR2015001454-appb-I000011
상기 A-1 내지 A-15에서,
L 및 R11은 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
이때 C(R11)이 복수 개인 경우 복수개의 R11은 서로 동일하거나 상이하며,
R12는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고, n은 1 내지 4의 정수이다.
상기 R12의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다. 여기서 복수개의 치환기로 치환될 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 3은 하기 구조(치환체)로 이루어진 치환체 군에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2015001454-appb-I000012
Figure PCTKR2015001454-appb-I000013
본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 화합물 중 어느 하나로 보다 구체화 될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2015001454-appb-I000014
[화학식 5]
Figure PCTKR2015001454-appb-I000015
[화학식 6]
Figure PCTKR2015001454-appb-I000016
상기 화학식 4 내지 화학식 6에서,
X1 및 X2, R1 내지 R4, a 내지 d는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, X1 및 X2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되며, 이때 X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이며,
Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, C6~C40의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
R1 내지 R4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다.
이상에서 설명한 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 예시된 화합물들, 일례로 C-1 내지 C-300으로 표시되는 화합물들로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화합물들로 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2015001454-appb-I000017
Figure PCTKR2015001454-appb-I000018
Figure PCTKR2015001454-appb-I000019
Figure PCTKR2015001454-appb-I000020
Figure PCTKR2015001454-appb-I000021
Figure PCTKR2015001454-appb-I000022
Figure PCTKR2015001454-appb-I000023
Figure PCTKR2015001454-appb-I000024
Figure PCTKR2015001454-appb-I000025
Figure PCTKR2015001454-appb-I000026
Figure PCTKR2015001454-appb-I000027
Figure PCTKR2015001454-appb-I000028
Figure PCTKR2015001454-appb-I000029
Figure PCTKR2015001454-appb-I000030
본 발명에서의 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60의 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 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "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, 2이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함하는 것으로 해석한다. 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; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로 상기 R은 탄소수 6 내지 60의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로 상기 R'는 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함하는 것으로 해석한다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "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 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서의 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다. 이러한 본 발명의 화합물은 하기 합성예를 참조하여 다양하게 합성할 수 있다.
<유기 전계 발광 소자>
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 정공수송층 또는 발광보조층인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 화학식 1 또는 2의 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. 한편 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물이 발광보조층으로 사용되는 경우, 정공 수송층과 발광층 사이에 위치할 수 있다. 이때 상기 화합물은 인광 발광보조층일 수 있다. 이 경우, 상기 화합물로 인해 소자의 발광효율, 휘도, 전력효율, 열적 안정성 및 수명이 향상될 수 있다.
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 정공수송층, 발광보조층, 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 발광층의 인광 호스트 재료로 이용될 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 상기 유기물층 중 1층 이상(바람직하게는 발광층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당업계에 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 제조 시 사용되는 기판은 특별히 한정되지 않으나, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등을 사용할 수 있다.
또, 양극 물질로는 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 물질로는 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 알려진 통상의 물질을 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] IC1-1의 합성
<단계 1> 8-(3-chlorophenyl)naphthalen-1-amine의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000031
질소 기류 하에서 8-bromonaphthalen-1-amine (13.3 g, 60.0 mmol)과 3-chlorophenylboronic acid (10.3 g, 66.0 mmol), NaOH (7.20 g, 180.0 mmol) 및 THF/H2O (80 ml/40 ml)를 혼합한 다음, Pd(PPh3)4 (3.48 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 8-(3-chlorophenyl)naphthalen-1-amine (13.2 g, 수율 87 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 5.74 (s, 2H), 6.68 (d, 1H), 7.12 (t, 1H), 7.52 (m, 4H), 7.77 (m, 2H), 7.95 (d, 1H), 8.40 (d, 1H)
<단계 2> 1-azido-8-(3-chlorophenyl)naphthalene의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000032
8-(3-chlorophenyl)naphthalen-1-amine (11.4 g, 45.0 mmol)에 5% HCl 150 ml 를 넣고 30분 동안 교반하고, 0℃에서 NaNO2 (3.73 g, 54.0 mmol)를 물 30 ml 에 녹여서 천천히 넣어준 뒤 30분 동안 교반하였다. 그리고 0℃에서 NaN3 (3.51 g, 54.0 mmol)를 물 30 ml 에 녹여서 천천히 넣어준 뒤 상온에서 1시간 동안 교반하고, NaHCO3로 중화하였다.
그리고 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 1-azido-8-(3-chlorophenyl)naphthalene (8.69 g, 수율 69%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.43 (m, 2H), 7.53 (m, 2H), 7.71 (m, 3H), 8.00 (m, 2H), 8.41 (d, 1H)
<단계 3> 10-chloro-7H-benzo[kl]acridine의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000033
1-azido-8-(3-chlorophenyl)naphthalene (8.39 g, 30.0 mmol)를 1,2-Dichlorobenzene 100 ml 에 녹여서 180℃에서 2시간 동안 교반하였다. 그리고 유기층 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 10-chloro-7H-benzo[kl]acridine (3.93 g, 수율 52%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.43 (d, 1H), 6.84 (m, 2H), 6.89 (d, 1H), 7.13 (d, 1H), 7.25 (m, 2H), 7.47 (d, 1H), 7.75 (d, 1H), 9.79 (s, 1H)
<단계 4> 10-chloro-7-phenyl-7H-benzo[kl]acridine의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000034
질소 기류 하에서 10-chloro-7H-benzo[kl]acridine (5.79 g, 23.0 mmol), iodobenzene (14.1 g, 69.0 mmol), Cu powder (0.15 g, 2.30 mmol), K2CO3 (6.30 g, 46.0 mmol), Na2SO4 (6.50 g, 46.0 mmol), nitrobenzene (150 ml)를 혼합하고 200℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리하여 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 10-chloro-7-phenyl-7H-benzo[kl]acridine (5.58 g, 수율 74%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.68 (m, 3H), 6.94 (m, 2H), 7.22 (m, 4H), 7.59 (m, 2H), 7.78 (d, 1H), 8.00 (d, 1H), 8.41 (d, 1H)
<단계 5> IC1-1의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000035
질소 기류 하에서 10-chloro-7-phenyl-7H-benzo[kl]acridine (4.92 g, 15.0 mmol)과 9H-carbazol-3-ylboronic acid (4.22 g, 20.0 mmol), NaOH (1.80 g, 45.0 mmol) 및 THF/H2O (80 ml/40 ml)를 혼합한 다음, Pd(PPh3)4 (0.87 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 IC1-1 (6.33 g, 수율 92 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.64 (m, 3H), 6.98 (m, 2H), 7.22 (m, 3H), 7.42 (m, 2H), 7.52 (m, 4H), 7.65 (m, 2H), 7.79 (m, 2H), 7.98 (d, 1H), 8.12 (d, 1H), 8.40 (d, 1H), 10.02 (s, 1H)
[준비예 2] IC1-2의 합성
<단계 1> N-(8-bromonaphthalen-1-yl)acetamide의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000036
8-bromonaphthalen-1-amine (13.3 g, 60.0 mmol)과 acetic anhydride (5.6 ml, 60.0 mmol)를 Pyridine 50 ml에 넣고 100℃에서 1시간 동안 교반하였다. 유기층을 농축 후 HCl 200 ml를 넣고 고체를 필터하였다. AcOH 40 ml에 녹인 후 H2O 40 ml에 재결정하여 N-(8-bromonaphthalen-1-yl)acetamide (13.5 g, 수율 85 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 2.06 (s, 3H), 7.34 (m, 2H), 7.52 (t, 1H), 7.81 (d, 1H), 7.90 (d, 1H), 7.96 (d, 1H), 9.82 (s, 1H)
<단계 2> N-(8-(5-chloro-2-methoxyphenyl)naphthalen-1-yl)acetamide의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000037
질소 기류 하에서 N-(8-bromonaphthalen-1-yl)acetamide (7.92 g, 30.0 mmol)과 5-chloro-2-methoxyphenylboronic acid (6.15 g, 33.0 mmol), Na2CO3 (9.54 g, 90.0 mmol) 및 DME/H2O (120 ml/60 ml)를 혼합한 다음, Pd(PPh3)4 (1.74 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 2시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-(8-(5-chloro-2-methoxyphenyl)naphthalen-1-yl)acetamide (8.50 g, 수율 87 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.37 (s, 3H), 3.59 (s, 3H), 7.04 (d, 1H), 7.22 (m, 3H), 7.33 (d, 1H), 7.55 (m, 2H), 7.94 (d, 1H), 8.01 (d, 1H), 8.85 (s, 1H)
<단계 3> 10-chlorobenzo[kl]xanthene의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000038
N-(8-(5-chloro-2-methoxyphenyl)naphthalen-1-yl)acetamide (8.14 g, 25.0 mmol)을 HBr 100 ml와 AcOH 60 ml에 넣고 100℃에서 6시간 동안 교반하였다. NaHCO3로 중화시킨 다음, 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 10-chlorobenzo[kl]xanthene (4.11 g, 수율 65 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.06 (d, 1H), 7.25 (d, 1H), 7.47 (m, 3H), 7.56 (t, 1H), 7.79 (d, 1H), 7.97 (d, 1H), 8.20 (s, 1H)
<단계 4> IC2-2의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000039
질소 기류 하에서 10-chlorobenzo[kl]xanthene (3.79 g, 15.0 mmol)과 9H-carbazol-3-ylboronic acid (4.22 g, 20.0 mmol), NaOH (1.80 g, 45.0 mmol) 및 THF/H2O (80 ml/40 ml)를 혼합한 다음, Pd(PPh3)4 (0.87 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 IC1-2 (5.06 g, 수율 88 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.99 (d, 1H), 7.15 (t, 1H), 7.25 (d, 1H), 7.45 (m, 6H), 7.72 (m, 3H), 8.08 (d, 1H), 8.22 (d, 1H), 8.38 (s, 1H), 8.56 (s, 1H), 11.29 (s, 1H)
[준비예 3] IC1-3의 합성
<단계 1> N-(8-(5-chloro-2-(methylthio)phenyl)naphthalen-1-yl)acetamide의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000040
질소 기류 하에서 N-(8-bromonaphthalen-1-yl)acetamide (7.92 g, 30.0 mmol)과 5-chloro-2-(methylthio)phenylboronic acid (6.68 g, 33.0 mmol), Na2CO3 (9.54 g, 90.0 mmol) 및 DME/H2O (120 ml/60 ml)를 혼합한 다음, Pd(PPh3)4 (1.74 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 2시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-(8-(5-chloro-2-(methylthio)phenyl)naphthalen-1-yl)acetamide (8.30 g, 수율 81 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 1.43 (s, 3H), 3.72 (s, 3H), 7.08 (d, 1H), 7.25 (m, 3H), 7.33 (d, 1H), 7.57 (m, 2H), 7.94 (d, 1H), 8.02 (d, 1H), 8.89 (s, 1H)
<단계 2> 10-chlorobenzo[kl]thioxanthene의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000041
N-(8-(5-chloro-2-(methylthio)phenyl)naphthalen-1-yl)acetamide (8.55 g, 25.0 mmol)을 HBr 100 ml와 AcOH 60 ml에 넣고 100℃에서 6시간 동안 교반하였다. NaHCO3로 중화시킨 다음, 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 10-chlorobenzo[kl]thioxanthene (4.57 g, 수율 68 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.11 (d, 1H), 7.29 (d, 1H), 7.49 (m, 3H), 7.56 (t, 1H), 7.82 (d, 1H), 7.99 (d, 1H), 8.24 (s, 1H)
<단계 3> IC2-3의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000042
질소 기류 하에서 10-chlorobenzo[kl]thioxanthene (4.03 g, 15.0 mmol)과 9H-carbazol-3-ylboronic acid (4.22 g, 20.0 mmol), NaOH (1.80 g, 45.0 mmol) 및 THF/H2O (80 ml/40 ml)를 혼합한 다음, Pd(PPh3)4 (0.87 g, 5 mol%)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 IC1-3 (4.85 g, 수율 81 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.95 (d, 1H), 7.22 (m, 2H), 7.46 (m, 6H), 7.77 (m, 3H), 8.08 (d, 1H), 8.20 (d, 1H), 8.39 (s, 1H), 8.53 (s, 1H), 11.22 (s, 1H)
[합성예 1] C-1의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000043
IC1-1 (4.58 g, 10.00 mmol), bromobenzene (1.56 g, 10.00 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.5 mmol), (t-Bu)3P (0.40 g, 2.0 mmol), sodium tert-butoxide (2.88 g, 30.0 mmol) 을 50 ml toluene 에 넣고 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C-1 (4.32 g, 수율 81 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 534
[합성예 2] C-7의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000044
bromobenzene 대신 1-bromo-3,5-diphenylbenzene (3.08 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-7 (5.14g, 수율 75 %)를 얻었다.
MS [M+1]+ 686
[합성예 3] C-9의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000045
bromobenzene 대신 2-(4-bromophenyl)triphenylene (3.82 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-9 (5.39g, 수율 71 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 760
[합성예 4] C-11의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000046
bromobenzene 대신 3'-bromobiphenyl-3-carbonitrile (2.56 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-11 (5.01g, 수율 79 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 635
[합성예 5] C-12의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000047
bromobenzene 대신 4-(4-bromophenyl)dibenzo[b,d]thiophene (3.37 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-12 (4.86g, 수율 68 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 716
[합성예 6] C-16의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000048
bromobenzene 대신 4-bromo-N,N-diphenylaniline (3.23 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-16 (5.46g, 수율 78 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 701
[합성예 7] C-19의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000049
bromobenzene 대신 3-chloro-4,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole (2.55 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-19 (5.41g, 수율 80 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 677
[합성예 8] C-30의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000050
bromobenzene 대신 3-bromo-9-phenyl-9H-carbazole (3.21 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-30 (5.24g, 수율 75 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 699
[합성예 9] C-62의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000051
bromobenzene 대신 2-chloro-4,6-diphenylpyrimidine (2.66 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-62 (5.50g, 수율 80 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 688
[합성예 10] C-63의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000052
bromobenzene 대신 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine (2.66 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-63 (5.16g, 수율 75 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 688
[합성예 11] C-65의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000053
bromobenzene 대신 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (2.67 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-65 (4.82g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 689
[합성예 12] C-68의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000054
bromobenzene 대신 2-(4-chlorophenyl)-4,6-diphenylpyrimidine (3.42 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-68 (4.96g, 수율 65 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 764
[합성예 13] C-69의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000055
bromobenzene 대신 4-(4-chlorophenyl)-2,6-diphenylpyrimidine (3.42 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-69 (4.58g, 수율 60 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 764
[합성예 14] C-73의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000056
bromobenzene 대신 2-(3-chlorophenyl)-4,6-diphenylpyrimidine (3.42 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-73 (4.96g, 수율 65 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 764
[합성예 15] C-74의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000057
bromobenzene 대신 4-(3-chlorophenyl)-2,6-diphenylpyrimidine (3.42 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-74 (6.11g, 수율 80 %)를 얻었다.
MS [M+1]+ 764
[합성예 16] C-75의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000058
bromobenzene 대신 2-(3-chlorophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (3.43 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-75 (5.35g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 765
[합성예 17] C-101의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000059
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-101 (3.44g, 수율 75 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 459
[합성예 18] C-107의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000060
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 2와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-107 (4.09g, 수율 67 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 611
[합성예 19] C-109의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000061
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 3과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-109 (4.72g, 수율 69 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 685
[합성예 20] C-111의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000062
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 4와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-111 (4.25g, 수율 76 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 560
[합성예 21] C-112의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000063
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-112 (4.55g, 수율 71 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 641
[합성예 22] C-116의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000064
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 6과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-116 (4.25g, 수율 68 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 626
[합성예 23] C-119의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000065
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 7과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-119 (4.21g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 602
[합성예 24] C-130의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000066
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 8과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-130 (4.62g, 수율 74 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 624
[합성예 25] C-162의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000067
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 9와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-162 (4.53g, 수율 73 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 613
[합성예 26] C-163의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000068
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-163 (4.29g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 613
[합성예 27] C-165의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000069
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 11과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-165 (4.11g, 수율 67 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 614
[합성예 28] C-168의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000070
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 12와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-168 (4.89g, 수율 71 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 689
[합성예 29] C-169의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000071
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 13과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-169 (4.75g, 수율 69 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 689
[합성예 30] C-173의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000072
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 14와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-173 (5.02g, 수율 73 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 689
[합성예 31] C-174의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000073
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 15와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-174 (4.82g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 689
[합성예 32] C-175의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000074
IC1-1 대신 IC1-2 (3.83 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 16과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-175 (4.96g, 수율 72 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 690
[합성예 33] C-201의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000075
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-201 (3.46g, 수율 73 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 475
[합성예 34] C-207의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000076
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 2와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-207 (4.38g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 627
[합성예 35] C-209의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000077
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 3과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-209 (5.32g, 수율 76 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 701
[합성예 36] C-211의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000078
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 4와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-211 (4.14g, 수율 72 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 576
[합성예 37] C-212의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000079
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 5와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-212 (4.92g, 수율 75 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 657
[합성예 38] C-216의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000080
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 6과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-216 (4.42g, 수율 69 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 642
[합성예 39] C-219의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000081
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 7과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-219 (4.38g, 수율 71 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 618
[합성예 40] C-230의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000082
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 8과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-230 (4.73g, 수율 74 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 640
[합성예 41] C-262의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000083
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 9와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-262 (4.40g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 629
[합성예 42] C-263의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000084
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 10과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-263 (4.08g, 수율 65 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 629
[합성예 43] C-265의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000085
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 11과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-265 (4.53g, 수율 72 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 630
[합성예 44] C-268의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000086
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 12와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-268 (5.00g, 수율 71 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 705
[합성예 45] C-269의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000087
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 13과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-269 (4.86g, 수율 69 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 705
[합성예 46] C-273의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000088
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 14와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-273 (5.14g, 수율 73 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 705
[합성예 47] C-274의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000089
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 15와 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-274 (4.93g, 수율 70 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 705
[합성예 48] C-275의 합성
Figure PCTKR2015001454-appb-I000090
IC1-1 대신 IC1-3 (3.99 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 합성예 16과 동일한 방법을 수행하여 목적 화합물 C-275 (5.22g, 수율 74 %)을 얻었다.
MS [M+1]+ 706
[실시예 1 ~ 48] 녹색 유기 EL 소자의 제작
합성예 1~48 에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 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)/ C-1 ~ C-26의 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 PCTKR2015001454-appb-I000091
Figure PCTKR2015001454-appb-I000092
[비교예 1] 녹색 유기 EL 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 C-1 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
[평가예]
실시예 1 ~ 48 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.
표 1
샘플 호스트 구동 전압 (V) EL 피크 (mm) 전류효율 (cd/A)
실시예 1 C-1 6.70 517 41.2
실시예 2 C-7 6.66 518 40.7
실시예 3 C-9 6.55 517 39.9
실시예 4 C-11 6.70 516 40.1
실시예 5 C-12 6.60 518 39.6
실시예 6 C-16 6.68 518 39.3
실시예 7 C-19 6.65 517 40.7
실시예 8 C-30 6.68 518 39.9
실시예 9 C-62 6.65 517 41.1
실시예 10 C-63 6.50 517 41.1
실시예 11 C-65 6.55 518 41.4
실시예 12 C-68 6.50 518 41.5
실시예 13 C-69 6.60 516 41.9
실시예 14 C-73 6.55 518 41.3
실시예 15 C-74 6.45 517 42.1
실시예 16 C-75 6.60 518 42.3
실시예 17 C-101 6.71 518 39.1
실시예 18 C-107 6.67 517 39.1
실시예 19 C-109 6.58 516 38.9
실시예 20 C-111 6.76 518 40.1
실시예 21 C-112 6.72 517 40.0
실시예 22 C-116 6.71 517 41.0
실시예 23 C-119 6.72 518 38.9
실시예 24 C-130 6.76 517 39.1
실시예 25 C-162 6.60 518 41.3
실시예 26 C-163 6.50 517 41.0
실시예 27 C-165 6.55 517 41.5
실시예 28 C-168 6.50 516 41.8
실시예 29 C-169 6.55 518 41.9
실시예 30 C-173 6.55 517 41.3
실시예 31 C-174 6.50 517 42.1
실시예 32 C-175 6.45 518 42.3
실시예 33 C-201 6.70 517 39.1
실시예 34 C-207 6.67 518 39.1
실시예 35 C-209 6.65 517 38.9
실시예 36 C-211 6.70 518 40.1
실시예 37 C-212 6.70 517 40.0
실시예 38 C-216 6.71 517 41.0
실시예 39 C-219 6.72 517 38.9
실시예 40 C-230 6.75 516 39.1
실시예 41 C-262 6.65 518 42.0
실시예 42 C-263 6.50 517 41.9
실시예 43 C-265 6.55 517 41.4
실시예 44 C-268 6.50 518 41.5
실시예 45 C-269 6.45 517 41.9
실시예 46 C-273 6.50 518 41.8
실시예 47 C-274 6.45 517 42.2
실시예 48 C-275 6.50 517 42.1
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 녹색 유기 EL 소자의 발광층으로 사용하는 실시예 1-48의 녹색 유기 EL 소자는 종래 CBP를 사용한 비교예 1의 녹색 유기 EL 소자와 비교해 볼 때 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000093
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000094
    상기 화학식 1 또는 화학식 2에서,
    X1 및 X2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 O, S, Se, N(Ar1), C(Ar2)(Ar3) 및 Si(Ar4)(Ar5)로 이루어진 군에서 선택되고, 이때 X1 및 X2 중 적어도 하나는 N(Ar1)이고;
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ar1 내지 Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R1 내지 R4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
    상기 Ar1 내지 Ar5 및 R1 내지 R4에서, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있고, 이때 복수 개의 치환기로 치환될 경우 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
    a 및 c는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, b는 0 내지 3의 정수이며, d는 0 내지 6의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar5은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar5 중 적어도 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000095
    상기 화학식 3에서,
    L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C18의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Y1 내지 Y5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(R11)이며, 이때 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N이며,
    R11은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
    상기 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다.
  4. 제3항에 있어서, 상기 화학식 3는 하기 화학식 A-1 내지 A-15로 표시되는 구조로 이루어진 치환체 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000096
    상기 화학식 A-1 내지 A-15에서,
    L1 및 R11은 제3항에서 정의한 바와 같고, 이때, 복수 개의 R11은 서로 동일하거나 상이하며,
    R12는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C40의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C3~C40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고,
    상기 R12의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있으며,
    n은 1 내지 4의 정수이다.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1 또는 화학식 2는 하기 화학식 4 내지 화학식 6 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물.
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000097
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000098
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2015001454-appb-I000099
    상기 화학식 4 내지 화학식 6에서,
    X1 및 X2, R1 내지 R4, a 내지 d는 각각 제1항에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 정공수송층 또는 발광보조층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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