WO2019074322A1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광 소자 Download PDF

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WO2019074322A1
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unsubstituted
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carbon atoms
compound
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이순창
김성훈
이태완
이동훈
박성민
허정회
김진성
곽태호
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머티어리얼사이언스 주식회사
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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an organic electroluminescent device including an organic compound having excellent chemical stability, charge mobility, and an interface property with an electrode or an adjacent layer, , External quantum efficiency (EQE), and the like.
  • EQE External quantum efficiency
  • Organic electroluminescent devices are simpler in structure than conventional flat panel display devices such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and a field emission display (FED) And has a high response speed and a low driving voltage, so that it is being actively developed to be used as a light source for a flat panel display such as a wall-mounted TV or a backlight of a display, a lighting, and a billboard.
  • LCD liquid crystal display
  • PDP plasma display panel
  • FED field emission display
  • an organic electroluminescent device has a structure including a cathode (electron injection electrode), an anode (hole injection electrode), and at least one organic layer between the two electrodes.
  • the organic electroluminescent device has a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), a light emitting layer (EML), an electron transport layer (ETL)
  • An electron blocking layer (EBL) or a hole blocking layer (HBL) are sequentially stacked in front of and behind the light emitting layer in order to increase the efficiency of the light emitting layer.
  • the reason for fabricating the organic electroluminescent device in the multilayer thin film structure is to stabilize the interface between the electrode and the organic material and to increase the luminous efficiency.
  • the characteristics of the organic compound components contained in each layer of the organic thin film layer not only greatly affect the device driving voltage, the luminous efficiency, the luminance, and the lifetime of the device, but also affect the efficiency and lifetime of the finally produced display It is considered important to use a specific organic material suitable for a multilayer structure in an organic electroluminescent device. Therefore, studies on the components contained in each layer of the organic thin film layer are actively conducted.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device including a novel organic compound and having a low driving voltage and excellent characteristics such as light emitting efficiency and external quantum efficiency (EQE).
  • the present invention provides a light emitting device comprising: a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And one or more organic layers disposed between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the one or more organic layers includes a compound represented by Formula 1 below: There is provided a compound represented by the following formula (1).
  • a and b are integers of 0 to 1, a + b? 1,
  • l, n and o are each independently an integer of 0 to 4,
  • k and m are each independently an integer of 0 to 3
  • L 1 and L 2 are each a member selected from the group consisting of a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 6 to 30 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms , A substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkenylene group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted hetero ring having 1 to 10 carbon atoms An alkylene group, a substituted or unsubstituted C2-C10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2-C10 heteroalkenylene group and a substituted or unsub
  • R 1 to R 5 are the same or different from each other and each independently represents hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2- Substituted or unsubstituted C2-C30 heteroalkyl, substituted or unsubstituted C7-C30 aralkyl, substituted or unsubstituted C6-C30 aryl, substituted or unsubstituted C2-C30 hetero An aryl group, and a substituted or unsubstituted heteroarylalkyl group having 3 to 30 carbon atoms,
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number A substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2- A substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having from 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroalkenyl group having from 2 to 20 carbon atoms, And , Wherein * denotes the moiety to which the bond is made,
  • Each of Ar 3 to Ar 6 independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C1-C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6-C30 aralkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, 2 to 20 alkenyl groups, substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkenyl groups and substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroalkenyl groups,
  • the present invention provides an organic electroluminescent device having a hole injecting layer, a hole transporting layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer as organic layers including the organic compound represented by Formula 1.
  • the present invention has excellent interfacial characteristics with the novel organic adjacent layers and has excellent chemical stability, and thus can be effectively applied to an organic material layer material of an organic electroluminescent device.
  • the organic electroluminescent device including the novel organic compound has low driving voltage, excellent luminescence efficiency, and excellent external quantum efficiency (EQE).
  • alkyl means a monovalent substituent derived from a straight or branched saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl and hexyl.
  • Alkenyl " in the present invention means a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include, but are not limited to, vinyl, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • alkynyl in the present invention means a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include, but are not limited to, ethynyl, 2-propynyl, and the like.
  • Aryl " in the present invention means a monovalent substituent derived from a C6-C60 aromatic hydrocarbon having a single ring or a combination of two or more rings. Also, a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may be included. Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, dimethylfluorenyl, and the like.
  • Heteroaryl in the present invention means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 60 nuclear atoms. Wherein at least one of the carbons, preferably one to three carbons, is replaced by a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may be included, and further, a condensed form with an aryl group may be included.
  • heteroaryls include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl indolyl), purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl, and heterocyclic rings such as 2-furanyl, N-imidazolyl, 2- , 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • aryloxy means a monovalent substituent represented by RO-, and 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 means a monovalent substituent group represented by R'O-, wherein R 'represents alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and may be a linear, branched or cyclic structure . ≪ / RTI > Examples of alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy and pentoxy.
  • 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 cycloalkyls include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • Alkylsilyl in the present invention refers to silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and " arylsilyl " means silyl substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • condensed rings means condensed aliphatic rings, condensed aromatic rings, condensed heteroaliphatic rings, condensed heteroaromatic rings, or a combination thereof.
  • a and b are integers of 0 to 1, a + b? 1,
  • l, n and o are each independently an integer of 0 to 4,
  • k and m are each independently an integer of 0 to 3
  • L 1 and L 2 are each a member selected from the group consisting of a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 6 to 30 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms , A substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkenylene group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted hetero ring having 1 to 10 carbon atoms An alkylene group, a substituted or unsubstituted C2-C10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2-C10 heteroalkenylene group and a substituted or unsub
  • R 1 to R 5 are the same or different from each other and each independently represents hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2- Substituted or unsubstituted C2-C30 heteroalkyl, substituted or unsubstituted C7-C30 aralkyl, substituted or unsubstituted C6-C30 aryl, substituted or unsubstituted C2-C30 hetero An aryl group, and a substituted or unsubstituted heteroarylalkyl group having 3 to 30 carbon atoms,
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number A substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2- A substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having from 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroalkenyl group having from 2 to 20 carbon atoms, And , Wherein * denotes the moiety to which the bond is made,
  • Each of Ar 3 to Ar 6 independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C1-C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6-C30 aralkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, 2 to 20 alkenyl groups, substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkenyl groups and substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroalkenyl groups,
  • the compound of Formula 1 is a compound represented by Formula 2:
  • Ar 3 to Ar 6 each independently represent an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 A cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 30 carbon atoms,
  • Ar 3 and Ar 4 or Ar 5 and Ar 6 may be directly linked to each other or may form a 6 to 18-membered ring together with at least one heteroatom selected from the group consisting of N, O and S.
  • L 1 and L 2 are each a member or a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms, and Ar 3 to Ar 6 each independently represent a substituted or unsubstituted group having 5 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted C1 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, and a substituted or unsubstituted C6 to C30 aralkyl group.
  • L 1 and L 2 are members or a single bond
  • a is 1
  • Ar 5 and Ar 6 Each independently represent a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 aryl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cyclo Substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C1-C20 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, substituted or unsubstituted C3- A substituted or unsubstituted C2-C20 heteroalkenyl group, and
  • Ar 5 and Ar 6 in Formula 2 are each independently preferably a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group , A substituted or unsubstituted adamantyl group, a substituted or unsubstituted cyclohexyl group, a substituted or unsubstituted carbazolyl group, a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, a substituted or unsubstituted spiroglo group, ≪ / RTI >
  • C is an integer of 0 to 3
  • d is an integer of 0 to 4,
  • X is selected from the group consisting of C (R 8 ) (R 9 ), O, S,
  • R 6 to R 9 are the same or different and each independently represents hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2- A substituted or unsubstituted C2-C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C7-C30 aralkyl group, a substituted or unsubstituted C6-C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2-C30 heteroaryl group, A heteroaryl group, and a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 heteroarylalkyl group, and R 8 and R 9 may be connected to each other to form a ring.
  • the compound represented by Formula 1 may be any one selected from the group consisting of the following compounds 1 to 420:
  • reaction mixture was cooled to room temperature and extracted with 300 mL of water.
  • organic layer was dried over MgSO 4 and the filtrate was distilled.
  • the residue was purified by column chromatography and then recrystallized from heptane / dichloromethane to obtain 46.1% ≪ / RTI >
  • a substrate on which an Ag alloy as a light-reflecting layer and ITO (10 nm) as an anode of an organic light emitting device were sequentially laminated was patterned into a cathode, an anode region and an insulating layer through a photo-lithograph process, Surface treatment with O 2 plasma was performed to increase the work-function of the anode (ITO) and to clean it.
  • Hexahazatriphenylene hexacarbonitrile HAT-CN was formed thereon as a hole injection layer (HIL) to a thickness of 100 ⁇ .
  • HIL hole injection layer
  • Compound 34 was then vacuum deposited on the hole injection layer to form a 1000 ⁇ thick hole transport layer.
  • EML emission layer
  • N6, N6-tetrakis (4- (1-silyl) phenyl) pyrene-1,6-diamine was doped as a dopant to form a light emitting layer with a thickness of 200 ⁇ .
  • the electron transport layer (ETL) was deposited to a thickness of 360 ⁇ by mixing.
  • Magnesium (Mg) and silver (Ag) were deposited as a negative electrode at a ratio of 9: 1 to a thickness of 160 ⁇ .
  • N4'-diphenyl-N4, N4'-bis (4- (9-phenyl-9H-carbazol-3- yl) phenyl) - [1,1'- 4,4'-diamine was deposited to a thickness of 60 nm.
  • a seal cap was attached to the capping layer (CPL) with a UV curable adhesive to protect the organic electroluminescent device from O 2 or moisture in the air, thereby manufacturing an organic electroluminescent device.
  • An organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 1, except that NPB or Compound A used as a conventional hole transport layer was used instead of the compound 34 as the hole transport layer in Example 1.
  • An organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 1, except that Compound A or Compound B was used instead of Compound 34 shown below as the hole transport layer in Example 1.
  • the compound according to the present invention exhibits excellent characteristics such as voltage, current efficiency and external quantum efficiency (EQE) when compared with the compound of the comparative example in the case of using it as a hole transport layer material.
  • EQE external quantum efficiency
  • a substrate on which an Ag alloy as a light-reflecting layer and ITO (10 nm) as an anode of an organic light emitting device were sequentially laminated was patterned into a cathode, an anode region and an insulating layer through a photo-lithograph process, Surface treatment with O 2 plasma was performed to increase the work-function of the anode (ITO) and to clean it.
  • Hexahazatriphenylene hexacarbonitrile HAT-CN was formed thereon as a hole injection layer (HIL) to a thickness of 100 ⁇ . Subsequently, NPB was vacuum-deposited on the hole injection layer to form a 1000 ⁇ thick hole transport layer.
  • the compound 281 is deposited as an electron blocking layer (EBL) on the hole transport layer (HTL) to have a thickness of 150 A and a host material capable of forming Blue EML as an emission layer (EML) on the electron blocking layer (EBL) N1, N6, and N6-tetrakis (4- (1-silyl) phenyl) pyrene-1,6-diamine was doped with ⁇ , ⁇ -ADN as a dopant to form a light emitting layer with a thickness of 200 ⁇ .
  • EBL electron blocking layer
  • HTL hole transport layer
  • EML emission layer
  • the electron transport layer (ETL) was deposited to a thickness of 360 ⁇ by mixing.
  • Magnesium (Mg) and silver (Ag) were deposited as a negative electrode at a ratio of 9: 1 to a thickness of 160 ⁇ .
  • N4'-diphenyl-N4, N4'-bis (4- (9-phenyl-9H-carbazol-3- yl) phenyl) - [1,1'- 4,4'-diamine was deposited to a thickness of 60 nm.
  • a seal cap was attached to the capping layer (CPL) with a UV curable adhesive to protect the organic electroluminescent device from O 2 or moisture in the air, thereby manufacturing an organic electroluminescent device.
  • An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 13 except that the compounds 282, 351, and 352 obtained in the above Synthesis Examples 14 to 16 were used instead of the Compound 281.
  • An organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 13, except that the following compound C, compound D or compound E used as a conventional electron blocking layer was used in place of the compound 281 as the electron blocking layer in Example 11.
  • the compound according to the present invention when used as a hole transporting layer or an electron blocking layer, it has low power and high efficiency.

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Abstract

본 발명은 유기전계발광 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학적 안정성, 전하이동도, 전극이나 인접한 층과의 계면 특성이 우수한 유기 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층의 재료로서 포함하여 구동 전압이 낮고, 발광 효율, 외부양자효율 (EQE) 등의 특성이 우수한 유기전계발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광 소자
본 발명은 유기전계발광 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학적 안정성, 전하이동도, 전극이나 인접한 층과의 계면 특성이 우수한 유기 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층의 재료로서 포함하여 구동 전압이 낮고, 발광 효율, 외부양자효율 (EQE) 등의 특성이 우수한 유기전계발광 소자에 관한 것이다.
유기전계발광 소자는 기존 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계 방출 디스플레이(FED)등의 타 평판 표시 소자에 비해 구조가 간단하고, 제조 공정상 다양한 장점이 있으며 높은 휘도 및 시야각 특성이 우수하며, 응답속도가 빠르고 구동전압이 낮아 벽걸이 TV등의 평판 디스플레이 또는 디스플레이의 배면광, 조명, 광고판 등의 광원으로서 사용되도록 활발하게 개발이 진행되고 있다.
유기전계발광 소자는 일반적으로 전압을 인가하였을 때 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자가 재결합하여 전자-정공 쌍인 엑시톤을 형성하며 이 엑시톤의 에너지를 발광 재료에 전달함에 의해 빛으로 변환된다.
유기전계발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위해 이스트만 코닥사의 탕(C. W. Tang) 등에 의해 두 개의 반대 전극 사이에 적층형 유기물 박막을 구성한 저전압 구동 유기 전기발광 소자가 보고(C. W. Tang, S. A.Vanslyke, Applied Physics Letters, 51권 913페이지, 1987년)된 이래, 다층 박막 구조형 유기전계발광 소자용 유기 재료에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다.
일반적으로, 유기전계발광 소자는 음극(전자주입전극)과 양극(정공주입전극), 및 상기 두 전극 사이에 하나 이상의 유기층을 포함하는 구조를 갖는다. 이때, 유기전계발광 소자는 양극으로부터 정공주입층(HIL, hole injection layer), 정공수송층(HTL, hole transport layer), 발광층(EML, light emitting layer), 전자수송층(ETL, electron transport layer) 또는 전자주입층(EIL, electron injection layer)의 순서로 적층되며, 발광층의 효율을 높이기 위하여 전자차단층(EBL, electron blocking layer) 또는 정공차단층(HBL, hole blocking layer)을 각각 발광층의 앞뒤에 추가로 포함할 수 있다.
이렇게 유기전계발광소자를 다층 박막 구조로 제작하는 이유는, 전극과 유기물 사이의 계면 안정화를 위함이며, 발광 효율을 높일 수 있기 때문이다.
특히, 다층 박막에 재료로 사용되는 유기화합물의 경우, 각각의 특성에 따라 정공과 전자의 이동 속도 차이가 크므로 적절한 화합물을 함유하는 정공수송층과 전자수송층을 사용하여야만 정공과 전자를 발광층으로 효과적으로 전달되고, 정공과 전자의 밀도가 균형을 이루어 발광 효율을 우수하게 높일 수 있다.
이로 인해, 유기 박막층의 각층에 포함되는 유기화합물 성분들의 특성은 소자의 구동 전압, 발광 효율, 휘도, 및 소자의 수명에 큰 영향을 미칠 뿐 아니라, 최종적으로 생산된 디스플레이의 효율이나 수명에도 영향을 끼치므로, 유기전계발광소자에서 다층 구조에 적절한 특정 유기물질을 사용하는 것이 중요하게 여겨지고 있다. 따라서, 상기 유기 박막층의 각층에 포함되는 성분들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 신규 유기 화합물을 포함하여 구동 전압이 낮고, 발광 효율, 외부양자효율 (EQE)등의 특성이 우수한 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은, 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전계발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전계발광 소자 및 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000001
여기서,
a, b는 0 내지 1의 정수이고, a+b ≥ 1이며,
l, n 및 o는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
k 및 m 은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
L1 및 L2는 부재이거나, 단일결합, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴렌기, 치환 또는 비치환의 핵원자수 6 내지 30개의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 10개의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 10개의 시클로알케닐렌기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10개의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로알케닐렌기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로시클로알케닐렌기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R1 내지 R5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기,
Figure PCTKR2018012036-appb-I000002
및
Figure PCTKR2018012036-appb-I000003
로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서, *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
상기 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 L1 및 L2, R1 내지 R4 및 Ar1 내지 Ar6가 치환되는 경우, 중수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30개의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30개의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30개의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30개의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되며, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시된 유기 화합물이 포함된 유기물층으로 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광층, 정공차단층, 전자수송층 및 전자주입층을 가지는 유기전계발광 소자를 제공한다.
본 발명에서 제공하는 신규 유기 인접한 층과의 계면 특성이 우수하고, 우수한 화학적 안정성을 가져 유기전계발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하는 유기전계발광 소자는 구동 전압이 낮고, 발광 효율, 외부양자 효율 (EQE) 등의 특성이 우수하다.
이하, 본 발명에 대해서 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴, 디메틸플루오레닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant) 되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 시클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, “아릴실릴"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물은 다음과 같다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000004
여기서,
a, b는 0 내지 1의 정수이고, a+b ≥ 1이며,
l, n 및 o는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
k 및 m 은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
L1 및 L2는 부재이거나, 단일결합, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴렌기, 치환 또는 비치환의 핵원자수 6 내지 30개의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 10개의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 10개의 시클로알케닐렌기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10개의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로알케닐렌기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로시클로알케닐렌기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R1 내지 R5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기,
Figure PCTKR2018012036-appb-I000005
및
Figure PCTKR2018012036-appb-I000006
로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서, *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
상기 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 L1 및 L2, R1 내지 R4 및 Ar1 내지 Ar6가 치환되는 경우, 중수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30개의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30개의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30개의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30개의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되며, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물이다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000007
a, b, k, l, m, n, o, L1, L2, R1 내지 R5는 제1항에서 정의된 바와 같고,
Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
Ar3 및 Ar4 또는 Ar5 및 Ar6는 서로 직접 연결되거나, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자와 함께 6원 내지 18원의 고리를 형성할 수 있다.
한편, 상기 화학식 2에서 L1 및 L2는 부재이거나, 단일결합, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴렌기인 것이 바람직하고, Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 5 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 2에서 b, k, l, m, n 및 o는 0이고, L1 및 L2는 부재이거나 단일결합이며, a는 1이며, Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 2에서 Ar5 및 Ar6는 바람직하게 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 페닐기, 치환 또는 비치환의 바이페닐기, 치환 또는 비치환의 터페닐기, 치환 또는 비치환의 나프틸기, 치환 또는 비치환의 아다만틸기, 치환 또는 비치환의 사이클로헥실기, 치환 또는 비치환의 카바졸릴기, 치환 또는 비치환의 페난트레닐기, 치환 또는 비치환의 스파이로기,
Figure PCTKR2018012036-appb-I000008
이루어진 군으로부터 선택되며,
여기서, *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고
상기 c는 0 내지 3의 정수이고,
d는 0 내지 4의 정수이고,
X는 C(R8)(R9), O, S 로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 R6 내지 R9는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되며, R8 및 R9 는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 1 내지 420로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure PCTKR2018012036-appb-I000009
Figure PCTKR2018012036-appb-I000010
Figure PCTKR2018012036-appb-I000011
Figure PCTKR2018012036-appb-I000012
Figure PCTKR2018012036-appb-I000013
Figure PCTKR2018012036-appb-I000014
Figure PCTKR2018012036-appb-I000015
Figure PCTKR2018012036-appb-I000016
Figure PCTKR2018012036-appb-I000017
Figure PCTKR2018012036-appb-I000018
Figure PCTKR2018012036-appb-I000019
Figure PCTKR2018012036-appb-I000020
Figure PCTKR2018012036-appb-I000021
Figure PCTKR2018012036-appb-I000022
Figure PCTKR2018012036-appb-I000023
Figure PCTKR2018012036-appb-I000024
Figure PCTKR2018012036-appb-I000025
Figure PCTKR2018012036-appb-I000026
Figure PCTKR2018012036-appb-I000027
Figure PCTKR2018012036-appb-I000028
Figure PCTKR2018012036-appb-I000029
Figure PCTKR2018012036-appb-I000030
Figure PCTKR2018012036-appb-I000031
Figure PCTKR2018012036-appb-I000032
Figure PCTKR2018012036-appb-I000033
Figure PCTKR2018012036-appb-I000034
Figure PCTKR2018012036-appb-I000035
Figure PCTKR2018012036-appb-I000036
Figure PCTKR2018012036-appb-I000037
Figure PCTKR2018012036-appb-I000038
Figure PCTKR2018012036-appb-I000039
Figure PCTKR2018012036-appb-I000040
Figure PCTKR2018012036-appb-I000041
Figure PCTKR2018012036-appb-I000042
Figure PCTKR2018012036-appb-I000043
Figure PCTKR2018012036-appb-I000044
Figure PCTKR2018012036-appb-I000045
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[합성예 1: 화합물34의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000046
<화합물 34-1 합성>
질소분위기에서 2-브로모-4'-클로로-1,1'-비페닐 200g (748mmol)에 테트라하이드로퓨란 600ml를 첨가하여 용해하고, -78℃로 30분간 유지한 후, n-부틸리튬(2.5M) 358.81g (897mmol)을 천천히 첨가한 후 -78℃로 3시간 동안 교반 후 10,11-디하이드로-5H-디벤조[a,d][7]아눌렌-5-온 171.25g (822mmol)을 테트라하드로퓨란 400ml에 용해하여 적가하였다.
12시간 동안 교반하고, 반응 완결 후 에틸아세테이트 300ml와 물 500 mL를 이용하여 유기층을 추출한 후, MgSO4로 건조한 후, 여액을 증류하였다.
그 후, 컬럼 크로마토그래피 정제하고 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 5-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,11-디하이드로-5H-디벤조[a,d][7]아눌렌-5-올 148.3g을 50% 수율로 얻었다.
<화합물 34-2 합성>
5-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,11-디하이드로-5H-디벤조[a,d][7]아눌렌-5-올 148.0g (373mmol)에 트루플루오르아세트산 1,480ml 첨가한 후 80℃로 4시간 동안 환류하였다.
반응 완결 후 상온으로 식힌 후 디클로로메탄 300ml와 물 500 mL를 이용하여 유기층을 추출하였다. 추출 후, MgSO4로 건조하고, 여액을 증류하여 컬럼 크로마토그래피 정제 후, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 2'-클로로-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌] 106.0g을 75% 수율로 얻었다.
<화합물 34 합성>
2'-클로로-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌 6.0g (15.8mmol)와 N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol)와 소듐-터트 부톡사이드 2.54g (26.4mmol)을 첨가하고, 톨루엔 100mL에 용해하여 질소분위기에서 60 ℃로 30분간 유지한 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 0.24g (0.26mmol)와 2-디클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 0.21g (0.52mmol)을 첨가한 후 100~110℃로 5시간 동안 환류하였다.
반응 완결 후 상온으로 식히고, 물 300 mL를 이용하여 유기층을 추출한 후, MgSO4로 건조하였다. 그 후, 여액을 증류하고 컬럼 크로마토그래피 정제 후, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 화합물 34 4.74 g을 51% 수율로 얻었다.
m/z=703.32(C54H41N=703.93)
[합성예 2: 화합물 33의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000047
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 33 4.3g 을 45.9% 수율로 수득하였다.
m/z=703.32(C54H41N=703.93)
[합성예 3: 화합물 35의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000048
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-ㄱ 4.77g (13.2mmol) 대 신 N-([1,1',3'1 -터페닐]-4'일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 5.77g (1 3.2 mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 35 5.01g 을 48.7% 수율로 수득하였다.
m/z=779.36(C60H45N=780.03)
[합성예 4: 화합물 82의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000049
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대 신 N-([1,1'-비페닐]-4-일)스파이로[사이클로펜탄-1,9'-플루오렌]2'-아민 5.12g (13.2 mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 82 5.15 g을 53.4% 수율로 수득하였다.
m/z=729.34(C56H43N=729.97)
[합성예 5: 화합물 83의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000050
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신 N-([1,1'-비페닐]-2-일)스파이로[사이클로펜탄-1,9'-플루오렌]-2'-아민 5.12g (13.2 mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 화합물 88을 제조하여, 화합물 83 5.60 g을 58.1% 수율로 수득하였다.
m/z=729.34(C56H43N=729.97)
[합성예 6: 화합물 100의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000051
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신
N-([1,1'-비페닐]-4-일)-10,11-디하이드로스파이로[디벤조][a,d][7]아눌렌-5, 9'-플루오렌]-2'-아민 6.75g (13.2 mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여 화합물 100 3.74 g을 33.2 % 수율로 수득하였다.
m/z=853.37(C66H47N=854.11)
[합성예 7: 화합물 161의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000052
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신
N-([1,1'-비페닐]-4-일)디벤조-b,d]퓨란-3-아민 4.43g (13.2mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 161 5.59 g을 62.5% 수율로 수득하였다.
m/z=677.27(C51H35NO=677.85)
[합성예 8: 화합물 163의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000053
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신 N-([1,1'-비페닐]-2-일)디벤조[b,d]퓨란-3-아민 4.43g (13.2 mmol) 사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 163 4.44 g 을 49.6% 수율로 수득하였다.
m/z=677.27(C51H35NO=677.85)
[합성예 9: 화합물 162의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000054
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신
N-([1,1'-비페닐]-4-일_디벤조[b,d]싸이오핀-3-아민 4.64g (13.2 mmol)사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 162 3.72 g을 40.6% 수율로 수득하였다.
m/z=693.25(C51H35NS=693.91)
[합성예 10: 화합물 165의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000055
N-([1,1'-비페닐]-2-일)-9,9-디메틸-9H-플푸오렌-2-아민 4.77g (13.2mmol) 대신
N-([1,1'-비페닐]-4-일)-9-페닐-9H-카바졸-2-아민 5.42g (13.2 mmol)사용한 것을 제외하고는 화합물 34와 동일한 방법으로 제조하여, 화합물 165 3.97 g을 39.9% 수율로 수득하였다.
m/z=752.32(C57H40N2=752.96)
[합성예 11: 화합물 167의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000056
2'-클로로-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌 6.0g (15.8mmol)와 (4-([1,1'-비페닐])-4-일(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노)페 닐]보로닉 엑시드 7.61g (15.8 mmol)과 제삼인산칼륨 10.06g (47.4 mmol)을 톨루 엔 150 mL, 물 15mL, 에탄올 15mL에 용해하였다.
40 ℃로 30분간 유지한 후, 초산팔라듐 0.11g (0.47 mmol), 2-디클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 0.39g (0.95mmol)을 첨가한 후 100~110℃로 5시간 동안 환류하였다. 반응 완결 후 상온으로 식힌 후 물 300 mL를 이용하여 유기층을 추출한 후, MgSO4로 건조하고, 여액을 증류하였다.
그 후, 컬럼 크로마토그래피 정제하고, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 화합물 167 7.27g 을 59% 수율로 얻었다.
m/z=779.36(C60H45N=780.03)
[합성예 12: 화합물 211의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000057
(4-([1,1'-비페닐])-4-일(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노)페닐]보로닉엑시 드 7.61g (15.8 mmol) 대신 (4-([1,1'-비페닐]-4-일(디벤조[b,d]퓨란-3-일)아 미노페닐)보로닉엑시드 7.19g (15.8 mmol) 를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 13과 동일한 방법으로 제조하여 화합물 211 5.61 g을 47.1% 수율로 수득하였다.
m/z=753.30(C57H39NO=753.95)
[합성예 13: 화합물 281의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000058
<화합물 281-1 합성>
질소분위기에서 2,2'-브로모-1,1'-비페닐 200g (641mmol)에 테트라하이드로퓨란 600ml를 첨가하여 용해하고, -78℃로 30분간 유지한 후, n-부틸리튬(2.5M) 307.69g (769mmol)을 천천히 첨가한 후 -78℃로 3시간 동안 교반하였다.
그 후, 10,11-디하이드로-5H-디벤조[a,d][7]아눌렌-5-온 146.85g (705mmol)을 테트라하드로퓨란 400ml에 용해하여 적가하였다.
12시간 동안 교반하고, 반응 완결 후 에틸아세테이트 300ml와 물 500 mL를 이용하여 유기층을 추출한 후, MgSO4로 건조하고 여액을 증류한 후, 컬럼 크로마토그래피 정제하였다.
정제 후, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 5-(2'-브로모-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,11-디하이드로-5H-디벤조[a,d][7]아눌렌-5-올 106.9g을 42% 수율로 얻었다.
<화합물 281-2 합성>
5-(2'-브로모-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,11-디하이드로-5H-디벤조[a,d][7]아눌렌-5-올 106.0g (240mmol)에 트루플루오르아세트산 1,060ml 첨가한 후 80℃로 4시간 동안 환류하였다.
반응 완결 후 상온으로 식힌 후 디클로로메탄 300ml와 물 500 mL를 이용하여 유기층을 추출하고, MgSO4로 건조하였다. 그 후, 여액을 증류하고 컬럼 크로마토그래피 정제 후, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 4'-브로모-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌] 54.6g을 60% 수율로 얻었다.
<화합물 281 합성>
4'-브로모-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌] 6.0g (14.2mmol)와 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 3.80g (11.8mmol)와 소듐-터트 부톡사이드 2.27g (23.6mmol)을 첨가하고, 톨루엔 100mL에 용해하여 질소분위기에서 60 ℃로 30분간 유지하였다.
그 후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 0.22g (0.24mmol)와 톨루엔에 50wt%로 녹아있는 트리-터트-부틸포스핀 0.23ml (0.96mmol)을 첨가한 후 100~110℃로 5시간 동안 환류하였다.
반응 완결 후 상온으로 식힌 후 물 300 mL를 이용하여 유기층을 추출한 후, MgSO4로 건조한 후, 여액을 증류한 후, 컬럼 크로마토그래피 정제 후, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 화합물 281 3.96 g을 50.6% 수율로 얻었다.
m/z=663.29(C53H40N=663.86)
[합성예 14: 화합물282의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000059
4'-브로모-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌] 6.0g (14.2mmol) 대신, 4'-브로모-10,11-디하이드로스파이로[디벤조 [a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌] 10 g (23.6 mmol)을 사용하고, 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민 3.80g (11.8mmol) 대신, N-([1,1'-비페닐]-4)일)-[1,1'-비페닐]-2-아민 6.88 g (21.4 mmol) 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 13과 동일한 방법으로 제조하여 화합물 282 7.0 g을 47.8% 수율로 수득하였다.
m/z=663.29(C53H40N=663.86)
[합성예 15: 화합물 351의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000060
2'-클로로-10,11-디하이드로스파이로[디벤조[a,d][7]아눌렌-5,9'-플루오렌 6.68g (15.8mmol)와 (4,-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페닐)보로닉엑시드 6.97 g (1 5.8 mmol)과 탄산칼륨 6.55g (47.4 mmol)을 톨루엔 150 mL, 물 15mL, 에탄올 15mL에 용해한다. 40 ℃로 30분간 유지한 후, 테트라키스팔라듐 0.37g (0.32 mmol) 첨가한 후 100~110℃로 5시간 동안 환류하였다.
반응 완결 후 상온으로 식힌 후 물 300 mL를 이용하여 유기층을 추출한 후, MgSO4로 건조한 후, 여액을 증류한 후, 컬럼 크로마토그래피 정제 후, 헵탄/디클로로메탄으로 재결정하여 화합물 351 5.39 g을 46.1% 수율로 수득하였다.
m/z=739.32(C57H41N=739.96)
[합성예 16: 화합물352의 제조]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000061
(4,-(디([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페닐)보로닉엑시드 6.97 g (15.8 mmol) 대 신, (4,-([1,1'-비페닐]-2-일)([1,1'-비페닐]-4-일)아미노)페닐)보로닉엑시드 6.97 g (15.8 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 15와 동일한 방법으로 제조하여 화합물 352 5.10 g을 43.6% 수율로 수득하였다.
m/z=739.32(C57H41N=739.96)
[실시예 1] 화합물 34를 정공수송층 재료로 사용한 유기전계발광소자의 제조]
광-반사층인 Ag합금과 유기발광소자의 양극인 ITO(10nm)가 순차적으로 적층된 기판을 노광(Photo-Lithograph)공정을 통해 음극과 양극영역 그리고 절연층으로 구분하여 패터닝(Patterning)하였고, 이후 양극(ITO)의 일함수(work-function) 증대와 세정을 목적으로 O2플라즈마로 표면처리 하였다.
그 위에 정공주입층(HIL)으로 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카보니트릴(hexaazatriphenylenehexacarbonitrile)(HAT-CN)을 100 Å 두께로 형성하였다. 이어서 상기 정공주입층 상부에, 화합물 34를 진공 증착하여 1000 Å 두께의 정공수송층을 형성하였다.
상기 정공수송층 (HTL) 상부에 전자차단층(EBL)으로써 N-페닐-N-(4-(스피로[벤조[de]안트라센-7,9'-플루오렌]-2'-일)페닐)디벤조[b,d]푸란-4-아민을 150 Å 두께로 형성하고, 상기 전자차단층(EBL) 상부에 발광층(EML)으로 Blue EML을 형성할 수 있는 호스트 물질로 α,β-ADN을 증착시키면서 도판트로 N1,N1,N6,N6-테트라키스(4-(1-실릴)페닐)파이렌-1,6-디아민을 도핑하여 200 Å 두께로 발광층을 형성하였다.
그 위에 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸과 LiQ를 1:1의 중량비로 혼합하여 360 Å 두께로 전자수송층(ETL)을 증착하였으며, 음극으로 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 9:1 비율로 160Å 두께로 증착시켰다.
상기 음극 위에 캡핑층으로 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민을 60 nm 두께로 증착시켰다.
캡핑층(CPL) 위에 UV 경화형 접착제로 씰 캡(seal cap)을 합착하여 대기중의 O2나 수분으로부터 유기전계 발광소자를 보호할 수 있게 하여 유기전계발광소자를 제조하였다.
[실시예 2 내지 12] 유기전계발광소자의 제조]
화합물 34 대신 상기 합성예 2 내지 13에서 수득한 화합물 33, 35, 82, 83, 100, 161, 163, 162, 165, 167, 211을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전계발광소자를 제조하였다.
[비교예1]
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 화합물 34 대신 종래 정공수송층으로 사용되는 NPB 또는 화합물 A를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전계발광 소자를 제조하였다.
[NPB]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000062
[비교예 2 내지 3]
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 하기 화합물 34 대신 화합물 A 또는 B를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전계발광 소자를 제조하였다.
[화합물 A] [화합물 B]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000063
Figure PCTKR2018012036-appb-I000064
[실험예 1]
상기에서 제조한 유기전기발광소자에 대해 10 mA/cm2의 조건에서 소자의 성능을 분석하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
HTL V Cd/A Cd/m2 lm/W EQE (%) CIEx CIEy
비교예 1 NPB 4.6 4.0 392.0 3.0 6.4 0.132 0.061
비교예 2 화합물 A 3.92 4.0 402 3.2 9.2 0.146 0.040
비교예 3 화합물 B 4.2 4.3 427 3.2 9.1 0.137 0.053
실시예 1 화합물 34 3.77 5.5 550.4 4.6 11.2 0.142 0.048
실시예 2 화합물 33 3.91 5.1 508 4.1 10.2 0.143 0.044
실시예 3 화합물 35 3.85 5.1 515 4.2 10 0.14 0.05
실시예 4 화합물 82 3.7 5.7 571 4.8 11.7 0.143 0.046
실시예 5 화합물 83 3.74 6.5 649 5.45 12.9 0.142 0.048
실시예 6 화합물 100 3.72 3.9 393 3.3 8.6 0.146 0.043
실시예 7 화합물 161 3.85 5.1 515 4.2 10 0.14 0.05
실시예 8 화합물 162 3.83 4.6 459 3.8 9.9 0.143 0.044
실시예 9 화합물 163 3.86 5.4 538 4.4 11 0.14 0.047
실시예 10 화합물 165 3.81 4.6 465 3.8 10.1 0.144 0.043
실시예 11 화합물 167 3.64 5.4 542 4.5 11.3 0.144 0.045
실시에 12 화합물 211 3.7 6.4 638 5.4 12.8 0.142 0.048
상기 표 1을 통해, 본 발명에 따른 화합물을 정공수송층 재료로 사용하는 경우 비교예의 화합물에 비해 전압, 전류효율, 외부 양자 효율 (EQE) 등 우수한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.
[실시예 13] 화합물 281을 전자차단층 재료로 사용한 유기전계발광소자의 제조]
광-반사층인 Ag합금과 유기발광소자의 양극인 ITO(10nm)가 순차적으로 적층된 기판을 노광(Photo-Lithograph)공정을 통해 음극과 양극영역 그리고 절연층으로 구분하여 패터닝(Patterning)하였고, 이후 양극(ITO)의 일함수(work-function) 증대와 세정을 목적으로 O2 플라즈마로 표면처리 하였다.
그 위에 정공주입층(HIL)으로 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카보니트릴(hexaazatriphenylenehexacarbonitrile)(HAT-CN)을 100 Å 두께로 형성하였다. 이어서 상기 정공주입층 상부에, NPB를 진공 증착하여 1000 Å 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 (HTL) 상부에 전자차단층(EBL)으로써 상기 화합물 281을 증착하여 150Å 두께로 형성하고, 상기 전자차단층(EBL) 상부에 발광층(EML)으로 Blue EML을 형성할 수 있는 호스트 물질로 α,β-ADN을 증착시키면서 도판트로 N1,N1,N6,N6-테트라키스(4-(1-실릴)페닐)파이렌-1,6-디아민을 도핑하여 200 Å 두께로 발광층을 형성하였다.
그 위에 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸과 LiQ를 1:1의 중량비로 혼합하여 360 Å 두께로 전자수송층(ETL)을 증착하였으며, 음극으로 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 9:1 비율로 160Å 두께로 증착시켰다.
상기 음극 위에 캡핑층으로 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민을 60 nm 두께로 증착시켰다.
캡핑층(CPL) 위에 UV 경화형 접착제로 씰 캡(seal cap)을 합착하여 대기중의 O2나 수분으로부터 유기전계 발광소자를 보호할 수 있게 하여 유기전계발광소자를 제조하였다.
[실시예 14 내지 16] 유기전계발광소자의 제조]
화합물 281 대신 상기 합성예 14 내지 16에서 수득한 화합물 282, 351, 352를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 유기전계발광소자를 제조하였다.
[비교예 4 내지 6]
상기 실시예 11에서 전자차단층으로 화합물 281 대신 하기 화합물 C, 화합물 D 또는 종래 전자차단층으로 사용되는 화합물 E 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 유기전계발광 소자를 제조하였다.
[화합물 C] [화합물 D] [화합물 E]
Figure PCTKR2018012036-appb-I000065
Figure PCTKR2018012036-appb-I000066
Figure PCTKR2018012036-appb-I000067
[실험예 2]
상기에서 제조한 유기전기발광소자에 대해 10 mA/cm2의 조건에서 소자의 성능을 분석하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
EBL V Cd/A Cd/m2 lm/W EQE (%) CIEx CIEy
비교예 4 화합물 C 4.2 6.0 604 4.5 10.3 0.140 0.050
비교예 5 화합물 D 4.35 5.0 503 3.6 9.4 0.137 0.053
비교예 6 화합물 E 4.63 4.5 451 3.1 8.8 0.137 0.051
실시예 13 화합물 281 4.15 6.0 596 4.5 11.8 0.141 0.049
실시예 14 화합물 282 4.19 6.9 689 5.2 13.7 0.139 0.049
실시예 15 화합물 351 3.9 6.2 620 5.0 11.9 0.140 0.050
실시예 16 화합물 352 4.1 6.4 637 4.9 12.2 0.139 0.051
상기 표 2를 통해, 본 발명에 따른 화합물을 전자차단층 재료로 사용하는 경우 비교예의 화합물에 비해 전압, 전류효율, 외부 양자 효율 (EQE) 등 우수한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.
이로 인해 본 발명에 따른 화합물을 정공수송층 또는 전자차단층으로 사용 시, 저전력 고효율의 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000068
    여기서,
    a, b는 0 내지 1의 정수이고, a+b ≥ 1이며,
    l, n 및 o는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
    k 및 m 은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
    L1 및 L2는 부재이거나, 단일결합, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴렌기, 치환 또는 비치환의 핵원자수 6 내지 30개의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 10개의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 10개의 시클로알케닐렌기 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10개의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로알케닐렌기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 10개의 헤테로시클로알케닐렌기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R1 내지 R5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기,
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000069
    및
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000070
    로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서, *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고,
    상기 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 알케닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환의 탄소수 2 내지 20개의 헤테로알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 L1 및 L2, R1 내지 R4 및 Ar1 내지 Ar6가 치환되는 경우, 중수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 30개의 알킬기, 탄소수 2 내지 30개의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24개의 알키닐기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 30개의 헤테로알킬기, 탄소수 7 내지 30개의 아르알킬기, 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 탄소수 2 내지 30개의 헤테로아릴기, 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴알킬기, 탄소수 1 내지 30개의 알콕시기, 탄소수 1 내지 30개의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30개의 아릴실릴기 및 탄소수 6 내지 30개의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되며, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1이 하기 화학식 2 로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000071
    a, b, k, l, m, n, o, L1, L2, R1 내지 R5는 제1항에서 정의된 바와 같고,
    Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 30개의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 30개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 20개의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20개의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아르알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    Ar3 및 Ar4 또는 Ar5 및 Ar6는 서로 직접 연결되거나, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자와 함께 6원 내지 18원의 고리를 형성할 수 있다.
  3. 제2항에 있어서,
    L1 및 L2는 부재이거나, 단일결합, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 30개의 아릴렌기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화합물 1 내지 420 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000072
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000073
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000074
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000075
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000076
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000077
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000078
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000079
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000080
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000081
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000082
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000083
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000084
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000085
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000086
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000087
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000088
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000089
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000090
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000091
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000092
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000093
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000094
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000095
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000096
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000097
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000098
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000099
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000100
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000101
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000102
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000103
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000104
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000105
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000106
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000107
    Figure PCTKR2018012036-appb-I000108
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 유기전계발광소자.
  6. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전계발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기전계발광 소자.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층, 발광층, 정공차단층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기전계발광 소자.
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