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WO2019103397A1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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WO2019103397A1
WO2019103397A1 PCT/KR2018/013975 KR2018013975W WO2019103397A1 WO 2019103397 A1 WO2019103397 A1 WO 2019103397A1 KR 2018013975 W KR2018013975 W KR 2018013975W WO 2019103397 A1 WO2019103397 A1 WO 2019103397A1
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WO
WIPO (PCT)
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group
aryl
alkyl
heteroaryl
nuclear atoms
Prior art date
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PCT/KR2018/013975
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English (en)
French (fr)
Inventor
심재의
엄민식
박우재
한송이
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doosan Corp
Original Assignee
Doosan Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a novel organic compound that can be used as a material for an organic electroluminescence device and an organic electroluminescence device including the same.
  • the organic electroluminescent device when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected into the organic layer in the anode, and electrons are injected into the organic layer in the cathode. When the injected holes and electrons meet, an exciton is formed. When the exciton falls to the ground state, light is emitted. At this time, the material used as the organic material layer can be classified into a light emitting material, a hole injecting material, a hole transporting material, an electron transporting material, an electron injecting material and the like depending on its function.
  • the luminescent material can be classified into blue, green and red luminescent materials according to luminescent colors and yellow and orange luminescent materials to realize better natural colors. Further, in order to increase the color purity and increase the luminous efficiency through energy transfer, a host / dopant system can be used as a light emitting material.
  • the dopant material can 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.
  • NPB, BCP and Alq 3 have been widely known as the hole injecting layer, the hole transporting layer, the hole blocking layer and the electron transporting layer material, and anthracene derivatives have been reported as the light emitting layer material.
  • metal complex compounds containing Ir such as Firpic, Ir (ppy) 3 , (acac) Ir (btp) 2 and the like having advantages in terms of efficiency improvement in the light emitting layer material are blue, green, 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is used as a phosphorescent dopant material for red phosphorescent dopants.
  • p and q are each independently an integer of 0 to 4.
  • r and s are each independently an integer of 0 to 3;
  • n and n are each independently an integer of 0 to 1, and necessarily one of m or n is 1;
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ alkynyl group of C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic of C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine of blood group and
  • R 3 to R 6 are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ alkyl group of C 40, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ C 40 of A cycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 A C 3 to C 40 alkylsilyl group, a C 6 to C 60 arylsilyl group, a C 1 to C 40 alkylboron group, a C 6 to C 60 arylboron group, a C 6 to C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or is selected from diaryl phosphine blood group and the group consisting of an aryl group of C 6 ⁇ C 60 of the R 3
  • R 1 to R 6 an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an aryl boron
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituent of the following formula (2) or (3);
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, a C 6 to C 18 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 18 nucleus atoms;
  • Ar 3 to Ar 6 each independently represent hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ of C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic of C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine of blood group and a
  • Alkyl groups of the L 1 and L 2 arylene group and a heteroarylene group wherein Ar 3 to Ar 6 in the group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl alkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an aryl boron group, an aryl phosphazene group, a mono- or diaryl phosphine blood group and an aryl silyl group each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of the alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 6
  • the present invention provides an organic electroluminescent device including a cathode, a cathode, and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the organic layers includes one or more compounds represented by Formula 1 .
  • Halogen " in the present invention means fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • Alkyl in the present invention is a monovalent substituent derived from a linear or branched saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl And the like, but are not limited thereto.
  • alkenyl &quot is a monovalent substituent derived from a linear or branched unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include vinyl, But are not limited to, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • " alkynyl " in the present invention is 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 ethynyl, , 2-propynyl, and the like, but are not limited thereto.
  • 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. Further, it is preferable that two or more rings are condensed with each other and only carbon atoms are contained as the ring-forming atoms (for example, the number of carbon atoms may be from 8 to 60) and the whole molecule is a non-aromacity monovalent Substituents may also be included. Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, fluorenyl, 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 one or more carbons, preferably one to three carbons, of the ring are substituted with a heteroatom selected from N, O, P, S and Se. In addition, it is preferable that two or more rings are pendant or condensed with each other, and include hetero atoms selected from N, O, P, S and Se besides carbon as a ring-forming atom, < / RTI > aromacity).
  • heteroaryls include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl; Such as phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl, and the like. ring; Imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • " aryloxy " means a monovalent substituent represented by RO-, and R represents aryl having 5 to 60 carbon atoms.
  • R represents aryl having 5 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • " alkyloxy " in the present invention means a monovalent substituent group represented by R'O-, wherein R 'represents 1 to 40 alkyl, and may be linear, branched or cyclic . ≪ / RTI > Examples of such alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamino &quot in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Cycloalkyl &quot 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, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • Heterocycloalkyl &quot in the present invention means a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one of the carbons, preferably one to three carbons, S or Se. ≪ / RTI > Examples of such heterocycloalkyls include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • Alkylsilyl &quot in the present invention is silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and " arylsilyl " means silyl substituted with aryl having 5 to 60 carbon atoms.
  • condensed rings means condensed aliphatic rings, condensed aromatic rings, condensed heteroaliphatic rings, condensed heteroaromatic rings, or a combination thereof.
  • the compound of the present invention is excellent in thermal stability, carrier transport ability, light emitting ability, and the like, it can be effectively applied as an organic material layer material of an organic electroluminescent device.
  • the organic electroluminescent device including the compound of the present invention in the organic material layer can be effectively applied to a full color display panel, etc. in terms of light emitting performance, driving voltage, lifetime and efficiency.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
  • organic layer 31 hole transport layer
  • Electron transport layer 35 Electron transport layer
  • novel compounds of the present invention can be represented by the following formula
  • p and q are each independently an integer of 0 to 4.
  • r and s are each independently an integer of 0 to 3;
  • n and n are each independently an integer of 0 to 1, and necessarily one of m or n is 1;
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ alkynyl group of C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic the C 40 group of alkylboronic, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine of blood group and a C
  • R 3 to R 6 are each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ alkyl group of C 40, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ C 40 of A cycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, an aryl group having 6 to 60 carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 A C 3 to C 40 alkylsilyl group, a C 6 to C 60 arylsilyl group, a C 1 to C 40 alkylboron group, a C 6 to C 60 arylboron group, a C 6 to C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or is selected from diaryl phosphine blood group and the group consisting of an aryl group of C 6 ⁇ C 60 of the R 3
  • R 1 to R 6 an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an aryl boron
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituent of the following formula (2) or (3);
  • L 1 and L 2 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, a C 6 to C 18 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 18 nucleus atoms;
  • Ar 3 to Ar 6 each independently represent hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 3 ⁇ of C 40 cycloalkyl group, a number of nuclear atoms of 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 1 ⁇ alkyloxy group of C 40, C 6 ⁇ aryloxy group of C 60, C 3 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C group 6 ⁇ C 60 aryl silyl, C 1 ⁇ arylboronic of C 40 group of an alkyl boron, C 6 ⁇ C 60 group, C 6 ⁇ for C 60 aryl phosphazene group, C 6 ⁇ C 60 mono or diaryl phosphine of blood group and a
  • Alkyl groups of the L 1 and L 2 arylene group and a heteroarylene group wherein Ar 3 to Ar 6 in the group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aryloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl alkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkyl boron group, an aryl boron group, an aryl phosphazene group, a mono- or diaryl phosphine blood group and an aryl silyl group each independently selected from deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of the alkynyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 6
  • the materials based on dimethylacridine structure have excellent hole transporting ability and have excellent luminescence efficiency based on fast hole mobility.
  • lifetime can be increased by driving at a low voltage, and amorphous crystalline and high refractive index The effect is further enhanced.
  • the structures of the spiroacridine series are excellent in electrochemical stability, high in glass transition temperature and carrier transporting ability, and particularly excellent in hole transporting ability, so that the hole transporting is smooth in the light emitting layer and the luminous efficiency is enhanced .
  • the materials of the structure represented by the above formula (1) are spirally structurally characterized by at least two combinations of dimethylfluorene and arylamine, thereby forming a HOMO level which is a physicochemical characteristic suitable for transferring holes. In addition, it has characteristics of low voltage driving and high refractive index based on fast hole transporting ability and shows the high efficiency and long life physical characteristics.
  • the compound represented by the general formula (1) which is a representative claim structure of the present invention, is excellent in luminescence characteristics, and therefore, it is preferable to use any one of the hole injection layer, the hole transporting layer, the light emitting layer, the electron transporting layer, It can be used as a material.
  • a hole transporting layer and a hole assisting transporting layer material are preferable.
  • the compound may be a compound represented by the following formula 4 or 5:
  • R 1 to R 6, p, q, r, s, L 1 , L 2 and Ar 3 to Ar 6 are as defined in formula (1).
  • the compound may be a compound represented by the following formula 6 or 7:
  • R 1 to R 6, p, q, r, s and Ar 3 to Ar 6 are as defined in formula (1).
  • R 1 and R 2 each independently represent a group selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms Selected,
  • the alkyl, aryl, and heteroaryl groups of R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 30 nucleus atoms. And when they are substituted with a plurality of substituents, they are the same as or different from each other.
  • R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, pyridinyl, pyrimidinyl and triazinyl groups ≪ / RTI >
  • Alkyl group of R 1 and R 2 of an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a pyridinyl group, a pyrimidinyl group and a triazole group possess each independently a C 1 ⁇ C 30, C 6 ⁇ It substituted from the group consisting of C 30 aryl group and the nuclear atoms of 5 to 30 heteroaryl group by one or more substituents selected or is unsubstituted, in the case where the substitution of a plurality of substituents, they are same as or different from each other.
  • R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, pyridinyl, pyrimidinyl and triazinyl groups ≪ / RTI >
  • the methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, biphenyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group and triazinyl group of R 1 and R 2 are each independently a methyl group, A phenyl group, a biphenyl group, a pyridinyl group, a pyrimidinyl group and a triazinyl group, and when they are substituted with a plurality of substituents, they are the same as or different from each other.
  • each of Ar 3 to Ar 6 is independently selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms Selected,
  • the alkyl, aryl and heteroaryl groups of Ar 3 to Ar 6 are each independently selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms. And when they are substituted with a plurality of substituents, they are the same as or different from each other.
  • Ar 3 to Ar 6 each independently represent a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, biphenyl group, fluorenyl group, carbazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzo A thienopyranyl group, a quinolinyl group, a quinolinyl group, a quinoxalinyl group and a quinazolinyl group in the group consisting of a thiophene group, a pyridonyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, a naphthalenyl group, a triazolopyridinyl group, Selected,
  • Examples of the substituent of Ar 3 to Ar 6 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a carbazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothiophenyl group, a pyridinyl group, A thiazolyl group, a naphthalenyl group, a triazolopyridinyl group, a quinolinyl group, an isoquinolinyl group, a cinnolinyl group, a quinoxalinyl group and a quinazolinyl group are each independently a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 ⁇ C 30 aryl group and a nuclear atoms substituted by one or more substituent species selected from the group consisting of 5 to 30 heteroaryl group being unsub
  • Ar 3 to Ar 6 each independently represent a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, biphenyl group, fluorenyl group, carbazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzo A thienopyranyl group, a quinolinyl group, a quinolinyl group, a quinoxalinyl group and a quinazolinyl group in the group consisting of a thiophene group, a pyridonyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, a naphthalenyl group, a triazolopyridinyl group, Selected,
  • Examples of the substituent of Ar 3 to Ar 6 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a carbazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothiophenyl group, a pyridinyl group,
  • An isoquinolinyl group, a quinolinyl group, a quinoxalinyl group and a quinazolinyl group are each independently a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, n-butyl group, A phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a carbazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothiophenyl group, a pyri
  • each of Ar 3 to Ar 6 may independently be a substituent represented by any one of the following formulas B-1 to B-7:
  • k is an integer from 0 to 5;
  • t is an integer from 0 to 4.
  • R 7 to R 11 each independently represent hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 alkynyl group, C 6 ⁇ of C 60 aryl group, the number of nuclear atoms of 5 to 60 heteroaryl group, C 6 ⁇ aryloxy C 60, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group of, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, a nuclear atoms 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl silyl group, a alkyl boronic of C 1 ⁇ C 40, an aryl boronic a C 6 ⁇ C 60, C 6 ⁇ C A C 6 to C 60 mono or diarylphosphinyl group, and a C 6 to C 60 arylsilyl group, or is bonded to an adjacent
  • each of R 7 to R 11 is independently selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms Selected,
  • the alkyl, aryl and heteroaryl groups of R 7 to R 11 are each independently selected from the group consisting of a C 1 to C 30 alkyl group, a C 6 to C 30 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms, And when they are substituted with a plurality of substituents, they are the same as or different from each other.
  • each of R 7 to R 11 is independently selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, pyridinyl, pyrimidinyl and triazinyl groups ≪ / RTI >
  • each of R 7 to R 11 is independently selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, biphenyl, pyridinyl, pyrimidinyl and triazinyl groups ≪ / RTI >
  • the methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, biphenyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group and triazinyl group of R 8 to R 11 are each independently a methyl group, A phenyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a pyridinyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, a phenylamino group and a diphenylamino group, and when they are substituted with a plurality of substituents, They are the same or different.
  • the compound is N1 - ([1,1'-biphenyl] -4-yl) -N4- (10,10- (Dibenzo [b, d] furan-3-yl) -N4- (10,10-dimethyl- (Dibenzo [b, d] thiophene-2-yl) -N, N4-diphenylbenzene-1,4-diamine or N2 ' 2-yl) -10,10-dimethyl-N2 ', N7', N7'-triphenyl-10H-spiro [anthracene-9,9'-fluorene] -2 ', 7'-diamine.
  • the compounds represented by formula (1) of the present invention can be represented by the following compounds, but are not limited thereto:
  • the compounds of formula 1 of the present invention can be synthesized according to the general synthetic methods ( Chem. Rev. , 60 : 313 (1960); J. Chem. SOC . 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995 ). Detailed synthesis of the compound of the present invention will be described in detail in Synthesis Examples to be described later.
  • organic electroluminescent device comprising the compound represented by the general formula (1) according to the present invention described above.
  • the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and one or more organic layers sandwiched between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic layers includes Include compounds represented by the above formula (1).
  • the compounds may be used singly or in combination of two or more.
  • the at least one organic material layer may be at least one of a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, a light emitting auxiliary layer, a life improving layer, an electron transporting layer, an electron transporting auxiliary layer and an electron injecting layer, 1 < / RTI >
  • the structure of the organic electroluminescent device according to the present invention is not particularly limited.
  • the organic layer 30 may include a hole transport layer 31, a light emitting layer 32, and an electron transport layer 34.
  • a hole transporting auxiliary layer 33 may be interposed between the hole transporting layer 31 and the light emitting layer 32.
  • An electron transporting auxiliary layer 35 may be interposed between the electron transporting layer 34 and the light emitting layer 32 can do.
  • the organic layer 30 may further include a hole injection layer 37 between the hole transport layer 31 and the anode 10, and the electron transport layer 34 and the cathode And an electron injection layer (36) may be further included between the first electrode (20) and the second electrode (20).
  • the hole injection layer 37 deposited between the hole transport layer 31 and the anode 10 improves the interfacial properties between the ITO used as the anode and the organic material used as the hole transport layer 31 But the surface of the ITO layer is applied to the upper surface of the ITO which is not planarized to soften the surface of the ITO.
  • the layer can be used without any particular limitation as long as it is commonly used in the art. For example, an amine compound can be used But is not limited thereto.
  • the electron injection layer 36 is a layer which is stacked on the electron transport layer 34 to facilitate injection of electrons from the cathode to ultimately improve power efficiency and is commonly used in the art .
  • materials such as LiF, Liq, NaCl, CsF, Li 2 O, and BaO can be used.
  • the light emitting layer 32 may further include a light emitting auxiliary layer between the hole transporting auxiliary layer 33 and the light emitting layer 32.
  • the light-emission-assisting layer may serve to adjust the thickness of the organic layer 30 while serving to transport holes to the light-emitting layer 32.
  • the light-emission-assisting layer may include a hole-transporting material and may be made of the same material as the hole-transporting layer 31.
  • a life improving layer may be further included between the electron transporting auxiliary layer 35 and the light emitting layer 32. Holes moving in the organic light emitting device due to the ionization potential level in the light emitting layer 32 are blocked by the high energy barrier of the lifetime enhancing layer and do not diffuse or move to the electron transporting layer and consequently function to limit the holes to the light emitting layer .
  • the function of restricting the holes to the light emitting layer prevents diffusion of holes to the electron transporting layer that transports electrons by reduction, thereby suppressing the lifetime degradation due to the irreversible decomposition reaction by oxidation and contributing to improvement in the lifetime of the organic light emitting device .
  • the structures of the spiroacridine series are excellent in electrochemical stability, high in glass transition temperature and carrier transporting ability, and particularly excellent in hole transporting ability, so that the hole transporting is smooth in the light emitting layer and the luminous efficiency is enhanced .
  • the compound represented by the formula (1) is characterized by substitution of two or more of spirodimethylfluorene moieties with an arylamine, and has characteristics of low voltage driving and high refractive index, thereby exhibiting high efficiency and long life physical characteristics .
  • the compound represented by the general formula (1) which is a representative claim structure of the present invention, is excellent in luminescence characteristics, and therefore, it is preferable to use any one of the hole injection layer, the hole transporting layer, the light emitting layer, the electron transporting layer, It can be used as a material.
  • a hole transporting layer and a hole assisting transporting layer material are preferable.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention may further include an insulating layer or an adhesive layer at the interface between the electrode and the organic layer as well as the anode, one or more organic layers and the cathode sequentially laminated as described above.
  • the organic electroluminescent device of the present invention includes materials and methods known in the art, except that at least one or more of the organic material layers (for example, the electron transporting auxiliary layer) is formed to include the compound represented by Formula 1 To form another organic material layer and an electrode.
  • the organic material layers for example, the electron transporting auxiliary layer
  • 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 usable in the present invention is not particularly limited, and a silicon wafer, quartz, a glass plate, a metal plate, a plastic film and a sheet can be used.
  • the anode material may be made of a conductor having a high work function to facilitate injection of holes, for example, metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as 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), and indium zinc oxide (IZO)
  • ZnO Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide
  • the negative electrode material may be made of a conductor having a low work function so as to facilitate electron injection and may be made of a material having a low work function such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, The same metal or an alloy thereof; And multi-layer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but are not limited thereto.
  • Step 2 of Preparation Example 1 The procedure of Step 2 of Preparation Example 1 was followed to obtain 28.6 g (60%) of the target compound corresponding to the structural isomer of Core 1.
  • Step 2 of Preparation Example 4 The procedure of Step 2 of Preparation Example 4 was followed to obtain 28.1 g (44%) of the target compound corresponding to the structural isomer of Core 4.
  • reaction mixture was extracted with 500 mL of EA and washed with distilled water. Thereafter, the obtained organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 , distilled under reduced pressure, and then purified by silica gel column chromatography to obtain the desired compound (12.7 g, yield 72%).
  • reaction mixture was extracted with 500 mL of EA and washed with distilled water. Thereafter, the obtained organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 , distilled under reduced pressure, and then purified by silica gel column chromatography to obtain the desired compound (8.8 g, yield 71%).
  • reaction mixture was extracted with 500 mL of EA and washed with distilled water. Thereafter, the obtained organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 , distilled under reduced pressure, and then purified by silica gel column chromatography to obtain the desired compound (8.4 g, yield 66%).
  • a glass substrate coated with ITO Indium Tin Oxide
  • ITO Indium Tin Oxide
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol
  • UV OZONE cleaner Power sonic 405, Hoshin Tech
  • ITO transparent glass substrate electrode
  • m-MTDATA 60 nm
  • m-MTDATA 60 nm
  • 1, 3, 4, 7, 9, 10, 12, 14, 19, 21, 23, 26, 28, 31, DS-H522 + 5% 80 nm
  • 40, 46, 50, 54, 58, 59, 66, 70, 76, 78, 91, 95, 98, 102, 112, 116, (300 nm) / BCP (10 nm) / Alq 3 (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (200 nm) were stacked in this order to fabricate an organic EL device.
  • An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1, except that NPB was used as a hole transport layer material in place of the compound 1 used as a hole transport layer material in forming the hole transport layer in Example 1.
  • the structure of the NPB used is as follows.
  • the driving voltage, current efficiency and emission peak at current density of 10 mA / cm 2 were measured for each of the green organic electroluminescent devices manufactured in Examples 1 to 36 and Comparative Example 1, and the results are shown in Table 1 below .
  • Example 1 Compound 1 4.0 26.4 Example 2 Compound 3 3.9 25.5 Example 3 Compound 4 3.8 26.9 Example 4 Compound 7 4.5 25.0 Example 5 Compound 9 4.2 27.5 Example 6 Compound 10 4.0 24.5 Example 7 Compound 12 4.1 25.6 Example 8 Compound 14 4.4 27.0 Example 9 Compound 19 4.1 25.9 Example 10 Compound 21 3.9 24.6 Example 11 Compound 23 4.3 25.0 Example 12 Compound 26 3.8 26.2 Example 13 Compound 28 3.9 25.4 Example 14 Compound 31 4.4 23.4 Example 15 Compound 33 4.1 26.1 Example 16 Compound 38 4.0 26.8 Example 17 Compound 40 3.7 25.8 Example 18 Compound 46 3.8 26.6 Example 19 Compound 50 3.9 22.5 Example 20 Compound 54 4.2 26.9 Example 21 Compound 58 4.1 24.5 Example 22 Compound 59 3.8 27.6 Example 23 Compound 66 4.5 28.0 Example 24 Compound 70 4.1 24.2 Example 25 Compound 76 3.9 27.2
  • the organic electroluminescent devices using the compounds according to the present invention as the hole transporting layer exhibited higher current density than the conventional NBP (Comparative Example 1)
  • the efficiency and the driving voltage exhibit excellent performance.

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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 발광 효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
본 발명은 유기 전계 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있는 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나노스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 하여, 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광(electroluminescent, EL) 소자에 대한 연구가 이어져 오다가, 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층 구조의 유기 전계 발광 소자가 제시되었다. 이후, 고효율, 고수명의 유기 전계 발광 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료의 개발은 이론적으로 형광에 비해 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구도 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층 재료로는 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있으며, 발광층 재료로는 안트라센 유도체들이 보고되고 있다. 특히, 발광층 재료 중 효율 향상 측면에서 장점을 가지고 있는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색(blue), 녹색(green), 적색(red)의 인광 도판트 재료로 사용되고 있으며, 4,4-디카바졸리비페닐(4,4-dicarbazolybiphenyl, CBP)은 인광 호스트 재료로 사용되고 있다.
Figure PCTKR2018013975-appb-I000001
그러나 종래의 유기물층 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 매우 좋지 않기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다. 따라서, 성능이 뛰어난 유기물층 재료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있으며, 정공, 전자 주입 및 수송능, 발광능 등이 모두 우수한 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 신규 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내며 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000002
상기 화학식 1에서,
p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고;
m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 1의 정수이고, m 또는 n 중 반드시 하나는 1이며;
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되며;
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R3 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 2 또는 3의 치환기이며;
[화학식 2]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000003
[화학식 3]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000004
상기 화학식 2 및 3에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar3 내지 Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C6~C60의 디아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
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 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서의 "할로겐"은 플루오르, 염소, 브롬 또는 요오드를 의미한다.
본 발명에서의 “알킬”은 탄소수 1 내지 40개의 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 40개의 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 40개의 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 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60개일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 치환기도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴, 플루오레닐 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “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, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P, S 및 Se 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹도 포함하는 것으로 해석된다. 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 5 내지 60개의 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 “아릴아미노”는 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 “시클로알킬”은 탄소수 3 내지 40개의 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 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 “알킬실릴”은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, “아릴실릴”은 탄소수 5 내지 60개의 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 화합물은 열적 안정성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상되어 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
[부호의 설명]
10: 양극 20: 음극
30: 유기층 31: 정공 수송층
32: 발광층 33: 정공 수송 보조층
34: 전자 수송층 35: 전자 수송 보조층
36: 전자 주입층 37: 정공 주입층
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 신규 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000005
상기 화학식 1에서,
p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고;
m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 1의 정수이고, m 또는 n 중 반드시 하나는 1이며;
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되며;
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R3 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 2 또는 3의 치환기이며;
[화학식 2]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000007
상기 화학식 2 및 3에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되며;
상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar3 내지 Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C6~C60의 디아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
스파이로디메틸아크리딘 구조 기반의 재료들은 정공 수송 능력이 매우 우수하여 빠른 hole mobility를 기반으로 발광 효율이 우수한 특성을 가진다. 또한, 높은 유리전이온도로 열안정성과 정공 주입층과 발광층 사이의 적절한 HOMO, LUMO 에너지 레벨을 특성을 가지므로 저전압 구동이 가능하여 수명이 상승되고, 무정형의 결정성과 고굴절률의 특성은 발광 효율을 더욱 더 높이는 효과를 나타낸다.
기본적으로 스파이로아크리딘 계열의 구조들은 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도와 캐리어 수송 능력이 우수하며, 특히나 정공 수송 능력이 매우 우수하여 발광층으로 정공 수송이 원활하여 발광 효율이 높아지게 된다. 상기 화학식 1로 대표되는 구조의 재료들은 스파이로디메틸플루오렌과 아릴아민이 최소한 2개 이상 조합된 구조적인 특징적이며, 이로 인하여 정공을 전달하기에 적합한 물리화학적 특성인 HOMO level을 형성하게 된다. 또한, 빠른 정공 수송 능력을 바탕으로 저전압 구동과 고굴절률의 특성들을 가지며 이로 인한 고효율과 장수명의 물리적 특징들을 나타낸다.
이로 인해, 본 발명의 대표 청구 구조인 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다. 바람직하게는 정공 수송층 및 정공 보조 수송층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는, 화합물일 수 있다:
[화학식 4]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000008
[화학식 5]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000009
상기 화학식 4 및 5에서,
R1 내지 R6, p, q, r, s, L1, L2 및 Ar3 내지 Ar6은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 6 또는 7로 표시되는, 화합물일 수 있다:
[화학식 6]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000010
[화학식 7]
Figure PCTKR2018013975-appb-I000011
상기 화학식 6 및 7에서,
R1 내지 R6, p, q, r, s 및 Ar3 내지 Ar6은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 및 R2의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 및 R2의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 및 R2의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합이거나, 하기 화학식 A-1 내지 A-4로 이루어진 군에서 선택된 링커일 수 있고, 보다 바람직하게는 직접결합이거나 A-1 또는 A-2로 표시되는 링커일 수 있다:
Figure PCTKR2018013975-appb-I000012
상기 화학식 A-1 내지 A-4에서,
*는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Ar3 내지 Ar6의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar3 내지 Ar6은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 나프탈레닐기, 트리아졸로피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 시놀리닐기, 퀴녹살리닐기 및 퀴나졸리닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Ar3 내지 Ar6의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 나프탈레닐기, 트리아졸로피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 시놀리닐기, 퀴녹살리닐기 및 퀴나졸리닐기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar3 내지 Ar6은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 나프탈레닐기, 트리아졸로피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 시놀리닐기, 퀴녹살리닐기 및 퀴나졸리닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 Ar3 내지 Ar6의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 나프탈레닐기, 트리아졸로피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 시놀리닐기, 퀴녹살리닐기 및 퀴나졸리닐기는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 카바졸릴기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 나프탈레닐기, 트리아졸로피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 시놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페닐아미노기 및 디페닐아미노기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 하기 화학식 B-1 내지 B-7 중 어느 하나로 표시되는 치환기일 수 있다:
Figure PCTKR2018013975-appb-I000013
상기 화학식 B-1 내지 B-7에서,
*은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
k는 0 내지 5의 정수이며;
t는 0 내지 4의 정수이며;
R7 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아미노기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고, 상기 R7이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
상기 R7 내지 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C6~C60의 디아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R7 내지 R11은 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R7 내지 R11의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R7 내지 R11은 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R7 내지 R11의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 R7 내지 R11은 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R8 내지 R11의 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐아미노기 및 디페닐아미노기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
본 발명의 바람직한 한 구현 예에 따르면, 상기 화합물은 N1-([1,1'-비페닐]-4-일)-N4-(10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민, N1-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-N4-(10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 또는 N2'-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)-10,10-디메틸-N2',N7',N7'-트리페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2',7'-디아민일 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물로 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2018013975-appb-I000014
Figure PCTKR2018013975-appb-I000015
Figure PCTKR2018013975-appb-I000016
Figure PCTKR2018013975-appb-I000017
Figure PCTKR2018013975-appb-I000018
본 발명의 화학식 1의 화합물은 일반적인 합성방법에 따라 합성될 수 있다(Chem. Rev., 60:313 (1960); J. Chem. SOC. 4482 (1955); Chem. Rev. 95: 2457 (1995) 등 참조). 본 발명의 화합물에 대한 상세한 합성 과정은 후술하는 합성예에서 구체적으로 기술하도록 한다.
2. 유기 전계 발광 소자
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 수명 개선층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 일 예시로 도 1을 참고하면, 예컨대 서로 마주하는 양극(10)과 음극(20), 그리고 상기 양극(10)과 음극(20) 사이에 위치하는 유기층(30)을 포함한다. 여기서, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31), 발광층(32) 및 전자 수송층(34)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 정공 수송층(31)과 발광층(32) 사이에는 정공 수송 보조층(33)을 포함할 수 있으며, 상기 전자 수송층(34)과 발광층(32) 사이에는 전자 수송 보조층(35)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시로 도 2를 참고하면, 상기 유기층(30)은 정공 수송층(31)과 양극(10)사이에 정공 주입층(37)을 더 포함할 수 있으며, 전자 수송층(34)과 음극(20)사이에는 전자 주입층(36)을 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 정공 수송층(31)과 양극(10) 사이에 적층되는 정공 주입층(37)은 양극으로 사용되는 ITO와, 정공 수송층(31)으로 사용되는 유기물질 사이의 계면 특성을 개선할 뿐만 아니라 그 표면이 평탄하지 않은 ITO의 상부에 도포되어 ITO의 표면을 부드럽게 만들어주는 기능을 하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 아민 화합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 전자 주입층(36)은 전자 수송층(34)의 상부에 적층되어 음극으로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 전력효율을 개선시키는 기능을 수행하는 층으로, 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대, LiF, Liq, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 정공 수송 보조층(33)과 발광층(32) 사이에 발광 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 보조층은 발광층(32)에 정공을 수송하는 역할을 하면서 유기층(30)의 두께를 조정하는 역할을 할 수 있다. 상기 발광 보조층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있고, 정공 수송층(31)과 동일한 물질로 만들어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 전자 수송 보조층 (35)과 발광층(32) 사이에 수명 개선층을 더 포함할 수 있다. 상기 발광층(32)으로 유기 발광 소자 내에서 이온화 포텐셜 레벨을 타고 이동하는 정공이 수명개선층의 높은 에너지 장벽에 막혀 전자 수송층으로 확산, 또는 이동하지 못해, 결과적으로 정공을 발광층에 제한시키는 기능을 한다. 이렇게 정공을 발광층에 제한시키는 기능은 환원에 의해 전자를 이동시키는 전자 수송층으로 정공이 확산되는 것을 막아, 산화에 의한 비가역적 분해반응을 통한 수명저하 현상을 억제하여, 유기 발광 소자의 수명 개선에 기여할 수 있다.
기본적으로 스파이로아크리딘 계열의 구조들은 전기화학적 안정성이 매우 우수하고, 높은 유리전이온도와 캐리어 수송 능력이 우수하며, 특히나 정공 수송 능력이 매우 우수하여 발광층으로 정공 수송이 원활하여 발광 효율이 높아지게 된다.
본 발명에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 스파이로디메틸플루오렌 모이어티에 아릴아민이 2 이상 치환된 것이 구조적인 특징적이며, 저전압 구동과 고굴절률의 특성들을 가지며 이로 인한 고효율과 장수명의 물리적 특징들을 나타낸다.
이로 인해, 본 발명의 대표 청구 구조인 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광 특성이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층인 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나의 재료로 사용될 수 있다. 바람직하게는 정공 수송층 및 정공 보조 수송층 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 유기 전계 발광 소자는 상기한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 전자 수송 보조층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 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 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.
또, 양극 물질로는 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 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 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질로는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
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.
실시예
[준비예 1] Core 1의 합성
<단계 1> 9-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디메틸-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000019
2-브로모-4'-클로로-1,1'-비페닐 50 g (0.19 mol)에 THF 500 mL를 가하였다. 다음, 반응액의 온도를 -78 ℃로 낮추고 n-BuLi 1.6M 용액 128 mL (0.21 mol)를 반응액에 천천히 적가하였다. 동일 온도에서 1시간 교반 후 10,10-디메틸안트라센-9(10H)-온 45.7 g (0.21 mol)을 THF 500 mL에 용해시켜 반응액에 천천히 첨가한 후 동일 온도에서 1시간 동안 교반하고, 상온에서 24시간 동안 추가로 교반하였다. 그 다음, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 2.0 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 52.2 g (수율 68 %)을 얻었다.
1H-NMR (in DMSO) : δ 8.42 (d, 1H), 7.55 (t, 1H), 7.31 (m, 3H), 7.20 (m, 2H), 7.06 (m, 2H), 6.86 (d, 2H), 6.68 (d, 1H), 6.60 (d, 2H), 5.71 (s, 1H), 5.62 (d, 2H), 1.36 (s, 3H), 1.08 (s, 3H)
[LCMS] : 410
<단계 2> 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000020
9-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디메틸-9,10-디하이드로안트라센-9-올 46.0 g (0.11 mol)에 conc.HCl 70 mL와 AcOH 700 mL를 가하였다. 반응액을 100℃에서 2시간 동안 가열환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 생성된 고체를 감압여과하고 훈풍건조하여 목적 화합물 43.1 g (수율 98 %)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 7.78 (d, 1H), 7.73 (d, 1H), 7.60 (dd, 2H), 7.30 (m, 2H), 7.20 (dt, 2H), 7.14 (dt, 1H), 6.86 (m, 4H), 6.28 (dd, 2H), 1.92 (s, 3H), 1.90 (s, 3H)
[LCMS] : 392
[준비예 2] Core 2의 합성
<단계 1> 9-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디메틸-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000021
상기 [준비예 1]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 49.9 g (65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 410
<단계 2> 3'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000022
상기 [준비예 1]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 28.6 g (60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 392
[준비예 3] Core 3의 합성
<단계 1> 9-(2'-브로모-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디메틸-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000023
반응물로 2,2'-디브로모-1,1'-비페닐을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 42.3 g (58 %)을 얻었다.
[LCMS] : 455
<단계 2> 4'-브로모-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000024
상기 [준비예 1]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 1의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 38.3 g (95 %)을 얻었다.
1H-NMR (in CDCl3) : δ 8.68 (d, 1H), 7.60 (d, 2H), 7.48 (d, 1H), 7.37 (t, 1H), 7.28 (m, 3H), 6.97 (t, 1H), 6.76 (m, 4H), 6.29 (d, 2H), 1.97 (s, 6H)
[LCMS] : 437
[준비예 4] Core 4의 합성
<단계 1> 9-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디페닐-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000025
2-브로모-4'-클로로-1,1'-비페닐 50 g (0.19 mol)에 THF 500 mL를 가하였다. 다음, 반응액의 온도를 -78 ℃로 낮추고 n-BuLi 1.6M 용액 128 mL (0.21 mol)를 반응액에 천천히 적가하였다. 동일 온도에서 1시간 교반 후 10,10-디페닐안트라센-9(10H)-온 45.7 g (0.21 mol)을 THF 500 mL에 용해시켜 반응액에 천천히 첨가한 후 동일 온도에서 1시간 동안 교반하고, 상온에서 24시간 동안 추가로 교반하였다. 그 다음, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 2.0 L로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 62.0 g (수율 62 %)을 얻었다.
[LCMS] : 535
<단계 2> 2'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌] 의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000026
9-(4'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디페닐-9,10-디하이드로안트라센-9-올 62.0 g (0.12 mol)에 conc.HCl 90 mL와 AcOH 900 mL를 가하였다. 반응액을 100℃에서 2시간 동안 가열환류하였다. 상온으로 온도를 냉각하고, 반응액에 정제수 500 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 생성된 고체를 감압여과하고 훈풍건조하여 목적 화합물 57.5 g (수율 96 %)을 얻었다.
[LCMS] : 517
[준비예 5] 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[플루오렌-9,9'-크산텐]-2-일)-1,3,2-디옥사보로란의 합성
<단계 1> 9-(3'-클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디페닐-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000027
상기 [준비예 4]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 Core 4의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 66.0 g (66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 535
<단계 2> 3'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌] 의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000028
상기 [준비예 4]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 4의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 28.1 g (44 %)을 얻었다.
[LCMS] : 517
[준비예 6] Core 6의 합성
<단계 1> 9-(2'-브로모-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디페닐-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000029
반응물로 2,2'-디브로모-1,1'-비페닐을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 4]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 Core 4의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 49.2 g (53 %)을 얻었다.
[LCMS] : 579
<단계 2> 4'-브로모-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000030
상기 [준비예 4]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 Core 4의 구조이성질체에 해당하는 목적 화합물 43.7 g (92 %)을 얻었다.
[LCMS] : 561
[준비예 7] Core 7의 합성
<단계 1> 9-(4,4'-디클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디메틸-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000031
반응물로 2-브로모-4,4'-디클로로-1,1'-비페닐을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 1]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 58.5 g (62 %)을 얻었다.
[LCMS] : 569
<단계 2> 2',7'-디클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000032
상기 [준비예 1]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 41.6 g (89 %)을 얻었다.
[LCMS] : 427
[준비예 8] Core 8의 합성
<단계 1> 9-(4,4'-디클로로-[1,1'-비페닐]-2-일)-10,10-디페닐-9,10-디하이드로안트라센-9-올의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000033
반응물로 2-브로모-4,4'-디클로로-1,1'-비페닐을 사용한 것을 제외하고는 상기 [준비예 4]의 단계 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 49.2 g (53 %)을 얻었다.
[LCMS] : 569
<단계 2> 2',7'-디클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000034
상기 [준비예 4]의 단계 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 43.7 g (92 %)을 얻었다.
[LCMS] : 551
[합성예 1] 화합물 1의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000035
[준비예 1]에서 얻어진 Core 1 10.0 g (25.5 mmol)과 N1,N1,N4-트리페닐벤젠-1,4-디아민 9.4 g (28.0 mmol)에 dioxane 100 mL를 가하였다. 다음, Pd(OAc)2 0.29 g (1.3 mmol), P(t-Bu)3 1.03 g (2.5 mmol) 및 K2CO3 10.6 g (76.3 mmol)을 첨가하고, 120 에서 6시간 동안 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 500 mL로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 12.7 g (수율 72%)을 얻었다.
[LCMS] : 692
[합성예 2] 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000036
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-([1,1'-비페닐]-4-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.5 g (수율 65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 769
[합성예 3] 화합물 4의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000037
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1,N1,N3-트리페닐벤젠-1,3-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.6 g (수율 58 %)을 얻었다.
[LCMS] : 692
[합성예 4] 화합물 7의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000038
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-([1,1'-비페닐]-4-일)-N4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-N1-페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.0 g (수율 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 885
[합성예 5] 화합물 9의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000039
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(나프탈렌-1-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.7 g (수율 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 742
[합성예 6] 화합물 10의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000040
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 10.5 g (수율 78 %)을 얻었다.
[LCMS] : 782
[합성예 7] 화합물 12의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000041
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.2 g (수율 71 %)을 얻었다.
[LCMS] : 782
[합성예 8] 화합물 14의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000042
준비예 1 의 2'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]티오펜-3-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 11.3 g (수율 66 %)을 얻었다.
[LCMS] : 799
[합성예 9] 화합물 19의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000043
[준비예 2]에서 얻어진 Core 2 7.0 g (17.8 mmol)과 N1,N1,N3-트리페닐벤젠-1,3-디아민 6.6g (19.5 mmol)에 toluene 100 mL를 가하였다. 다음, Pd(OAc)2 0.2 g (0.9 mmol), XPhos 0.85 g (1.8 mmol) 및 Cs2CO3 11.6 g (35.6 mmol)을 첨가하고 120 에서 6시간 동안 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 정제수 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 500 mL로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 8.8 g (수율 71%)을 얻었다.
[LCMS] : 692
[합성예 10] 화합물 21의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000044
준비예 2 의 3'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 8.4 g (수율 68 %)을 얻었다.
[LCMS] : 809
[합성예 11] 화합물 23의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000045
준비예 2 의 3'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(나프탈렌-2-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.8 g (수율 75 %)을 얻었다.
[LCMS] : 742
[합성예 12] 화합물 26의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000046
준비예 2 의 3'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.0 g (수율 65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 782
[합성예 13] 화합물 28의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000047
준비예 2 의 3'-클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.9 g (수율 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 799
[합성예 14] 화합물 31의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000048
[준비예 3]에서 얻어진 Core 3 8.0 g (18.3 mmol)과 N1,N1,N4-트리페닐벤젠-1,4-디아민 6.8 g (20.1 mmol)에 toluene 100 mL를 가하였다. 다음, Pd2(dba)3 0.84 g (0.9 mmol), BINAP 1.1 g (1.8 mmol) 및 Cs2CO3 11.9 g (36.6 mmol)을 첨가한 후 120 에서 12시간 가열환류하였다. 그 다음, 상온으로 온도를 냉각하고 반응액에 염화암모늄 수용액 300 mL를 투입하여 반응을 종결시킨 후 E.A 500 mL로 추출하고, 증류수로 세척하였다. 이후, 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 8.4 g (수율 66%)을 얻었다.
[LCMS] : 692
[합성예 15] 화합물 33의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000049
준비예 3 의 4'-브로모-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-([1,1'-비페닐]-4-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 8.9 g (수율 63 %)을 얻었다.
[LCMS] : 769
[합성예 16] 화합물 38의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000050
준비예 3 의 4'-브로모-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(나프탈렌-2-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.2 g (수율 68 %)을 얻었다.
[LCMS] : 742
[합성예 17] 화합물 40의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000051
준비예 3 의 4'-브로모-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.9 g (수율 76 %)을 얻었다.
[LCMS] : 782
[합성예 18] 화합물 46의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000052
준비예 4 의 2'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1,N1,N4-트리페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 8.5 g (수율 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 817
[합성예 19] 화합물 50의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000053
준비예 4 의 2'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-([1,1'-비페닐]-4-일)-N1,N3-디페닐벤젠-1,3-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.1 g (수율 64 %)을 얻었다.
[LCMS] : 893
[합성예 20] 화합물 54의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000054
준비예 4 의 2'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(나프탈렌-1-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.8 g (수율 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 867
[합성예 21] 화합물 58의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000055
준비예 4 의 2'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.4 g (수율 65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 923
[합성예 22] 화합물 59의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000056
준비예 4 의 2'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]티오펜-3-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 1]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 70 %)을 얻었다.
[LCMS] : 923
[합성예 23] 화합물 66의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000057
준비예 5 의 3'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 2]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.8 g (수율 54 %)을 얻었다.
[LCMS] : 933
[합성예 24] 화합물 70의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000058
준비예 5 의 3'-클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 2]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.2 g (수율 69 %)을 얻었다.
[LCMS] : 907
[합성예 25] 화합물 76의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000059
준비예 6 의 4'-브로모-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1,N1,N4-트리페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 3]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 9.5 g (수율 69 %)을 얻었다.
[LCMS] : 817
[합성예 26] 화합물 78의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000060
준비예 6 의 4'-브로모-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 N1-([1,1'-비페닐]-4-일)-N1,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 3]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 8.1 g (수율 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 893
[합성예 27] 화합물 91의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000061
준비예 7 의 2',7'-디클로로-10,10-디메틸-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 디페닐아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 7.7 g (수율 65 %)을 얻었다.
[LCMS] : 692
[합성예 28] 화합물 95의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000062
반응물로 7'-클로로-10,10-디메틸-N,N-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.5 g (수율 40 %)을 얻었다.
[LCMS] : 809
[합성예 29] 화합물 98의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000063
반응물로 7'-클로로-10,10-디메틸-N,N-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 N-페닐디벤조[b,d]퓨란-4-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.2 g (수율 43 %)을 얻었다.
[LCMS] : 782
[합성예 30] 화합물 102의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000064
반응물로 7'-클로로-10,10-디메틸-N,N-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 N-페닐디벤조[b,d]퓨란-3-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.2 g (수율 38 %)을 얻었다.
[LCMS] : 859
[합성예 31] 화합물 112의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000065
반응물로 7'-클로로-10,10-디메틸-N,N-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 N-페닐디벤조[b,d]티오펜-2-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 19]와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 2.7 g (수율 31 %)을 얻었다.
[LCMS] : 875
[합성예 32] 화합물 116의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000066
준비예 8 의 2',7'-디클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 디페닐아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 4.3 g (수율 52 %)을 얻었다.
[LCMS] : 817
[합성예 33] 화합물 120의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000067
반응물로 7'-클로로-N,N,10,10-테트라페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 6.2 g (수율 42 %)을 얻었다.
[LCMS] : 933
[합성예 34] 화합물 121의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000068
준비예 8 의 2',7'-디클로로-10,10-디페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]과 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 3.0 g (수율 60 %)을 얻었다.
[LCMS] : 1049
[합성예 35] 화합물 124의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000069
반응물로 7'-클로로-N,N,10,10-테트라페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 N-페닐디벤조[b,d]퓨란-3-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.5 g (수율 48 %)을 얻었다.
[LCMS] : 907
[합성예 36] 화합물 132의 합성
Figure PCTKR2018013975-appb-I000070
반응물로 7'-클로로-N,N,10,10-테트라페닐-10H-스피로[안트라센-9,9'-플루오렌]-2'-아민과 N-페닐디벤조[b,d]티오펜-4-아민 을 사용한 것을 제외하고는 [합성예 31]과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물 5.2 g (수율 40 %)을 얻었다.
[LCMS] : 923
[실시예 1 내지 36] 유기 전계 발광 소자의 제작
합성예에서 합성한 화합물 1, 3, 4, 7, 9, 10, 12, 14, 19, 21, 23, 26, 28, 31, 33, 38, 40, 46, 50, 54, 58, 59, 66, 70, 76, 78, 91, 95, 98, 102, 112, 116, 120, 121, 124, 132 를 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 5분간 세정하고 진공 증착기로 코팅된 유리 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 유리 기판(전극) 위에 m-MTDATA (60 nm)/ 1, 3, 4, 7, 9, 10, 12, 14, 19, 21, 23, 26, 28, 31, 33, 38, 40, 46, 50, 54, 58, 59, 66, 70, 76, 78, 91, 95, 98, 102, 112, 116, 120, 121, 124, 132 (80 nm)/DS-H522 + 5% DS-501(300 nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
소자 제작에 사용된 DS-H522 및 DS-501은 ㈜두산전자 BG 제품이며, m-MTDATA, TCTA, CBP, Ir(ppy)3, 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2018013975-appb-I000071
Figure PCTKR2018013975-appb-I000072
[비교예 1] 유기 전계 발광 소자의 제작
실시예 1 에서 정공 수송층 형성시 정공 수송층 물질로 사용된 화합물 1 대신 NPB를 정공수송층 물질로 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제조하였다. 사용된 NPB의 구조는 하기와 같다.
Figure PCTKR2018013975-appb-I000073
[평가예 1]
실시예 1 내지 36 및 비교예 1에서 제작한 각각의 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 정공수송층 구동전압(V) 전류효율(cd/A)
실시예 1 화합물 1 4.0 26.4
실시예 2 화합물 3 3.9 25.5
실시예 3 화합물 4 3.8 26.9
실시예 4 화합물 7 4.5 25.0
실시예 5 화합물 9 4.2 27.5
실시예 6 화합물 10 4.0 24.5
실시예 7 화합물 12 4.1 25.6
실시예 8 화합물 14 4.4 27.0
실시예 9 화합물 19 4.1 25.9
실시예 10 화합물 21 3.9 24.6
실시예 11 화합물 23 4.3 25.0
실시예 12 화합물 26 3.8 26.2
실시예 13 화합물 28 3.9 25.4
실시예 14 화합물 31 4.4 23.4
실시예 15 화합물 33 4.1 26.1
실시예 16 화합물 38 4.0 26.8
실시예 17 화합물 40 3.7 25.8
실시예 18 화합물 46 3.8 26.6
실시예 19 화합물 50 3.9 22.5
실시예 20 화합물 54 4.2 26.9
실시예 21 화합물 58 4.1 24.5
실시예 22 화합물 59 3.8 27.6
실시예 23 화합물 66 4.5 28.0
실시예 24 화합물 70 4.1 24.2
실시예 25 화합물 76 3.9 27.2
실시예 26 화합물 78 3.8 26.0
실시예 27 화합물 91 4.1 25.5
실시예 28 화합물 95 4.0 26.3
실시예 29 화합물 98 4.2 23.2
실시예 30 화합물 102 4.4 26.6
실시예 31 화합물 112 3.9 24.9
실시예 32 화합물 116 4,9 26.6
실시예 33 화합물 120 4.7 23.9
실시예 34 화합물 121 4.3 24.8
실시예 35 화합물 124 4.2 25.0
실시예 36 화합물 132 4.1 25.0
비교예 1 NPB 4.9 19.8
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 정공수송층으로 사용한 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 36에서 각각 제조된 유기 전계 소자)는 종래의 NBP를 적용한 경우(비교예 1)보다 전류효율 및 구동전압이 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000074
    상기 화학식 1에서,
    p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
    r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고;
    m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 1의 정수이고, m 또는 n 중 반드시 하나는 1이며;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되며;
    R3 내지 R6은 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R3 내지 R6 각각이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R1 내지 R6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 2 또는 3의 치환기이며;
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000075
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000076
    상기 화학식 2 및 3에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며;
    Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아미노기로 이루어진 군에서 선택되며;
    상기 L1 및 L2의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar3 내지 Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C6~C60의 디아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는, 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000077
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000078
    상기 화학식 4 및 5에서,
    R1 내지 R6, p, q, r, s, L1, L2 및 Ar3 내지 Ar6은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 6 또는 7로 표시되는, 화합물:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000079
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000080
    상기 화학식 6 및 7에서,
    R1 내지 R6, p, q, r, s 및 Ar3 내지 Ar6은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R1 및 R2의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합이거나, 하기 화학식 A-1 내지 A-4로 이루어진 군에서 선택된 링커인, 화합물:
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000081
    상기 화학식 A-1 내지 A-4에서,
    *는 결합이 이루어지는 부분을 의미한다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 Ar3 내지 Ar6의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한, 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 Ar3 내지 Ar6은 각각 독립적으로 하기 화학식 B-1 내지 B-7 중 어느 하나로 표시되는 치환기인, 화합물:
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000082
    상기 화학식 B-1 내지 B-7에서,
    *은 결합이 이루어지는 부분을 의미하고;
    k는 0 내지 5의 정수이며;
    t는 0 내지 4의 정수이며;
    R7 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴아미노기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고, 상기 R7이 복수 개인 경우 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    상기 R7 내지 R11의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴아미노기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스파닐기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴아미노기, C6~C60의 디아릴아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스파닐기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 R7 내지 R11은 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R7 내지 R11의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 C1~C30의 알킬기, C6~C30의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 30개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이한, 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000083
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000084
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000085
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000086
    Figure PCTKR2018013975-appb-I000087
  10. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송 보조층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
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