WO2025121966A1 - 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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WO2025121966A1
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신성민
조석원
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Definitions

  • the present invention relates to a novel organic luminescent compound and an organic electroluminescent device using the same, and more specifically, to a compound having excellent electron transport ability, luminescent ability and thermal stability, and an organic electroluminescent device having improved characteristics such as luminescent efficiency, driving voltage and lifespan by including the compound in one or more organic layers.
  • an organic electroluminescent device when a voltage is applied between two electrodes, holes are injected into the organic layer from the anode, and electrons are injected into the organic layer from the cathode. When the injected holes and electrons meet, excitons are formed, and when these excitons fall to the ground state, light is emitted.
  • the material used as the organic layer can be classified into luminescent materials, hole injection materials, hole transport materials, electron transport materials, and electron injection materials according to their functions.
  • Luminescent materials can be classified into blue, green, and red luminescent materials according to their luminescent colors, and yellow and orange luminescent materials for better natural color realization.
  • a host/dopant system can be used as the luminescent material to increase color purity and luminescent efficiency through energy transfer.
  • Dopant materials can be divided into fluorescent dopants using organic materials and phosphorescent dopants using metal complex compounds containing heavy atoms such as Ir and Pt. At this time, since the development of phosphorescent materials can theoretically improve luminescence efficiency by up to four times compared to fluorescence, research is being conducted not only on phosphorescent dopants but also on phosphorescent host materials.
  • NPB, BCP, Alq 3 , etc. have been widely known as materials for hole injection layers, hole transport layers, hole blocking layers, and electron transport layers, and anthracene derivatives have been reported as materials for emitting layers.
  • metal complex compounds containing Ir such as Firpic, Ir(ppy) 3 , (acac)Ir(btp) 2 , etc., which have advantages in terms of improving efficiency among emitting layer materials, are being used as blue, green, and red phosphorescent dopant materials, and 4,4-dicarbazolybiphenyl (CBP) is being used as a phosphorescent host material.
  • the present invention has as a technical object the provision of a novel compound having excellent heat resistance, carrier transport ability, luminescence ability, etc., which can be used as an organic layer material of an organic electroluminescent device, specifically, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer, or a luminescent layer.
  • another technical task of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having a low driving voltage, high luminous efficiency, and improved lifespan, including the novel compound.
  • the present invention provides a compound represented by the following chemical formula 1.
  • X 1 to X 3 are identical or different from each other, and are each independently CR 2 or N, provided that at least one of X 1 to X 3 is N,
  • R 1 and R 2 are the same or different, and are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 to C 40 alkyloxy group, C 6 to C 60 aryloxy group, C 3 to C 40 alkylsilyl group, C 6 to C 60 arylsilyl group, C 1 to C 40 alkylboron group, C 6 to C 60 is selected from the group consisting of an arylboron group, a C 6 to C 60 arylphosphine group, a C 6 to C 60 arylphosphine oxide group, a C 6 to C 60 arylamine group, a C 5 to C
  • Ar 1 to Ar 6 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen, deuterium (D), a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkynyl group, a C 3 to C 40 cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, a C 6 to C 60 aryl group, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 aryloxy group, 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 arylborone group, a C 6 to C 60 It is selected from the group consisting of an arylphosphine group, an arylphosphine oxide group having C 6 to C 60 , an
  • L 1 and L 2 are the same or different from each other, and are each independently a single bond or selected from the group consisting of an arylene group having C 6 to C 18 and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms,
  • o, p and q are each independently an integer from 0 to 3
  • the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group , cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylsilyl group, arylsilyl group, alkylboron group, arylboron group, arylphosphine group, arylphosphine oxide group and arylamine group of the above R 1 to R 2 and Ar 2 to Ar 6 are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms,
  • the present invention provides an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and one or more organic layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic layers comprises a compound represented by the chemical formula 1.
  • the organic layer including the compound represented by the chemical formula 1 may be selected from the group consisting of a light-emitting layer, a light-emitting auxiliary layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, a life-span improvement layer, an electron transport layer, and an electron transport auxiliary layer.
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be included as at least one material among the phosphorescent host material of the light-emitting layer, the electron transport layer, and the electron transport auxiliary layer.
  • the compound represented by the chemical formula 1 can be used as an organic layer material of an organic electroluminescent device because it has excellent electron transport ability, luminescence ability, heat resistance, etc.
  • the compound represented by the chemical formula 1 of the present invention when used as an electron transport layer or electron transport auxiliary layer material, it can exhibit high thermal stability, low driving voltage, fast mobility, high current efficiency, and long life characteristics compared to conventional host materials or electron transport materials.
  • the organic electroluminescent device including the compound of the above chemical formula 1 can be significantly improved in aspects such as excellent luminescence performance, low driving voltage, long life, and high efficiency, and thus can be effectively applied to full-color display panels, etc.
  • the present invention provides a novel compound, for example, a silane compound, which has excellent electron transport ability and thermal stability and thus can simultaneously exhibit low operating voltage, high luminous efficiency, and long life characteristics of a device.
  • the novel organic compound according to the present invention comprises a silane group, a carbazole group, and an azine group (e.g., a nitrogen-containing heteroaromatic ring) as essential components, wherein the silane group and the azine group are both substituted on one phenyl ring of the carbazole group, and they form a basic skeleton in which they are directly connected or connected through a separate linker (e.g., e.g., L 1 to L 2 ).
  • a separate linker e.g., e.g., L 1 to L 2
  • the compound having the structure of the above chemical formula 1 forms an asymmetric structure with respect to the molecular long axis as different silane groups and azine groups are arranged on one phenyl ring constituting the carbazole group.
  • the compound of the present invention not only has a high triplet (T1) energy level resulting from structural asymmetry and steric hindrance, but also has physicochemical properties more suitable for electron injection and electron transport by further increasing the strong electron withdrawing property (EWG) of the azine group. Accordingly, it exhibits the effect of simultaneously increasing the high-efficiency characteristic of the device.
  • the structure is such that an azine group and a silane group are arranged on each of the phenyl rings on both sides of the carbazole, it is expected that only the donating influence of the carbazole group will be received, whereas when a silane group and an azine group are arranged simultaneously on one side of the carbazole group as in the present invention, the azine group acts as a relatively strong electron acceptor due to the donating influence of the two groups of the carbazole group and the silane group, and the lifespan and efficiency characteristics of an organic electroluminescent device including such a compound can be further improved.
  • the compound has a structural feature in which a dibenzo moiety and a silane moiety having weak electron donating group (EDG) characteristics are combined with a nitrogen-containing aromatic ring (e.g., pyrazine, pyrimidine, triazine), which is a type of azine group that is an electron withdrawing group (EWG) with strong electron absorption, it can induce polarization within the material to induce a wide band gap, and has HOMO and LUMO orbitals widely distributed throughout the molecule.
  • EWG electron withdrawing group
  • the compound of the above chemical formula 1 when applied as a material for an electron transport layer or an electron transport auxiliary layer, it can well accept electrons from the cathode and smoothly transfer electrons to the light-emitting layer, and as a result, it can lower the operating voltage of the device and induce high efficiency and long life characteristics.
  • the compound of the above chemical formula 1 essentially has a silane (Si) moiety, it blocks electron conjugation and has a high triplet (T1) energy value through steric hindrance. Through this, it has the ability to quench when an excessive amount of excitons are generated, as well as hole defense, so that excitons generated in the emitting layer can be prevented from diffusing to the electron transport layer or hole transport layer adjacent to the emitting layer.
  • the luminescence efficiency of the device can be improved, and the durability and stability of the device can be improved, so that the lifespan of the device can be efficiently increased.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 is not only very advantageous for electron transport, but also shows low driving voltage, high efficiency, and long life characteristics.
  • the excellent electron transport ability of this compound can have high efficiency and fast mobility in organic electroluminescent devices, and the HOMO and LUMO energy levels can be easily controlled depending on the direction or position of the substituent. Therefore, an organic electroluminescent device using the above compound can exhibit high electron transport ability.
  • a compound represented by chemical formula 1 has a basic skeletal structure including a silane group, a carbazole group, and an azine group (e.g., a nitrogen-containing heteroaromatic ring), wherein the silane group and the azine group are both substituted on one phenyl ring of the carbazole group, and they are directly connected or connected through a separate linker (e.g., L 1 to L 2 ).
  • a separate linker e.g., L 1 to L 2
  • the carbazole (e.g., Ar 1 -containing ring) group positioned at the center of the compound represented by the above chemical formula 1 can use any conventional carbazole moiety known in the art without limitation. Different silane groups and azine groups are introduced into one phenyl ring of the carbazole group, respectively, and R 1 can be substituted as a substituent on the other phenyl ring.
  • R 1 is hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 to C 40 alkyloxy group, C 6 to C 60 aryloxy group, C 3 to C 40 alkylsilyl group, C 6 to C 60 arylsilyl group, C 1 to C 40 alkylboron group, C 6 to C 60 arylborone group, C 6 to C 60 is selected from the group consisting of an arylphosphine group, a C 6 to C 60 arylphosphine oxide group, a C 6 to C 60 arylamine group, a C 5 to C 60 arylheteroarylamine group, and
  • R 1 is selected from the group consisting of hydrogen, deuterium (D), a C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 60 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, or may form a condensed ring by combining with any adjacent group, and more specifically, may be selected from the group consisting of hydrogen, a C 6 to C 40 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms.
  • the number of substitutions of R 1 can be an integer from 0 to 3.
  • R 1 can be hydrogen.
  • multiple R 1s are the same as or different from each other, and can each independently be a substituent other than a single bond in the definition of the linker described above.
  • Ar 1 substituted at the N position of the above carbazole group is hydrogen, deuterium (D), a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkynyl group, a C 3 to C 40 cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, a C 6 to C 60 aryl group, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 aryloxy group, 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 arylphosphine group, C It is selected from the group consisting of an arylphosphine oxide group having 6 to C 60 , an aryl
  • Ar 1 is a C 6 to C 60 aryl group or a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, and more specifically, a C 6 to C 40 aryl group or a heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms.
  • the carbazole group (e.g., Ar 1 containing ring) may be embodied by any one selected from the following structural formulae, but is not limited thereto.
  • Ring A is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon ring group containing or not containing a heteroatom
  • Ar 1 , R 1 and q are each as defined in chemical formula 1.
  • the carbazole group (e.g., Ar 1 containing ring) can be further specified as one selected from the following structural formulae.
  • Ar 1 , R 1 and q are each as defined in Chemical Formula 1, and multiple Ar 1 s represented identically may be identical or different.
  • at least one substituent known in the art e.g., the same as the definition of R 1 ) may be substituted.
  • One of the two substituents introduced to one phenyl ring of the above carbazole group is a nitrogen-containing heteroaromatic ring (e.g., a ring containing X 1 to X 3 ) and is a monocyclic nitrogen-containing heteroaryl group containing at least one nitrogen atom.
  • X 1 to X 3 are the same as or different from each other, and are each independently C(R 2 ) or N, provided that at least one of X 1 to X 3 contains N.
  • it contains 2 to 3 Ns.
  • R 2 is hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, C 1 to C 40 alkyloxy group, C 6 to C 60 aryloxy group, C 3 to C 40 alkylsilyl group, C 6 to C 60 arylsilyl group, C 1 to C 40 alkylboron group, C 6 to C 60 arylborone group, C 6 to C 60 An arylphosphine group, an arylphosphine oxide group having a carbon number of 6 to 60 , an arylamine group having a carbon number of 6 to 60 , a C 5 to C 60 arylheteroarylamine group, and
  • R 2 may be the same as or different from each other.
  • R 2 is preferably selected from the group consisting of hydrogen, deuterium, a C 1 to C 40 alkyl group, a C 6 to C 60 aryl group, and a heteroaryl group having a carbon number of 5 to 60.
  • the nitrogen-containing heterocycle e.g., X 1 to X 3 containing ring
  • the nitrogen-containing heterocycle can be further specified as one selected from the following structural formulas, but is not limited thereto.
  • R 2 , Ar 5 and Ar 6 are each as defined in paragraph 1.
  • Ar 5 and Ar 6 can each be substituted with various substituents.
  • Ar 5 and Ar 6 may be the same or different, and are each independently hydrogen, deuterium (D), a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkynyl group, a C 3 to C 40 cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, a C 6 to C 60 aryl group, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 aryloxy group, 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 arylborone group
  • Ar 5 and Ar 6 may be the same as or different from each other, and are each independently selected from the group consisting of a C 6 to C 60 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, and more specifically, are preferably selected from the group consisting of a C 6 to C 40 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 40 nuclear atoms.
  • Ar 5 and Ar 6 are the same as or different from each other, and can be independently embodied as one selected from the following structural formulae, but are not limited thereto.
  • the other is a silane moiety (e.g., -SiAr 2 Ar 3 Ar 4 ).
  • Ar 2 to Ar 4 can be substituted as substituents, respectively.
  • Ar 2 to Ar 4 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen, deuterium (D), a C 1 to C 40 alkyl group, a C 2 to C 40 alkenyl group, a C 2 to C 40 alkynyl group, a C 3 to C 40 cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, a C 6 to C 60 aryl group, a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a C 1 to C 40 alkyloxy group, a C 6 to C 60 aryloxy group, 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 arylborone group, a C 6 to C 60 It is selected from the group consisting of an arylphosphine group, a C 6 to C 60 arylphosphine oxide group, and
  • Ar 2 to Ar 4 are the same as or different from each other, and can each independently be selected from the group consisting of a C 6 to C 60 aryl group and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, and more specifically, a C 6 to C 40 aryl group.
  • Ar 2 to Ar 4 may be the same as the specific examples of Ar 5 to Ar 6 described above, and in a preferred specific example, may be selected from the group consisting of a phenyl group, a biphenyl group, and a terphenyl group.
  • both a silane group and an azine group are connected to one phenyl ring of a carbazole group, and these may be directly connected or may be bonded through a separate linker (e.g., L 1 to L 2 ).
  • a separate linker L 1 to L 2
  • the HOMO region can be expanded to provide an advantage in the HOMO-LUMO distribution, and the charge transfer efficiency can be increased through appropriate overlap of HOMO-LUMO.
  • linkers may be linkers of conventional divalent groups known in the art.
  • L 1 to L 2 may be the same as or different from each other, and may each be independently selected from the group consisting of a C 6 to C 18 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 18 nuclear atoms. More specifically, they may each be independently selected from the group consisting of a C 6 to C 12 arylene group and a heteroarylene group having 5 to 12 nuclear atoms.
  • the number of linkers L 1 and L 2 , o and p are each independently an integer from 0 to 3.
  • L 1 to L 2 are single bonds (direct bonds), and when o or q is each 1 to 3, it may have at least one selected from the group consisting of the remaining substituents excluding the single bonds in the above-described linker definition, that is, an arylene group and a heteroarylene group.
  • the plural L 1 to L 2 may be the same as or different from each other.
  • arylene linker and heteroarylene linker include a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group, an indenylene group, a pyranthrenylene group, a carbazolylene group, a thiophenylene group, an indoylene group, a purinylene group, a quinolinylene group, a pyrrolylene group, an imidazolylene group, an oxazolylene group, a thiazolylene group, a pyridinylene group, a pyrimidinylene group, a dibenzofuran-based moiety, a dibenzothiophene-based moiety, and/or a dibenzoselenophene-based moiety. More specifically, a phenylene group, a biphenylene group, or a terphenylene group is preferable.
  • L 1 to L 2 may be the same as or different from each other, and may each independently be a linking group selected from the following structural formula.
  • the arylene group and heteroarylene group of L 1 to L 2 are each independently hydrogen, deuterium (D), halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, C 2 to C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, heterocycloalkyl group having 3 to 40 nuclear atoms, C 6 to C 60 aryl group, heteroaryl group having 5 to
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be further specified as one of the following chemical formulas 2 to 6 depending on the type of the nitrogen-containing heteroaromatic ring (e.g., a ring containing X 1 to X 3 ).
  • the present invention is not limited thereto.
  • Ar 1 ⁇ Ar 6 , L 1 ⁇ L 2 , R 1 , o, p and q are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be further specified as one of the following chemical formulas 7 to 9, depending on the type of Ar 5 to Ar 6 substituents introduced into the nitrogen-containing heteroaromatic ring (e.g., X 1 to X 3 containing ring).
  • the present invention is not limited thereto.
  • Z 1 is O or S
  • R 11 is selected from the group consisting of hydrogen, deuterium (D), an alkyl group having C 1 to C 40 , an aryl group having C 6 to C 60 , and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, or may be combined with any adjacent group to form a condensed ring,
  • n is an integer from 0 to 3
  • a and b are each independently an integer from 1 to 3
  • X 1 ⁇ X 3 , Ar 1 ⁇ Ar 4 , L 1 ⁇ L 2 , R 1 , o, p and q are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be further specified as one of the following chemical formulas 10 to 13 depending on the bonding position of the R 1 substituent introduced to the carbazole group.
  • the present invention is not limited thereto.
  • X 1 ⁇ X 3 , Ar 1 ⁇ Ar 6 , L 1 ⁇ L 2 , R 1 , o and p are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be further specified as one of the following chemical formulas 14 to 16 depending on the bonding position of the condensed ring formed in the carbazole group.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Ring A is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon ring group containing or not containing a heteroatom
  • X 1 ⁇ X 3 , Ar 1 ⁇ Ar 6 , L 1 ⁇ L 2 , o and p are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 can be further specified as the following chemical formula 17 or chemical formula 18 depending on the type of Ar 1 substituent introduced to nitrogen (N) of the carbazole group.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Y is O or S
  • n is an integer from 1 to 3
  • X 1 ⁇ X 3 , Ar 2 ⁇ Ar 6 , L 1 ⁇ L 2 , R 1 , o, p and q are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be further specified as one of the following chemical formulas 19 to 26 depending on the bonding position of the silane group or azine group bonded to the carbazole group.
  • the present invention is not limited thereto.
  • X 1 ⁇ X 3 , Ar 1 ⁇ Ar 6 , L 1 ⁇ L 2 , R 1 , o, p and q are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 may be further specified as one of the following chemical formulas 27 to 38, depending on the bonding positions of the silane group and the azine group simultaneously connected to one phenyl ring of the carbazole group.
  • the present invention is not limited thereto.
  • X 1 ⁇ X 3 , Ar 1 ⁇ Ar 6 , L 1 ⁇ L 2 , R 1 , o, p and q are each as defined in chemical formula 1.
  • the compound represented by the chemical formula 1 according to the present invention described above can be further specified as a compound represented by any one of the compounds 1 to 222 exemplified below.
  • the compound represented by the chemical formula 1 of the present invention is not limited to those exemplified below.
  • the "nuclear atom number” means the number of ring atoms constituting a ring structure, and the nuclear atom may mean carbon or a heteroatom selected from the group consisting of N, O, S, and Se.
  • the nuclear atom number of pyridine means 6, including 5 C and 1 N constituting the pyridine ring.
  • 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, hexyl, and the like.
  • alkenyl means a monovalent substituent derived from an unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and a straight or branched chain having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include, but are not limited to, vinyl, allyl, isopropenyl, and 2-butenyl.
  • alkynyl means a monovalent substituent derived from an unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms and a straight or branched chain having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include, but are not limited to, ethynyl and 2-propynyl.
  • aryl means a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms, which is a single ring or a combination of two or more rings.
  • a form in which two or more rings are simply attached to each other (pendant) or condensed may also be included. Examples of such aryls include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, and anthryl.
  • heteroaryl means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 40 nuclear atoms. At this time, at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are simply attached to each other (pendant) or condensed may also be included, and further, a form condensed with an aryl group may also be included.
  • heteroaryls include, but are not limited to, 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl; polycyclic rings such as phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, and carbazolyl; and 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl, 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, dibenzofuranyl, and dibendothophenyl.
  • 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl
  • polycyclic rings such as phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl, purinyl, quinolyl, be
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 5 to 40 carbon atoms.
  • R means aryl having 5 to 40 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, and diphenyloxy.
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R' means alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and may include a linear, branched, or cyclic structure.
  • alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, and pentoxy.
  • arylamine means an amine substituted with an aryl having 6 to 40 carbon atoms.
  • cycloalkyl means a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 carbon atoms.
  • examples of such cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, and adamantine.
  • heterocycloalkyl means a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine and piperazine.
  • alkylsilyl means silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted with aryl having 5 to 40 carbon atoms
  • fused ring means a fused aliphatic ring, a fused aromatic ring, a fused heteroaliphatic ring, a fused heteroaromatic ring, or a combination thereof.
  • the present invention provides an electron transport layer comprising a compound represented by the chemical formula 1.
  • the above electron transport layer plays a role in moving electrons injected from the cathode to an adjacent layer, specifically, the light-emitting layer.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 can be used alone as an electron transport layer (ETL) material, or can be used in combination with an electron transport layer material known in the art. It is preferably used alone.
  • ETL electron transport layer
  • the electron transport layer material that can be mixed with the compound of the above chemical formula 1 includes electron transport materials commonly known in the art.
  • electron transport materials that can be used include oxazole compounds, isoxazole compounds, triazole compounds, isothiazole compounds, oxadiazole compounds, thiadiazole compounds, perylene compounds, aluminum complexes (e.g., Alq 3 (tris(8-quinolinolato)-aluminium) BAlq, SAlq, Almq3), gallium complexes (e.g., Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)), etc.). These may be used alone or in combination of two or more.
  • the mixing ratio thereof is not particularly limited and can be appropriately controlled within a range known in the art.
  • the present invention provides an electron transport auxiliary layer comprising a compound represented by the chemical formula 1.
  • the above electron transport auxiliary layer is positioned between the light-emitting layer and the electron transport layer, and serves to prevent excitons or holes generated in the light-emitting layer from diffusing into the electron transport layer.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 can be used alone as an electron transport auxiliary layer material, or can be used in combination with an electron transport auxiliary layer material known in the art. It is preferably used alone.
  • the electron transport auxiliary layer material that can be mixed with the compound of the above chemical formula 1 includes an electron transport material commonly known in the art.
  • the electron transport auxiliary layer material may include an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a phenanthroline derivative (e.g., BCP), a heterocyclic derivative containing nitrogen, and the like.
  • the mixing ratio thereof is not particularly limited and can be appropriately controlled within a range known in the art.
  • organic electroluminescent device comprising a compound represented by chemical formula 1 according to the present invention.
  • the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and one or more organic layers interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the one or more organic layers comprises a compound represented by the chemical formula 1.
  • the compound may be used alone or in a mixture of two or more.
  • the organic layer of one or more layers may be at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, an emission layer, an emission auxiliary layer, a life-improvement layer, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer, and an electron injection layer, and at least one of the organic layers among these includes a compound represented by the chemical formula 1.
  • the organic layer including the compound of the chemical formula 1 may be an emission layer, an emission auxiliary layer, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer, and/or a life-improvement layer, and more specifically, it is preferably an electron transport layer or an electron transport auxiliary layer.
  • the light-emitting layer of the organic electroluminescent device according to the present invention includes a host material and a dopant material, and may include the compound of the above chemical formula 1 as the host material.
  • the light-emitting layer of the present invention may include a known compound in the art other than the compound of the above chemical formula 1 as the host.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 is included as a light-emitting layer material of an organic electroluminescent device, preferably as a blue, green, or red phosphorescent host material, the bonding force between holes and electrons in the light-emitting layer increases, thereby improving the efficiency (luminescence efficiency and power efficiency), lifespan, brightness, and driving voltage of the organic electroluminescent device.
  • the compound represented by the above chemical formula 1 is preferably included in the organic electroluminescent device as a green and/or red phosphorescent host, fluorescent host, or dopant material.
  • the compound represented by the chemical formula 1 of the present invention is preferably a green phosphorescent exciplex N-type host material of an light-emitting layer having high efficiency.
  • the structure of the organic electroluminescent device of the present invention is not particularly limited, but may have a structure in which a substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting auxiliary layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially laminated.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the light-emitting auxiliary layer, the light-emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may include a compound represented by the chemical formula 1, and preferably, the light-emitting layer, more preferably, the phosphorescent host may include a compound represented by the chemical formula 1.
  • an electron injection layer may be additionally laminated on the electron transport layer.
  • the organic electroluminescent device of the present invention can be manufactured by forming the organic layer and the electrode using materials and methods known in the art, except that at least one of the organic layers described above includes a compound represented by the chemical formula 1.
  • the above organic layer can be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • the substrate used in manufacturing the organic electroluminescent device of the present invention is not particularly limited, and for example, a silicon wafer, quartz, a glass plate, a metal plate, a plastic film and sheet, etc. can be used.
  • the cathode material may use any cathode material known in the art without limitation.
  • the cathode material may include, but is not limited to, 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); combinations of metals and oxides such as ZnO:Al or SnO 2 :Sb; conductive polymers such as polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene](PEDT), polypyrrole, or polyaniline; and carbon black.
  • the cathode material may be any cathode material known in the art without limitation.
  • examples thereof include, but are not limited to, metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead, or alloys thereof; and multilayered materials such as LiF/Al or LiO2/Al.
  • hole injection layer, hole transport layer, electron injection layer, and electron transport layer are not particularly limited, and conventional materials known in the art can be used without limitation.
  • a glass substrate coated with a 1500 ⁇ thick ITO (Indium tin oxide) film was ultrasonically washed in distilled water. After the distilled water washing, the substrate was ultrasonically washed with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol, dried, and then transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwasin Tech). The substrate was then cleaned for 5 minutes using UV and transferred to a vacuum deposition machine.
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol
  • the structures of the compounds HT-1, HAT-CN, HT-2, BH, BD, ET-1, ET-2, and LiQ used at this time are as follows.
  • a blue organic electroluminescent device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that ET-1 was deposited at 300 ⁇ instead of compound 1 as an electron transport layer material.
  • Example 1 Compound 1 4.3 460 6.2
  • Example 2 Compound 2 4.0 459 6.4
  • Example 3 Compound 3 4.4 462 5.9
  • Example 4 Compound 4 4.1 459 6.1
  • Example 5 Compound 5 4.5 461 5.9
  • Example 6 Compound 6 4.3 460 6.1
  • Example 7 Compound 7 4.1 458 6.2
  • Example 8 Compound 8 4.0 459 6.3
  • Example 9 Compound 9 4.1 461 5.9
  • Example 10 Compound 10 4.0 460 6.3
  • Example 11 Compound 11 4.3 460 6.2
  • Example 12 Compound 12 4.3 461 6.2
  • Example 13 Compound 13 4.2 459 5.9
  • Example 14 Compound 14 4.1 460 6.1
  • Example 15 Compound 28 4.0 460 6.1
  • Example 16 Compound 105 4.2 461 5.9
  • Example 17 Compound 131 4.3 459 5.9
  • Example 18 Compound 151 4.4 458 5.9 Comparative Example 1 ET-1 4.8 460 5.4
  • a glass substrate coated with a 1500 ⁇ thick ITO (Indium tin oxide) film was ultrasonically washed in distilled water. After the distilled water washing, the substrate was ultrasonically washed with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol, dried, and then transferred to a UV OZONE cleaner (Power sonic 405, Hwasin Tech). The substrate was then cleaned for 5 minutes using UV and transferred to a vacuum deposition machine.
  • a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol
  • HT-1, HAT-CN, HT-2, BH, BD, ET-1, ET-2 and LiQ used at this time are as specified in Examples 1 to 17.
  • a blue organic electroluminescent device of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 19, except that the electron transport layer was deposited at 350 ⁇ without using compound 1 used as an electron transport auxiliary layer material.
  • Blue organic electroluminescent devices of Comparative Examples 3 to 7 were manufactured in the same manner as in Example 18, except that Compound 1 was not used as an electron transport auxiliary layer material and Compounds ET-2 to ET-6 were deposited at a thickness of 50 ⁇ .

Landscapes

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Abstract

본 발명은 캐리어 수송능, 발광능 및 열안정성이 우수한 신규 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자수송능, 발광능과열적 안정성이 우수한 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써 발광효율, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
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, 발광물질, 정공주입 물질, 정공수송 물질, 전자수송 물질, 전자주입 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.
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 내열성, 캐리어 수송능, 발광능 등이 우수하여 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 구체적으로 전자수송층, 전자수송 보조층 또는 발광층 등으로 사용될 수 있는 신규 화합물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한 본 발명은 상기 신규 화합물을 포함하여 구동전압이 낮고, 발광 효율이 높으며, 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 설명될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 CR2 또는 N이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이며,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있으며;
Ar1 내지 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합이거나 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
o, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
상기 L1~L2의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와; 상기 R1~R2 및 Ar2~Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광보조층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 수명개선층, 전자수송층, 및 전자수송 보조층으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 이때 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의 인광 호스트 재료, 전자수송층 및 전자수송 보조층 중 적어도 하나의 재료로서 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자수송능, 발광능, 내열성 등이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로 사용될 수 있다.
특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 전자수송층 또는 전자수송 보조층 재료로 사용할 경우 종래의 호스트 재료 또는 전자 수송 재료에 비해 높은 열적 안정성, 낮은 구동전압, 빠른 모빌리티, 높은 전류효율 및 장수명 특성을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 상기 화학식 1로 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 우수한 발광성능, 낮은 구동전압, 장수명, 및 높은 효율 등의 측면이 크게 향상될 수 있고, 따라서 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 보다 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
<신규 유기화합물>
본 발명은 전자수송능과 열적 안정성이 우수하여 소자의 낮은 구동전압과 높은 발광효율, 장수명 특성을 동시에 발휘할 수 있는 신규 화합물, 일례로 실란계 화합물을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 신규 유기 화합물은 실란기, 카바졸기 및 아진기(예, 함질소 헤테로방향족환)를 필수 구성으로 포함하되, 상기 실란기와 아진기가 카바졸기의 일측 페닐환에 모두 치환되며, 이들이 직접 연결되거나 또는 별도의 링커(예, 예, L1 ~ L2)를 통해 연결되는 기본 골격을 이룬다.
상기 화학식 1의 구조를 갖는 화합물은 카바졸기를 구성하는 일측 페닐환에 서로 다른 실란기와 아진기가 배치됨에 따라 분자 장축을 기준으로 비대칭 구조(asymmetric structure)를 형성하게 된다. 이러한 본 발명의 화합물은 구조적 비대칭성과 입체 장애(steric hindrance)로부터 기인된 높은 삼중항(T1) 에너지 레벨을 가질 뿐만 아니라, 아진기가 갖는 강한 전자 끌개 특성(EWG)을 보다 상승시켜 전자주입 및 전자수송에 더욱 적합한 물리화학적 성질을 가질 수 있게 된다. 이에 따라, 소자의 고효율 특성을 동반 상승시키는 효과를 발휘한다.
특히 카바졸의 양측 페닐환에 각각 아진기와 실란기가 배치되는 구조를 가질 경우 카바졸기의 donating 영향만을 받을 것으로 예상되는 반면, 본 발명과 같이 카바졸기의 일측에 실란기와 아진기가 동시에 배치될 경우, 카바졸기와 실란기 2개의 그룹에 의한 donating 영향을 받아 아진기가 상대적으로 강한 electron acceptor로 작용하게 되고, 이러한 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 수명 및 효율 특성이 보다 개선될 수 있다.
또한 상기 화합물은, 약한 전자주개기(EDG) 특성을 가진 디벤조계 모이어티 및 실란계 모이어티와; 전자흡수성이 큰 전자끌개기(EWG)인 아진기의 일종인 함질소 방향족환(예, pyrazine, pyrimidine, triazine)이 결합된 구조적 특징을 가짐에 따라, 재료 내 분극성을 유발하여 넓은 밴드 갭을 유발할 수 있으며, 분자 전체에 넓게 분포된 HOMO 및 LUMO orbital을 갖게 된다. 이에 따라, 상기 화학식 1의 화합물을 전자수송층 또는 전자수송 보조층의 재료로 적용시, 음극으로부터 전자를 잘 수용할 수 있어 발광층으로 전자를 원활히 전달할 수 있으며, 결과적으로 소자의 구동전압을 낮추고 고효율 및 장수명 특성을 유도할 수 있다.
또한 상기 화학식 1의 화합물은 실란(Si)계 모이어티를 필수로 가지므로 전자의 Conjugation을 단절하고 입체장애(steric hindrance)를 통해 높은 삼중항(T1) 에너지값을 갖는다. 이를 통해 정공 방어는 물론 과량의 Exciton이 생성되었을 때, 퀜칭(Quenching)할 수 있는 여력을 가지므로, 발광층에서 생성된 엑시톤이 발광층에 인접하는 전자수송층 또는 정공수송층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 발광층 내에서 발광에 기여하는 엑시톤의 수가 증가되어 소자의 발광 효율을 개선할 수 있고, 소자의 내구성 및 안정성을 향상시켜 소자의 수명이 효율적으로 증가될 수 있다.
나아가, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송에 매우 유리할 뿐만 아니라 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명 특성을 보여준다. 이러한 화합물의 우수한 전자수송 능력은 유기 전계 발광 소자에서 높은 효율과 빠른 이동성(mobility)을 가질 수 있고, 치환기의 방향이나 위치에 따라 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨의 조절이 용이하다. 그러므로, 상기 화합물을 사용한 유기 전계 발광 소자는 높은 전자 수송능을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 화합물은, 실란기, 카바졸기 및 아진기(예, 함질소 헤테로방향족환)를 포함하되, 상기 실란기와 아진기가 카바졸기의 일측 페닐환에 모두 치환되며, 이들이 직접 연결되거나 또는 별도의 링커(예, 예, L1 ~ L2)를 통해 연결되는 기본 골격구조를 갖는다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 중심에 배치되는 카바졸(예, Ar1 함유 환)기는 당 분야에 알려진 통상적인 카바졸계 모이어티를 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 카바졸기의 일측 페닐환에는 서로 다른 실란기와 아진기가 각각 도입되며, 타측 페닐환에는 치환체로서 R1이 치환될 수 있다. R1은 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있다. 구체적으로, R1은 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로 수소, C6~C40의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이때 R1의 치환 개수(예, q)는 0 내지 3의 정수일 수 있다. 일례로 q가 0일 경우, R1은 수소일 수 있다. 또한 q가 각각 0 초과, 3 이하일 경우, 복수의 R1은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 전술한 링커의 정의부에서 단일결합을 제외한 나머지 치환기일 수 있다.
상기 카바졸기의 N 위치에 치환되는 Ar1은 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다. 구체적으로, Ar1은 C6~C60의 아릴기, 또는 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기이며, 보다 구체적으로 C6~C40의 아릴기 또는 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기이다.
일 구체예를 들면, 상기 카바졸기(예, Ar1 함유 환)는 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나로 구체화될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000002
상기 식에서,
*는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미하며,
환 A는 헤테로원자를 포함하거나 비포함하는 단환 또는 다환의 탄화수소 고리기이며,
Ar1, R1 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
바람직한 일 구체예를 들면, 상기 카바졸기(예, Ar1 함유 환)는 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000003
상기 식에서,
*는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미하며,
Ar1, R1 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같으며, 동일하게 표시된 복수의 Ar1은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 또한 전술한 구조식에 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R1 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다.
상기 카바졸기의 일측 페닐환에 도입되는 2개의 치환기 중 하나는 함질소 헤테로방향족환(예, X1~X3 함유환)으로서, 적어도 1개의 질소 원자를 포함하는 단환식 함질소 헤테로아릴기이다. 함질소 헤테로방향족환의 일 실시예를 들면, X1 내지 X3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C(R2) 또는 N이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N을 포함한다. 바람직하게는 2~3개의 N을 포함하는 것이다. 이와 같이 2~3개의 질소를 함유하는 헤테로환을 포함함으로써 보다 우수한 전자흡수 특성을 나타내어 전자 주입 및 수송에 유리하다.
여기서, R2는 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다. 이때 복수의 R2는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 구체적으로, R2은 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
일 구체예를 들면, 함질소 헤테로환(예, X1~X3 함유환)은 하기 구조식에서 선택되는 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000004
상기 식에서,
*는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미하며,
R2, Ar5 및 Ar6는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
상기 함질소 헤테로방향족환(예, X1~X3 함유환)에는 다양한 치환체로서 Ar5 및 Ar6가 각각 치환될 수 있다. Ar5 및 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다. 구체적으로, Ar5 및 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며, 보다 구체적으로 C6~C40의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
일 구체예를 들면, Ar5 및 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나로 구체화될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000005
상기 식에서,
*는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미한다. 또한 전술한 구조식에 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R1 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다.
상기 카바졸기의 일측 페닐환에 도입되는 2개의 치환기 중 다른 하나는 실란계 모이어티(예, -SiAr2Ar3Ar4)이다. 이러한 실란계 모이어티에는 치환체로서 Ar2 내지 Ar4가 각각 치환될 수 있다. Ar2 내지 Ar4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다. 구체적으로, Ar2 내지 Ar4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 구체적으로 C6~C40의 아릴기이다.
일 구체예를 들면, Ar2 내지 Ar4는 각각 전술한 Ar5 내지 Ar6의 구체예와 동일할 수 있으며, 바람직한 구체예를 들면, 페닐기, 비페닐기 및 터페닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸기의 일측 페닐환에 실란기와 아진기가 모두 연결되되, 이들이 직접 연결되거나 또는 별도의 링커(예, 예, L1 ~ L2)를 통해 결합될 수 있다. 이와 같이 별도의 링커(L1~L2)가 존재할 경우, HOMO 영역을 확장시켜 HOMO-LUMO 분포에 이득을 주고, HOMO-LUMO의 적절한 중첩을 통하여 전하 이동 효율을 높일 수 있다.
이러한 링커(L1~L2)는 당 분야에 알려진 통상적인 2가(divalent) 그룹의 연결기(Linker)일 수 있다. 구체적으로, L1 내지 L2은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 각각 독립적으로 C6~C12의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 12개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
여기서, 링커인 L1 및 L2의 개수, o 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다. 여기서 o 및 p가 각각 0인 경우 L1 내지 L2는 단일결합(직접결합)이며, o 또는 q가 각각 1 내지 3인 경우 전술한 링커 정의부에서 단일결합을 제외한 나머지 치환기, 즉 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 가질 수 있다. 이때 L1 내지 L2가 복수 개인 경우, 복수의 L1 내지 L2은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
상기 아릴렌기 링커와 헤테로아릴렌기 링커의 구체적인 일례를 들면, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 디벤조퓨란계 모이어티, 디벤조티오펜계 모이어티, 및/또는 디벤조셀레노페논계 모이어티 등이 있다. 보다 구체적으로, 페닐렌기, 비페닐렌기, 또는 터페닐렌기인 것이 바람직하다.
일 구체예를 들면, L1 내지 L2은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 하기 구조식에 선택되는 연결기일 수 있다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000006
상기 식에서,
*는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미한다. 또한 전술한 구조식에 표시되지 않았으나, 당 분야에 공지된 치환기(예컨대, R1의 정의부와 동일)가 적어도 하나 이상 치환될 수 있다.
전술한 화학식 1에서, 상기 L1~L2의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와; 상기 R1~R2 및 Ar2~Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 함질소 헤테로방향족환(예, X1~X3 함유 환)의 종류에 따라 하기 화학식 2 내지 화학식 6 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000007
[화학식 3]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000008
[화학식 4]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000009
[화학식 5]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000010
[화학식 6]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000011
상기 화학식 2 내지 6에서,
Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 함질소 헤테로방향족환(예, X1~X3 함유 환)에 도입되는 Ar5 내지 Ar6 치환기의 종류에 따라 하기 화학식 7 내지 화학식 9 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 7]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000012
[화학식 8]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000013
[화학식 9]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000014
상기 화학식 7 내지 9에서,
Z1은 O 또는 S이며,
Z2는 N이며,
R11은 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있으며,
m은 0 내지 3의 정수이며,
a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며,
X1~X3, Ar1~Ar4, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸기에 도입되는 R1 치환기의 결합 위치에 따라 하기 화학식 10 내지 화학식 13 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 10]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000015
[화학식 11]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000016
[화학식 12]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000017
[화학식 13]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000018
상기 화학식 10 내지 13에서,
X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o 및 p는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸기에 형성되는 축합환의 결합 위치에 따라 하기 화학식 14 내지 화학식 16 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 14]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000019
[화학식 15]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000020
[화학식 16]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000021
상기 화학식 14 내지 16에서,
환 A는 헤테로원자를 포함하거나 비포함하는 단환 또는 다환의 탄화수소 고리기이며,
X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, o 및 p는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸기의 질소(N)에 도입되는 Ar1 치환기의 종류에 따라 하기 화학식 17 또는 화학식 18로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 17]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000022
[화학식 18]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000023
상기 화학식 17 내지 18에서,
Y는 O 또는 S이며,
n은 1 내지 3의 정수이며,
X1~X3, Ar2~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸기에 결합되는 실란기 또는 아진기의 결합 위치에 따라 하기 화학식 19 내지 화학식 26 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 19]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000024
[화학식 20]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000025
[화학식 21]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000026
[화학식 22]
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000027
[화학식 23]
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[화학식 24]
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[화학식 25]
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[화학식 26]
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상기 화학식 19 내지 26에서,
X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 카바졸기의 일측 페닐환에 동시에 연결되는 실란기와 아진기의 결합 위치에 따라 하기 화학식 27 내지 화학식 38 중 어느 하나로 보다 구체화될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 27]
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[화학식 28]
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[화학식 29]
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[화학식 30]
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[화학식 31]
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[화학식 32]
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[화학식 33]
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[화학식 34]
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[화학식 35]
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[화학식 36]
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[화학식 37]
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[화학식 38]
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상기 화학식 27 내지 38에서,
X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 예시되는 화합물 1 내지 222 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. 그러나, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 의해 한정되는 것은 아니다.
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본 발명에서, "핵원자수"는 고리(환) 구조를 구성하는 고리 원자의 수를 의미하는 것으로, 상기 핵원자는 탄소이거나 또는 N, O, S 및 Se로 이루어진 군에서 선택된 헤테로원자를 의미할 수 있다. 일례로, 피리딘의 핵원자수는 피리딘 고리를 구성하는 5개의 C와 1개의 N를 포함하여 6개를 의미한다.
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된탄소수 6 내지 40의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리, 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐, 디벤조퓨라닐, 디벤도티오페닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 40의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 5 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
<전자수송층 재료>
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자수송층을 제공한다.
상기 전자수송층(ETL)은 음극에서 주입되는 전자를 인접하는 층, 구체적으로 발광층으로 이동시키는 역할을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 전자수송층(ETL) 재료로서 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 당 분야에 공지된 전자수송층 재료와 혼용될 수 있다. 바람직하게는 단독으로 사용되는 것이다.
상기 화학식 1의 화합물과 혼용될 수 있는 전자수송층 재료는, 당 분야에서 통상적으로 공지된 전자수송 물질을 포함한다. 사용 가능한 전자 수송 물질의 비제한적인 예로는 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물(예: Alq3 (트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄(tris(8-quinolinolato)-aluminium) BAlq, SAlq, Almq3, 갈륨 착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물과 전자수송층 재료를 혼용할 경우, 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
<전자수송 보조층 재료>
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자수송 보조층을 제공한다.
상기 전자수송 보조층은 발광층과 전자수송층 사이에 배치되어, 상기 발광층에서 생성된 엑시톤 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 전자수송 보조층 재료로서 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 당 분야에 공지된 전자수송 보조층 재료와 혼용될 수 있다. 바람직하게는 단독으로 사용되는 것이다.
상기 화학식 1의 화합물과 혼용될 수 있는 전자수송 보조층 재료는, 당 분야에서 통상적으로 공지된 전자수송 물질을 포함한다. 일례로, 상기 전자수송 보조층 재료는 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체(예, BCP), 질소를 포함하는 헤테로환 유도체 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물과 전자수송 보조층 재료를 혼용할 경우, 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
<유기 전계 발광 소자>
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 발광 보조층, 수명개선층, 전자 수송층, 전자 수송 보조층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광보조층, 전자수송층, 전자수송 보조층, 및/또는 수명개선층일 수 있으며, 보다 구체적으로 전자수송층, 또는 전자수송 보조층인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료와 도펀트 재료를 포함하는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 발광층은 상기 화학식 1의 화합물 이외의 당 분야의 공지된 화합물을 호스트로서 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색, 적색의 인광 호스트 재료로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 전계 발광 소자에 포함되는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 고효율을 가진 발광층의 그린 인광 exciplex N-type 호스트 재료인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 기판, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 발광층, 보다 바람직하게는 인광 호스트가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 한편 상기 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 전술한 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 당 업계에 공지된 재료 및 방법으로 유기물층 및 전극을 형성하여 제조할 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조시 사용되는 기판은 특별히 한정되지 않으며, 일례로 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등을 사용할 수 있다.
또, 양극 물질은 당 분야에 공지된 양극 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례를 들면, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질은 당 분야에 공지된 음극 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례를 들면, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 공지된 통상의 물질을 제한 없이 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1]
<단계 1> 4-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000052
1-bromo-4-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 4-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 37.0 g(수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체1의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000053
4-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 37.0 g(69.0 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 35.0 g(138.0 mmol), PdCl2(dppf) 2.5 g(3.5 mmol), Xphos 2.6 g(6.9 mmol) KOAc 16.5 g(207.0 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체1 30.6 g(수율 87%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 2]
<단계 1> 4-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000054
2-bromo-4-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 4-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 38.3 g(수율 85%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체2의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000055
4-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 38.3 g(71.4 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 36.3 g(142.9 mmol), PdCl2(dppf) 2.6 g(3.6 mmol), Xphos 3.4 g(7.1 mmol) KOAc 21.0 g(214.3 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체2 39.5 g(수율 88%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 3]
<단계 1> 4-chloro-9-phenyl-3-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000056
3-bromo-4-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 4-chloro-9-phenyl-3-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 35.6 g(수율 79%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체3의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000057
4-chloro-9-phenyl-3-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 35.6 g(66.4 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 33.7 g(132.8 mmol), PdCl2(dppf) 2.4 g(3.3 mmol), Xphos 3.2 g(6.6 mmol) KOAc 19.6 g(199.2 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체3 33.3 g(수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 4]
<단계 1> 3-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000058
1-bromo-3-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 3-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 37.0 g(수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체4의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000059
3-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 37.0 g(69.0 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 35.0 g(138.0 mmol), PdCl2(dppf) 2.5 g(3.5 mmol), Xphos 3.3 g(6.9 mmol) KOAc 20.3 g(207.0 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체4 35.1 g(수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 5]
<단계 1> 3-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000060
2-bromo-3-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 3-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 33.8 g(수율 75%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체5의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000061
3-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 33.8 g(63.0 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 32.0 g(126.1 mmol), PdCl2(dppf) 2.3 g(3.2 mmol), Xphos 3.0 g(6.3 mmol) KOAc 18.6 g(189.1 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체5 30.5 g(수율 77%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 6]
<단계 1> 2-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9,9a-dihydro-1H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000062
1-bromo-2-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 2-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9,9a-dihydro-1H-carbazole 29.0 g(수율 64%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체6의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000063
2-chloro-9-phenyl-1-(triphenylsilyl)-9,9a-dihydro-1H-carbazole 29.0 g(53.9 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 27.4 g(107.8 mmol), PdCl2(dppf) 2.0 g(2.7 mmol), Xphos 2.6 g(5.4 mmol) KOAc 15.9 g(161.7 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체6 24.1 g(수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 7]
<단계 1> 1-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9,9a-dihydro-1H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000064
4-bromo-1-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 1-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9,9a-dihydro-1H-carbazole 34.0 g(수율 75%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체7의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000065
1-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9,9a-dihydro-1H-carbazole 34.0 g(63.2 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 32.1 g(126.4 mmol), PdCl2(dppf) 2.3 g(3.2 mmol), Xphos 3.0 g(6.3 mmol) KOAc 18.6 g(189.5 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체7 32.2 g(수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 8]
<단계 1> 2-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000066
4-bromo-2-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 2-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 36.5 g(수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체8의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000067
2-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 36.5 g(68.1 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 34.6 g(136.2 mmol), PdCl2(dppf) 2.5 g(3.4 mmol), Xphos 3.2 g(6.8 mmol) KOAc 20.0 g(204.2 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체8 35.0 g(수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 9]
<단계 1> 3-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000068
4-bromo-3-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 3-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 29.0 g(수율 64%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체9의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000069
3-chloro-9-phenyl-4-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 29.0 g(53.9 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 27.4 g(107.8 mmol), PdCl2(dppf) 2.0 g(2.7 mmol), Xphos 2.6 g(5.4 mmol) KOAc 15.9 g(161.7 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체6 24.1 g(수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 10]
<단계 1> 1-chloro-9-phenyl-3-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000070
3-bromo-1-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 1-chloro-9-phenyl-3-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 36.5 g(수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체 10의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000071
1-chloro-9-phenyl-3-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 36.5 g(68.1 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 34.6 g(136.2 mmol), PdCl2(dppf) 2.5 g(3.4 mmol), Xphos 3.2 g(6.8 mmol) KOAc 20.0 g(204.2 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체10 35.0 g(수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 11]
<단계 1> 3-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000072
2-bromo-3-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 3-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 35.6 g(수율 79%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체11의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000073
3-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 35.6 g(66.4 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 33.7 g(132.8 mmol), PdCl2(dppf) 2.4 g(3.3 mmol), Xphos 3.2 g(6.6 mmol) KOAc 19.6 g(199.2 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체11 33.3 g(수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 12]
<단계 1> 1-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000074
2-bromo-1-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(84.1 mmol)을 THF 600 ml에 녹인 후 -78oC 하에 2.5M n-BuLi 33.6 ml(92.5 mmol)을 dropwise 한다. 30분 후 chlorotriphenylsilane 27.3 g(92.5 mmol)를 넣고 상온에서 5시간 교반하여 반응하였다. 반응 종료 후 H2O를 적가하여 quenching 하였고, Dichloromethane과 H2O로 추출하여 유기층을 MgSO4로 무수 처리하고 여과하였다. 여과된 여액을 감압 농축하고 컬럼크로마토그래피를 하여 1-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 35.6 g(수율 79%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 535.15
<단계 2> 중간체12의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000075
1-chloro-9-phenyl-2-(triphenylsilyl)-9H-carbazole 35.6 g(66.4 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 33.7 g(132.8 mmol), PdCl2(dppf) 2.4 g(3.3 mmol), Xphos 3.2 g(6.6 mmol) KOAc 19.6 g(199.2 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체12 33.3 g(수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 627.28
[준비예 13]
<단계 1> 3-chloro-9-phenyl-1-(4-(triphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000076
1-bromo-3-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(66.4 mmol), triphenyl(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)silane 42.8 g(132.8 mmol), Pd(PPh3)4 4.9 g(3.3 mmol), K2CO3 23.3 g(199.2 mmol)을 Toluene 600 mL, EtOH 125 mL, H2O 125 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 추출하여 유기층을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 3-chloro-9-phenyl-1-(4-(triphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazole 41.2 g(수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 611.18
<단계 2> 중간체13의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000077
3-chloro-9-phenyl-1-(4-(triphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazole 41.2 g(67.3 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 34.2 g(134.6 mmol), PdCl2(dppf) 2.5 g(3.4 mmol), Xphos 3.2 g(6.7 mmol) KOAc 19.8 g(201.9 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체13 38.8 g(수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 703.31
[준비예 14]
<단계 1> 3-chloro-9-phenyl-1-(3-(triphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazole의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000078
1-bromo-3-chloro-9-phenyl-9H-carbazole 30 g(66.4 mmol), triphenyl(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)silane 42.8 g(132.8 mmol), Pd(PPh3)4 4.9 g(3.3 mmol), K2CO3 23.3 g(199.2 mmol)을 Toluene 600 mL, EtOH 125 mL, H2O 125 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 추출하여 유기층을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 3-chloro-9-phenyl-1-(3-(triphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazole 41.2 g(수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 611.18
<단계 2> 중간체14의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000079
3-chloro-9-phenyl-1-(3-(triphenylsilyl)phenyl)-9H-carbazole 41.2 g(67.3 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 34.2 g(134.6 mmol), PdCl2(dppf) 2.5 g(3.4 mmol), Xphos 3.2 g(6.7 mmol) KOAc 19.8 g(201.9 mmol)을 1,4-Dioxane 600 mL에 녹인 뒤 8시간 동안 환류 교반하여 반응하였다. 반응이 종료된 후 상온으로 냉각시킨 뒤 고체(KOAc)를 여과하였고, 여과한 여액을 감압 증류하고 컬럼크로마토크래피로 정제하여 중간체14 38.8 g(수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 703.31
[합성예 1] 화합물 1의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000080
중간체1 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 1 (21.1 g, 수율 77%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 2] 화합물 2의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000081
중간체2 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 2 (20.5 g, 수율 75%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 3] 화합물 3의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000082
중간체3 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 3 (18.9 g, 수율 69%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 4] 화합물 4의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000083
중간체4 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 4 (20.9 g, 수율 76%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 5] 화합물 5의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000084
중간체5 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 5 (17.8 g, 수율 65%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 6] 화합물 6의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000085
중간체6 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 6 (18.3 g, 수율 67%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 7] 화합물 7의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000086
중간체7 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 7 (21.4 g, 수율 78%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 8] 화합물 8의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000087
중간체8 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 8 (20.3 g, 수율 74%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 9] 화합물 9의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000088
중간체9 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 9 (19.4 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 10] 화합물 10의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000089
중간체10 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 10 (20.5 g, 수율 75%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 11] 화합물 11의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000090
중간체3 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 11 (18.3 g, 수율 67%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 12] 화합물 12의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000091
중간체3 (25.8 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 12 (18.3 g, 수율 67%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732.27
[합성예 13] 화합물 13의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000092
중간체13 (28.9 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 13 (22.3 g, 수율 75%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 808.30
[합성예 14] 화합물 14의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000093
중간체14 (28.9 g, 41.1 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (10g, 37.4 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.3 g, 74.7 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 14 (23.6 g, 수율 78%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 808.30
[합성예 15] 화합물 28의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000094
중간체4 (25.9 g, 41.2 mmol), 4-chloro-2,6-diphenylpyrimidine (10g, 37.5 mmol), Pd(PPh3)4 (2.2 g, 1.9 mmol), K2CO3 (10.4 g, 75.0 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 28 (21.4 g, 수율 78%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 731.28
[합성예 16] 화합물 105의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000095
중간체4 (19.3 g, 30.7 mmol), 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine (10g, 27.9 mmol), Pd(PPh3)4 (1.6 g, 1.4 mmol), K2CO3 (7.7 g, 55.9 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 105 (16.8 g, 수율 73%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 822.28
[합성예 17] 화합물 131의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000096
중간체4 (18.5 g, 29.4 mmol), 2-chloro-4-(dibenzo[b,d]thiophen-2-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine (10g, 26.7 mmol), Pd(PPh3)4 (1.5 g, 1.3 mmol), K2CO3 (7.4 g, 53.5 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 131 (16.2 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 838.26
[합성예 18] 화합물 151의 합성
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000097
중간체4 (20.1 g, 32.0 mmol), 2-([1,1'-biphenyl]-3-yl)-4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (10g, 29.1 mmol), Pd(PPh3)4 (1.7 g, 1.5 mmol), K2CO3 (8.0 g, 58.2 mmol)를 Toluene 200 ml/ EtOH 50 ml / H2O 50 ml에 넣고 110℃에서 8시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 여과된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 151 (17.2 g, 수율 73%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 807.31
[실시예 1 ~ 18] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
상기 합성예에서 합성된 화합물 1 내지 화합물 151을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, HT-1 + 2% HAT-CN (100 Å) / HT-1 (1400 Å) / HT-2 (50 Å) / BH + 2% BD (200 Å) / 하기 표 1의 각 화합물 1-151 : LiQ = 1:1 (300 Å) / LiF (10 Å ) / Al (1000 Å) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
이때 사용된 화합물 HT-1, HAT-CN, HT-2, BH, BD, ET-1, ET-2 및 LiQ의 구조는 다음과 같다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000098
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000099
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000100
[비교예 1] 청색 유기 전계 발광 소자의 제작
전자수송층 물질로서 화합물 1 대신 ET-1을 300 Å로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 1의 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[평가예 1]
실시예 1 내지 18 및 비교예 1에서 제작한 각각의 청색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 (10) mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
샘플 전자수송층 구동 전압
(V)		 EL 피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 1 화합물 1 4.3 460 6.2
실시예 2 화합물 2 4.0 459 6.4
실시예 3 화합물 3 4.4 462 5.9
실시예 4 화합물 4 4.1 459 6.1
실시예 5 화합물 5 4.5 461 5.9
실시예 6 화합물 6 4.3 460 6.1
실시예 7 화합물 7 4.1 458 6.2
실시예 8 화합물 8 4.0 459 6.3
실시예 9 화합물 9 4.1 461 5.9
실시예 10 화합물 10 4.0 460 6.3
실시예 11 화합물 11 4.3 460 6.2
실시예 12 화합물 12 4.3 461 6.2
실시예 13 화합물 13 4.2 459 5.9
실시예 14 화합물 14 4.1 460 6.1
실시예 15 화합물 28 4.0 460 6.1
실시예 16 화합물 105 4.2 461 5.9
실시예 17 화합물 131 4.3 459 5.9
실시예 18 화합물 151 4.4 458 5.9
비교예 1 ET-1 4.8 460 5.4
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 전자수송층 재료로 사용한 실시예 1 내지 18의 청색 유기 전계 발광 소자는, 종래의 ET-1을 전자수송층 재료로 사용한 비교예 1의 청색 유기 전계 발광 소자에 비해 소자의 구동전압, 발광피크 및 전류효율 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
[실시예 19 ~ 36] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
상기에서 합성된 화합물 1 내지 화합물 151을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같이 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
ITO (Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에, HT-1 + 2% HAT-CN (100 Å) / HT-1 (1400 Å) / HT-2 (50 Å) / BH + 2% BD (200 Å) / 하기 표 2의 각 화합물 1 ~ 151 (50 Å) / ET-1 : LiQ = 1:1 (300 Å) / LiF (10 Å ) / Al (1000 Å) 순으로 적층하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
이때 사용된 HT-1, HAT-CN, HT-2, BH, BD, ET-1, ET-2 및 LiQ의 구조는 실시예 1~17에서 명시한 바와 같다.
[비교예 2] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
전자수송 보조층 물질로 사용된 화합물 1을 사용하지 않고 전자수송층을 350 Å로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 19와 동일하게 수행하여 비교예 2의 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 3 ~ 7] 청색 유기 전계 발광 소자의 제조
전자수송 보조층 물질로서 화합물 1을 사용하지 않고, 화합물 ET-2 내지 ET-6를 50 Å로 증착하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 18과 동일하게 수행하여 비교예 3 내지 7의 청색 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
이때 사용된 화합물 ET-2 내지 ET-6의 구조는 각각 다음과 같다.
Figure PCTKR2024020019-appb-img-000101
[평가예 2]
실시예 19 내지 36 및 비교예 2 내지 7에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광파장, 전류효율, 발광파장을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 전자수송
보조층		 구동 전압
(V)		 EL 피크
(nm)		 전류효율
(cd/A)
실시예 19 화합물 1 4.3 460 7.3
실시예 20 화합물 2 4.1 461 7.8
실시예 21 화합물 3 4.4 461 7.2
실시예 22 화합물 4 3.7 460 8.1
실시예 23 화합물 5 4.0 460 7.9
실시예 24 화합물 6 4.3 460 7.5
실시예 25 화합물 7 3.9 459 7.7
실시예 26 화합물 8 3.7 459 7.8
실시예 27 화합물 9 4.1 461 7.5
실시예 28 화합물 10 3.9 461 7.8
실시예 29 화합물 11 4.1 460 7.6
실시예 30 화합물 12 3.9 459 7.8
실시예 31 화합물 13 3.7 461 8.1
실시예 32 화합물 14 3.7 462 8.2
실시예 33 화합물 28 4.1 461 8.0
실시예 34 화합물 105 3.9 460 7.9
실시예 35 화합물 131 3.9 459 7.7
실시예 36 화합물 151 3.8 460 8.0
비교예 2 - 4.6 460 6.0
비교예 3 ET-2 4.4 457 6.2
비교예 4 ET-3 4.6 461 5.9
비교예 5 ET-4 4.6 460 6.0
비교예 6 ET-5 4.8 462 5.8
비교예 7 ET-6 5.0 460 4.9
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 전자수송 보조층 재료로 포함하는 실시예 19 내지 36의 청색 유기 전계 발광 소자는, 전자수송 보조층을 비포함하는 비교예 2, 상기 화학식 1의 화합물을 전자수송 보조층 재료로 비포함하는 비교예 3 내지7의 유기 전계 발광 소자에 비해 전류 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (19)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000102
    상기 화학식 1에서,
    X1 내지 X3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 CR2 또는 N이고, 다만 X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이며,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있으며;
    Ar1 내지 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합이거나 또는 C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    o, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
    상기 L1~L2의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와; 상기 R1~R2 및 Ar2~Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기, C6~C60의 아릴아민기, C5~C60의 아릴헤테로아릴아민기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 X1 내지 X3 함유 환은 하기 화학식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 화합물:
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000103
    상기 식에서,
    *는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미하며,
    R2, Ar5 및 Ar6는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 함유 환은 하기 화학식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 화합물:
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000104
    상기 식에서,
    *는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미하며,
    환 A는 헤테로원자를 포함하거나 비포함하는 단환 또는 다환의 탄화수소 고리기이며,
    Ar1, R1 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 함유 환은 하기 화학식으로 표시되는 치환체 군에서 선택되는 화합물:
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000105
    상기 식에서,
    *는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미하며,
    Ar1, R1 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같으며, 복수의 Ar1은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
  5. 제1항에 있어서,
    Ar1 내지 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 구성된 군에서 선택되는 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    Ar1 내지 Ar6는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나인 화합물:
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000106
    상기 식에서,
    *는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미한다.
  7. 제1항에 있어서,
    L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나인 화합물:
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000107
    상기 식에서,
    *는 상기 화학식 1과 연결되는 부위를 의미한다.
  8. 제1항에 있어서,
    R1은 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있는 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 화학식 6 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000108
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000109
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000110
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000111
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000112
    상기 화학식 2 내지 6에서,
    Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 화학식 9 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000113
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000114
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000115
    상기 화학식 7 내지 9에서,
    Z1은 O 또는 S이며,
    Z2는 N이며,
    R11은 수소, 중수소(D), C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 임의의 인접한 기와 결합하여 축합 환을 형성할 수 있으며,
    m은 0 내지 3의 정수이며,
    a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며,
    X1~X3, Ar1~Ar4, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 10 내지 화학식 13 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000116
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000117
    [화학식 12]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000118
    [화학식 13]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000119
    상기 화학식 10 내지 13에서,
    X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o 및 p는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 14 내지 화학식 16 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 14]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000120
    [화학식 15]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000121
    [화학식 16]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000122
    상기 화학식 14 내지 16에서,
    환 A는 헤테로원자를 포함하거나 비포함하는 단환 또는 다환의 탄화수소 고리기이며,
    X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, o 및 p는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 17 또는 화학식 18로 표시되는, 화합물:
    [화학식 17]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000123
    [화학식 18]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000124
    상기 화학식 17 내지 18에서,
    Y는 O 또는 S이며,
    n은 1 내지 3의 정수이며,
    X1~X3, Ar2~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 19 내지 화학식 26 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 19]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000125
    [화학식 20]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000126
    [화학식 21]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000127
    [화학식 22]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000128
    [화학식 23]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000129
    [화학식 24]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000130
    [화학식 25]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000131
    [화학식 26]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000132
    상기 화학식 19 내지 26에서,
    X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 27 내지 화학식 38 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    [화학식 27]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000133
    [화학식 28]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000134
    [화학식 29]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000135
    [화학식 30]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000136
    [화학식 31]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000137
    [화학식 32]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000138
    [화학식 33]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000139
    [화학식 34]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000140
    [화학식 35]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000141
    [화학식 36]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000142
    [화학식 37]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000143
    [화학식 38]
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000144
    상기 화학식 27 내지 38에서,
    X1~X3, Ar1~Ar6, L1~L2, R1, o, p 및 q는 각각 제1항에서 정의된 바와 같다.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1 내지 222 중 어느 하나로 표시되는 화합물.
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000145
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000146
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000147
    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000148
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    Figure PCTKR2024020019-appb-img-000152
  17. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층, 전자수송층 또는 전자수송 보조층 재료인 화합물.
  18. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층, 발광보조층, 수명개선층, 전자수송층, 및 전자수송 보조층으로 구성된 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
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