KR102321546B1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {HETEROCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 차단, 정공 차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
미국 특허 제4,356,429호
본 발명은 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018125273249-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O; S; CRaRb; 또는 NRc이고,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar1은 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리이며,
R1 내지 R4 및 Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하며,
상기 Q1 및 Q2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리이고,
상기 R, R' 및 R"은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
m은 0 내지 5의 정수이며, m이 2 이상의 정수인 경우, 괄호내 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기발광소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기발광소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료, 전하생성재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물이 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기물층에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
특히 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 Q1 및 Q2 고리를 갖는 카바졸 형태를 기반으로 하여, 열 안정성과 전자 전달이 용이하고, 상기 Q1 및 Q2 고리의 환의 개수의 차이로 화합물의 밴드갭(Band-gap) 조절이 용이한 특징을 가져, 이와같은 화합물을 포함하는 소자의 경우 수명이 증가되고 구동을 낮추는 효과를 가질 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하 본 출원에 대해서 자세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 C1 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C3 내지 C60의 단환 또는 다환의 시클로알킬; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴아민; 및 C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)R101R102로 표시되고, R101 및 R102는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 상기 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR104R105R106로 표시되고, R104 내지 R106은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112018125273249-pat00002
,
Figure 112018125273249-pat00003
,
Figure 112018125273249-pat00004
,
Figure 112018125273249-pat00005
,
Figure 112018125273249-pat00006
,
Figure 112018125273249-pat00007
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112018125273249-pat00008
[화학식 3]
Figure 112018125273249-pat00009
상기 화학식 2 및 3에 있어서,
R1 내지 R4, L, X, Ar1, m, Q1 및 Q2의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 4 또는 5로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112018125273249-pat00010
[화학식 5]
Figure 112018125273249-pat00011
상기 화학식 4 및 5에 있어서,
R1 내지 R4, L, X, Ar1 및 m의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
Ar2는 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리이며,
Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 C1 내지 C20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 디메틸플루오렌기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 나프토[2,1-b]벤조퓨란기; 또는 벤조[b]나프토[1,2-d]티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서 상기 나프토[2,1-b]벤조퓨란기는 하기 화학식 1-1로 표시될 수 있으며, 상기 벤조[b]나프토[1,2-d]티오펜기는 하기 화학식 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112018125273249-pat00012
[화학식 1-2]
Figure 112018125273249-pat00013
본 출원의 일 실시상태에 있어서, X는 O; S; CRaRb; 또는 NRc일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, X는 O; 또는 S일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, X는 O일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, X는 S일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, X는 CRaRb 일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, X는 NRc 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; C1 내지 C40의 알킬기; 또는 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 메틸기; 또는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합; C6 내지 C40의 아릴렌기; 또는 C2 내지 C40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L은 직접결합일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, C6 내지 C40의 아릴고리; 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, C6 내지 C40의 단환 또는 다환의 아릴고리; 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 단환 또는 다환의 헤테로아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q1 및 Q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 페닐고리; 나프틸고리; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸고리; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 벤조[c]카바졸고리; 또는 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조[c,g]카바졸고리일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리이며, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴고리이며, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴고리이며, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴고리이며, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, C6 내지 C40의 아릴고리이며, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 C10 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 벤젠고리 또는 나프틸고리이며, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 나프틸고리일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 C6 내지 C40의 단환 또는 다환의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar2는 페닐기; 또는 나프틸기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의
Figure 112018125273249-pat00014
는 하기 화학식 6 또는 7로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112018125273249-pat00015
[화학식 7]
Figure 112018125273249-pat00016
상기 화학식 6 및 7에 있어서,
Q21, Q22, Q31 및 Q32는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리이고,
Ar3은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R11은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
a는 0 내지 2의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3의 정의는 상기 Ar2의 정의와 동일할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11은 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Q21, Q22, Q31 및 Q32는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q21, Q22, Q31 및 Q32는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q21, Q22, Q31 및 Q32는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q21, Q22, Q31 및 Q32는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 C6 내지 C40의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Q21, Q22, Q31 및 Q32는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 벤젠고리; 또는 나프틸고리일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q21 및 Q22 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q21 및 Q22 중 적어도 하나는 C10 내지 C40의 아릴고리일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Q21 및 Q22 중 적어도 하나는 나프틸고리일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의
Figure 112018125273249-pat00017
는 하기 구조식 중 하나로 표시될 수 있다.
Figure 112018125273249-pat00018
상기
Figure 112018125273249-pat00019
는 상기 화학식 1의 L과 연결되는 부위를 의미한다.
특히 상기 화학식 1의
Figure 112018125273249-pat00020
가 상기 구조를 가짐에 따라, hole 특성을 갖는 축합된 카바졸(fused-carbazole)의 환의 개수 차이가 밴드갭(band-gap)을 좁히고, 분자구조를 단단(rigid)하게 만들어 열 안정성 및 전하의 전달을 용이하게 할 수 있는 특징을 갖는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
Figure 112018125273249-pat00021
Figure 112018125273249-pat00022
Figure 112018125273249-pat00023
Figure 112018125273249-pat00024
Figure 112018125273249-pat00025
Figure 112018125273249-pat00026
Figure 112018125273249-pat00027
Figure 112018125273249-pat00028
Figure 112018125273249-pat00029
Figure 112018125273249-pat00030
Figure 112018125273249-pat00031
Figure 112018125273249-pat00032
Figure 112018125273249-pat00033
Figure 112018125273249-pat00034
Figure 112018125273249-pat00035
Figure 112018125273249-pat00036
Figure 112018125273249-pat00037
Figure 112018125273249-pat00038
Figure 112018125273249-pat00039
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
한편, 상기 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자주입층 또는 전자수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자저지층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층 또는 정공저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공저지층을 포함하고, 상기 정공저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자수송층, 발광층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자수송층, 발광층 또는 정공저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 3에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 화학식 1을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
< 제조예 >
[ 제조예 1] C1 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00040
C1 화합물의 합성
A1 (20g, 78.76mmol), B1 (10.57g, 86.63 mmol), Pd(PPh3)4 (4.55g, 3.94 mmol), K2CO3 (16.7g, 157.51 mmol)를 둥근 바닥 플라스크 500 mL에 넣고, dioxane(200 mL), EtOH (40 mL), H2O (40 mL)를 넣어 녹인 다음 120℃에서 환류 시켰다. 반응이 완결되면 온도를 실온으로 낮춘 다음 물을 넣고 메틸렌클로라이드(MC, methylene chloride)로 추출하였다. 유기층을 Mg2SO4로 건조하고 농축시킨 다음 실리카-겔 컬럼(Silica-gel column) 정제하여 C1 화합물(12.35g, 41.7mmol, 53%)을 얻었다.
상기 제조예 1에서 상기 A1 대신 하기 표 1의 A1 내지 A4 중 하나를 사용하고, 상기 B1 대신 하기 표 1의 B1 내지 B24를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1의 제조와 동일하게 제조하여 하기 표 1의 C1 내지 C96의 화합물을 합성하였다.
A B C C 수율 A B C C 수율
A1 B1 C1 80% A1 B2 C25 80%
A1 B3 C3 82% A1 B4 C4 88%
A1 B5 C5 89% A1 B6 C6 74%
A1 B7 C7 80% A1 B8 C8 80%
A1 B9 C9 65% A1 B10 C10 74%
A1 B11 C11 70% A1 B12 C12 59%
A1 B13 C13 62% A1 B14 C14 88%
A1 B15 C15 79% A1 B16 C16 52%
A1 B17 C17 78% A1 B18 C18 80%
A1 B19 C19 59% A1 B20 C20 69%
A1 B21 C21 77% A1 B22 C22 74%
A1 B23 C23 59% A1 B24 C24 80%
A2 B3 C27 80% A2 B5 C29 89%
A2 B6 C30 72% A2 B11 C35 76%
A2 B15 C39 88% A2 B17 C41 65%
A2 B20 C44 74% A3 B24 C47 80%
A3 B1 C49 55% A3 B3 C51 45%
A3 B4 C52 52% A3 B6 C54 35%
A3 B17 C65 52% A3 B21 C69 75%
A3 B24 C72 74% A4 B10 C82 69%
A4 B11 C84 78% A4 B14 C86 64%
A4 B18 C90 60% A4 B20 C92 43%
Figure 112018125273249-pat00041
Figure 112018125273249-pat00042
Figure 112018125273249-pat00043
Figure 112018125273249-pat00044
Figure 112018125273249-pat00045
Figure 112018125273249-pat00046
[ 제조예 2] F1 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00047
F1-3(purchased) (20g, 62.30mmol), 비스피나콜라토디보론(Bispinacolatodiboron) (18.92g,74.49mmol), PdCl2(dppf)(2.27g, 3.11mmol), KOAc (12.18g, 124.60mmol)를 500ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, 다이옥세인(dioxane)(200ml)에 녹인 후 3시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제하여 진공 건조 시켰다. F1-2 (18.34g, 49.59mmol, 80%), D1(12.52g, 49.67mmol), Pd(pph3)4 (2.87g, 2.48mmol), NaOH(3.97g, 99.33mmol)를 500ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. 테트라하이드로퓨란(THF, Tetrahydrofuran)(200ml)/H2O(40ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응이 완결된 다음 MC/H2O 추출하여 컬럼 정제하였다. F1-1 (15.44g, 37.25mmol, 75%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(19.54g ,74.50mmol)을 디클로로벤젠(DCB, dichlorobenzene)(150ml)에 녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F1(10g, 26.15mmol, 70%) 화합물을 얻었다. (반응 중, F13도 생성되었다.)
[ 제조예 3] F2 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00048
F2-3(purchased) (20g, 67.53mmol), 아이오도벤젠(iodobenzene) (16.53g, 81.03mmol), 트랜스-1,2-사이클로학사다이아민(trans-1,2-cyclohexadiamine)(7.71g, 8.11ml, 67.53mmol), CuI (12.86g, 67.53mmol), K3PO4(42.96g, 202.59mmol)을 500ml 둥근바닥플라스크에 넣고 다이옥세인(Dioxane)(200ml)에 녹인 후 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F2-2 (22.12g, 59.43mmol, 88%), D2(17.76g, 71.31mmol), Pd(dba)2 (1.71g, 2.97mmol), Xphos(2.83g, 5.94mmol), NaOH(4.75g, 118.84mmol)를 500ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, Dioxane(200ml)/H2O(40ml)에 녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 MC/H2O 추출하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F2-1 (19.21g, 46.35mmol, 78%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(24.31g, 92.70mmol)을 디클로로벤젠(DCB, dichlorobenzene)(200ml)에 녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F2(9.22g, 24.10mmol, 52%) 화합물을 얻었다. (반응 중, F14도 생성되었다.)
[ 제조예 4] F3 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00049
F3-5(purchased) (15g, 59.79mol), D2(17.87g, 71.74mmol), Pd(pph3)4 (3.45g, 2.99mmol), NaOH(4.78g, 119.57mmol)를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. THF(200ml)/H2O(40ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F3-4 (16.09g, 49.03mmol, 82%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(25.72g, 98.05mmol)을 DCB(150ml)녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 디클로로벤젠(DCB)를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F3-3 (11.47g, 38.73mmol, 79%), 아이오도벤젠(iodobenzene) (9.48g, 46.48mmol), 트랜스-1,2-사이클로헥사다이아민(trans-1,2-cyclohexadiamine)(4.42g, 4.66ml, 38.73mmol), CuI (7.38g, 38.73mmol), K3PO4(24.64g, 116.20mmol)을 500ml 둥근바닥플라스크에 넣고 다이옥세인(Dioxane)(200ml)에 녹인 후 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F3-2(10.96g, 29.43mmol, 76%), D2(8.80g, 35.32mmol), Pd(PPh3)4 (1.70g, 1.47mmol), NaOH(2.35g, 58.87mmol)를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. THF(100ml)/H2O(20ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F3-1 (10.37g, 25.03mmol, 85%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(13.13g ,50.05mmol)을 DCB(100ml)녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F3(4.3g, 11.26mmol ,45%) 화합물을 얻었다.
[ 제조예 5] F4 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00050
F3-2 (15g, 40.29mmol), 비스피나콜라토디보론(Bispinacolatodiboron) (12.28g, 48.35mmol), PdCl2(dppf)(1.47g, 2.01mmol), KOAc (7.9g, 80.59mmol) 를 500ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, 다이옥세인(dioxane)(200ml)에 녹인 후 3시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제하여 진공 건조 시켰다. F4-2 (13.52g, 32.24mmol, 80%), D1(8.93g, 35.50mmol), Pd(pph3)4 (1.86g, 1.61mmol), NaOH(2.58g, 64.47mmol)를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. THF(200ml)/H2O(40ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응이 완결된 다음 MC/H2O 추출하여 컬럼 정제하였다. F4-1 (11.38g, 24.50mmol, 76%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(12.85g, 49.08mmol)을 DCB(100ml)녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F4(6.57g, 15.20mmol, 62%) 화합물을 얻었다.
[ 제조예 6] F5 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00051
F3-5(purchased) (20g, 79.68mol), D2(22.09g, 87.65mmol), Pd(PPh3)4 (4.60g, 3.98mmol), NaOH(6.37g, 159.37mmol) 를 500ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. THF(200ml)/H2O(40ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F5-4(21.11g, 55.80mmol, 70%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(30.05g, 111.60mmol)을 DCB(200ml)녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F5-3( 15.07g, 43.53mmol, 78%), 아이오도벤젠(iodobenzene) (10.66g, 52.23mmol), 트랜스-1,2-사이클로헥사다이아민(trans-1,2-cyclohexadiamine)(4.97g, 5.23ml, 43.53mmol), CuI (8.29g, 43.53mmol), K3PO4(27.72g, 130.58mmol)을 500ml 둥근바닥플라스크에 넣고 다이옥세인(Dioxane)(200ml)에 녹인 후 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F5-2(16.18g, 38.42mmol, 88%), Pd(pph3)4(2.21g, 1.92mmol), NaOH(3.06g, 76.62mmol) 를 500ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. THF(200ml)/H2O(40ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F5-1(14.06g, 30.27mmol, 79%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(15.88g, 60.53mmol)을 DCB(150ml)녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F5(6.02g, 13.92mmol, 46%) 화합물을 얻었다.
[ 제조예 7] F6 화합물의 합성
Figure 112018125273249-pat00052
F6-4(purchased) (10g, 33.76mmol), 아이오도벤젠(iodobenzene) (8.27g, 40.52mmol), 트랜스-1,2-사이클로헥사다이아민(trans-1,2-cyclohexadiamine)(3.86g, 4.05ml, 33.76mmol), CuI (6.43g, 33.76mmol), K3PO4(21.5g, 101.29mmol)을 500ml 둥근바닥플라스크에 넣고 다이옥세인(Dioxane)(100ml)에 녹인 후 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출하였다. 농축한 유기용매를 실리카 흡착하고 컬럼 정제 및 재결정하였다. F6-3 (10.43g, 28.02mmol, 83%), 비스피나콜라토디보론(Bispinacolatodiboron) (8.54g, 33.63mmol), PdCl2(dppf)(1.03g, 1.4mmol), KOAc (5.5g, 56.05mmol) 를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, 다이옥세인(dioxane)(100ml)에 녹인 후 3시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출 후 컬럼 정제하여 진공 건조 시켰다. F6-2 (9.40g, 22.41mol, 80%), D2(6.23g, 24.66mmol), Pd(pph3)4 (1.30g, 1.12mmol), NaOH(1.79g, 44.83mmol) 를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고. THF(100ml)/H2O(20ml)에 녹여 70℃에서 교반하였다. 반응 종료 후 MC/H2O 추출 후 컬럼 정제 및 재결정하였다. F6-1(9.16g, 19.73mmol, 88%), 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)(10.64g ,39.45mmol)을 DCB(100ml)녹여 환류 교반하였다. 반응이 완결된 다음 DCB를 충분히 농축시킨 후 실리카 흡착하여 컬럼 정제 및 재결정 하였다. F6(5.54g, 12.82mmol ,65%) 화합물을 얻었다. (반응 중, F15도 생성되었다.)
[ 제조예 8] 화합물 1의 합성
Figure 112018125273249-pat00053
F1(5.11g, 17.27mmol), C1(6g, 15.70mmol)을 디메틸포름아미드(DMF)에 녹인 후 NaH(0.75g, 31.4mmol)을 넣어 상온에서 5시간동안 교반하였다. 반응이 종료 된 후 MC/H2O 추출 후 정제하였다. 컬럼 및 재결정 하여 화합물 1(6.75, 67%)을 얻었다.
상기 제조예 8에서 상기 C1 대신 하기 표 2의 C1 내지 C75 중 하나를 사용하고, 상기 F1 대신 하기 표 2의 F1 내지 F12 중 하나를 사용한 것을 제외하고 상기 제조예 8의 화합물 1의 합성과 동일하게 합성하여 목적 화합물을 합성하였다.
C F 목적 화합물 수율
C1 F1 1 65%
C2 F1 2 54%
C3 F1 3 72%
C4 F1 4 80%
C7 F1 7 42%
C12 F1 12 80%
C19 F1 19 73%
C23 F1 23 77%
C27 F1 27 70%
C35 F1 35 64%
C43 F1 43 88%
C49 F1 49 81%
C51 F1 51 82%
C67 F1 67 55%
C75 F1 75 56%
C1 F2 97 61%
C11 F2 107 72%
C19 F2 115 84%
C27 F2 123 56%
C39 F2 135 64%
C51 F2 147 68%
C74 F2 170 76%
C1 F3 193 41%
C2 F3 194 54%
C3 F3 195 59%
C21 F3 213 42%
C25 F3 217 56%
C46 F3 238 49%
C51 F3 243 74%
C52 F3 244 68%
C75 F3 268 54%
C1 F4 289 78%
C3 F4 291 77%
C4 F4 292 63%
C27 F4 315 55%
C43 F4 331 76%
C1 F5 385 86%
C4 F5 388 45%
C8 F5 392 69%
C17 F5 401 65%
C43 F5 427 49%
C49 F5 433 53%
C59 F5 443 88%
C1 F6 493 56%
C4 F6 496 72%
C17 F6 509 65%
C46 F6 538 79%
C49 F6 541 55%
C51 F6 543 52%
C1 F8 589 44%
C49 F7 594 48%
C2 F7 595 79%
C1 F11 597 53%
C11 F11 598 68%
C19 F9 603 69%
C2 F12 614 75%
상기 표 2에 기재된 화합물 이외의 화합물도 제조예에 기재된 화합물들과 같은 방법으로 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
실시예 1H NMR(CDCl3, 200Mz)
1 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H), 8.12~ 7.93(m, 7H), 7.62~ 7.35(m, 15H), 7.16(t, 1H)
2 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H), 8.12~ 7.93(m, 9H), 7.75 (d, 2H), 7.73(t, 1H), 7.62~ 7.35(m, 16H), 7.16(t, 1H)
3 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H),8.30(d, 2H) 8.12~ 7.94(m, 9H), 7.75 (d, 2H), 7.62~ 7.35(m, 12H), 7.16(t, 1H)
4 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H),8.46(d, 1H), 8.12~ 7.93(m, 11H), 7.74 (d, 1H), 7.62~ 7.31(m, 12H), 7.16(t, 1H)
7 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H), 8.12~ 7.93(m, 9H), 7.82~ 7.76(m, 2H),7.62~7.31(m, 14H), 7.16(t, 1H)
12 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H),8.45(d, 1H), 8.12~ 7.93(m, 11H), 7.61~ 7.35(m, 13H), 7.16(t, 1H)
19 δ = 8.55~8.54(m, 3H), 8.12~ 7.93(m, 9H), 7.82~7.76(m, 2H), 7.62~ 7.35(m, 15H), 7.16(t, 1H)
23 δ = 8.55(d, 1H), 8.54(d, 1H), 8.45(d, 1H) ,8.12~ 7.93(m, 10H), 7.62~ 7.35(m, 16H), 7.16(t, 1H)
27 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.45(d, 1H), 8.30(d, 2H), 8.12(d, 1H), 7.99~7.85(m, 7H) ,7.75(d, 2H), 7.62~7.35(m,14H) ,7.16 ( t , 1H)
35 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.45 (d, 2H ), 8.24(d, 2H), 8.12(d, 1H), 7.99~7.93(m, 7H) , 7.62~7.49(m,12H) , 7.35(t, 1H), 7.16 ( t , 1H)
43 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 2H) , 8,45(d,1H), 8.12(d, 1H),　8.03~7.93(m,7H)　, 7.82(d,2H), 7.63~7.49(m, 15H),　7.35(t, 1H), 7.16 ( t , 1H)
49 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.12(d, 1H), 7.99~7.94(m, 4H) ,7.70~7.49(m,13H) , 7.35(t, 2H),7.22 (t, 1H)　, 7.16 ( t , 1H)
51 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.30(d, 2H),8.12(d, 1H) 7.99~7.85(m, 6H) ,7.70~7.35(m,17H) , 7.22~7.16(t, 2H)
67 δ=8.55(d,1H) ,8.54(d, 2H) , 8.12(d, 1H), 8.03~7.94(m, 6H) ,7.82~7.53(m,16H) ,7.36(t,　1H),　7.35(t, 1H),7.22(t ,1H),　7.16 (t, 1H)
75 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) ,8.38(d,　1H), 8.30(d, 1H),　8.12(d, 1H), 7.99~7.94(m, 5H) ,7.85(d,2H),7.75(d,2H), 　7.62~7.31(m,15H) , 7.16 ( t , 1H)
97 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) ,　8.12~8.05(m, 7H),7.84(d, 2H), 7.62~7.35(m, 14H) ,7.16 ( t , 1H)
107 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8,45(d,1H), 8.24~8.20(m, 2H), 8.12~7.93(m, 9H),　7.62~7.35(m, 13H),7.16 ( t , 1H)
115 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 2H) ,8.12~7.93(m, 9H), 7.82~7.76(m, 2H),7.62~7.35(m, 15H) ,7.16 ( t , 1H)
123 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) ,8.45(d, 1H), 8.30(d, 2H),8.12(d, 1H), 7.99~7.85(m, 7H) ,7.75(d, 2H), 7.62~7.35(m,14H) , 7.16 ( t , 1H)
135 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.45(d, 1H), 8.18~8.12(m, 2H), 7.99~7.90(m, 6H) ,7.74~7.49(m,13H) , 7.38~7.22\8(m, 3H), 7.16 ( t , 1H)
147 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.30(d, 2H), 8.12(d, 1H), 7.99~7.85(m, 6H) ,7.75~7.41(m,17H) ,7.22~7.16(m , 2H)
170 δ =8.55(d, 1H) ,8.54(d, 1H) , 8.12(d, 1H), 7.99~7.94(m, 7H) ,7.75~7.73(m, 3H), 7.62~7.35(m, 16H), 7.16 ( t , 6H)
193 δ =8.55~8.54(m, 4H) ,8.05(d, 1H), 7.94~7.93(m, 3H), 7.84(d, 2H), 7.62~7.35(m, 14H), 7.16 ( t , 2H)
194 δ =8.55~8.54(m, 4H) ,8.05(d, 1H)　, 7.94~7.93(m, 5H) ,7.75~7.73(m, 3H), 7.62~7.35(m, 15), 7.16 ( t , 2H)
195 δ =8.55~8.54(m, 4H) ,8.30(d, 2H)　, 8.05(d, 1H) ,7.94~7.85(m, 5H) ,7.75(d, 2H), 7.62~7.35(m, 14H), 7.16 ( t , 2H)
213 δ =8.55~8.54(m, 4H) ,8.05~7.93(m, 7H)　,7.62~7.35(m, 17H), 7.16 ( t , 2H)
217 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.45(d, 1H), 7.94~7.93(m, 3H) ,7.80(d, 2H), 7.65~7.49(m,12H) ,7.35(t, 2H), 7.16 ( t , 2H)
238 δ =8.97(d, 2H) ,8.55(d, 2H) , 8.54(d, 2H)8.38(d,　1H), 8.30(d, 1H),　8.12(d, 1H), 7.99~7.94(m, 5H) ,7.85(d,2H),7.75(d,2H), 　7.62~7.31(m,15H) , 7.16 ( t , 1H)
243 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.30(d, 2H), 7.94(d, 2H), 7.85(d, 1H), 7.75~7.35(m, 17H), 7.22~7.16(m, 3H)
244 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.46(d, 1H), 8.06~7.94(m, 6H) ,7.70~7.50(m,11H) ,7.36~7.35(m, 3H), 7.22~7.16 (m , 3H)
268 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,7.98(d, 1H), 8.06~7.947(m, 7H), 7.62~7.50(m, 10H),7.39~7.31(m, 4H), 7.16(t, 2H)
289 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.05~7.93(m, 6H), 7.84(d, 2H), 7.62~7.35(m, 15H), 7.16(t, 1H)
291 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.30(d, 2H), 8.05~7.85(m, 8H), 7.75(d, 2H), 7.62~7.35(m, 15H), 7.16(t, 1H)
292 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.06~7.93(m, 10H), 7.62~7.35(m, 14H), 7.16(t, 1H)
315 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.45(d, 1H), 8.30(d, 2H), 7.99~7.85(m, 7H), 7.75(d, 2H), 7.62~7.35(m, 15H), 7.16(t, 1H)
331 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.45(d, 1H), 8.03~7.93(m, 7H), 7.82(d, 2H), 7.62~7.49(m, 15H), 7.35(t, 1H), 7.16(t, 1H)
338 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,7.99~7.94(m, 6H), 7.75~7.35(m, 20H), 7.22~7.16(m, 2H)
385 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.05~7.93(m, 6H),7.84(d, 2H), 7.62~7.35(m, 15H),7.16(m, 1H)
388 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.46(d, 1H), 8.06~7.93(m, 10H), 7.62~7.35(m, 14H),7.16(m, 1H)
392 δ = 8.55(d, 2H) ,8.54(d, 2H) ,8.05~7.79(m, 10H), 7.62~7.35(m, 15H),7.16(m, 1H)
401 δ = 8.62~8.54(m 5H), 8.22~8.19(m, 2H), 8.05~7.93(m, 6H),7.74(d, 1H), 7.62~7.35(m, 19H),7.20~7.16(m, 2H)
427 δ = 8.55~8.54(m 5H),8.45(d, 1H), 8.03~7.93(m, 7H), 7.82~7.78(m, 2H), 7.62~7.49(m, 15H),7.35(t, 1H), 7.16(t, 1H)
433 δ = 8.55~8.54(m 4H),7.99~7.94(m, 4H),7.84(d, 2H), 7.70~7.49(m, 14H), 7.36~7.35(m, 2H),7.22~7.16(m, 2H)
443 δ = 8.55~8.54(m 4H),8.45(d, 1H), 8.24~8.20(m, 2H), 7.99~7.93(m, 6H),7.70~7.49(m, 13H), 7.36~7.35(m, 2H),7.22~7.16(m, 2H)
493 δ = 8.54(d 2H), 8.05~7.93(m, 9H),7.84(d, 2H), 7.62~7.42(m, 15H)
496 δ = 8.54(d 2H),8.46(d, 1H), 8.06~7.93(m, 13H),7.62~7.42(m, 14H)
509 δ = 8.62(d, 1H), 8.54(d, 2H) ,8.22~7.93(m, 11H), 7.74(d, 1H), 7.62~7.42(m,19H), 7.20(t, 1H)
538 δ = 8.97(d, 2H), 8.54(d, 2H) ,8.45(d, 1H),8.12(d, 1H), 7.99~7.93(m, 8H),7.76(d, 1H), 7.62~7.49(m,15H), 7.39~7.31(m, 2H)
541 δ = 8.54(d, 2H) ,8.12(d, 1H), 7.99~7.94(m, 6H),7.84(d, 2H), 7.70~7.49(m,15H),7.36(t, 1H), 7.22(t, 1H)
543 δ = 8.54(d, 2H) ,8.30(d, 2H), 8.12(d, 1H), 7.99~7.94(m, 6H), 7.85(d, 2H), 7.70~7.41(m,18H), 7.22(t, 1H)
589 δ = 8.55~8.54(m, 2H) , 8.12~7.84(m, 13H), 8.05~7.42(m, 12H), 7.16(t, 1H)
594 δ = 8.55~8.54(m, 2H) , 8.12~7.84(m, 11H), 7.70~7.49(m, 10H), 7.36~7.35(m, 3H), 7.22~7.16(m, 2H)
595 δ = 8.55~8.54(m, 2H) , 8.12~7.93(m, 12H), 7.75~7.73(m, 3H), 8.05~7.35(m, 13H), 7.16(t, 1H)
597 δ = 8.55~8.54(m, 4H) , 8.03~7.84(m, 12H), 7.61~7.35(m, 13H), 7.16(t, 1H)
598 δ = 8.55~8.54(m, 4H) , 8.45(d, 1H), 8.24~8.20(m, 2H), 8.03~7.93(m, 11H), 7.83(d, 1H), 7.61~7.35(m, 12H), 7.16(t, 1H)
603 δ = 8.55~8.54(m, 4H) , 8.45(d, 1H), 8.03~7.93(m, 10H),7.83(d, 1H), 7.75~7.73(m, 3H), 7.61~7.36(m, 14H), 7.16(t, 1H)
614 δ = 8.54(d, 2H) , 8.03~7.93(m, 14H),7.83(d, 1H), 7.75~7.73(m, 3H), 7.61~7.36(m, 14H)
화합물 FD -Mass 화합물 FD -Mass
1 m/z= 642.19(C44H26N4S=642.78) 2 m/z= 718.22(C50H30N4S=718.88)
3 m/z= 718.22(C50H30N4S=718.88) 4 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84)
5 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 6 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
7 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 8 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
9 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 10 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92)
11 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92) 12 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92)
13 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92) 14 m/z= 758.25(C54H34N4S=758.94)
15 m/z= 758.25(C54H34N4S=758.94) 16 m/z= 807.25(C56H34N5S=807.97)
17 m/z= 807.25(C56H34N5S=807.97) 18 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92)
19 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92) 20 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92)
21 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92) 22 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92)
23 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98) 24 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98)
25 m/z= 642.19(C44H26N4S=642.78) 26 m/z= 718.22(C50H30N4S=718.88)
27 m/z= 718.22(C50H30N4S=718.88) 28 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84)
29 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 30 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
31 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 32 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
33 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 34 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92)
35 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92) 36 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92)
37 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92) 38 m/z= 758.25(C54H34N4S=758.94)
39 m/z= 758.25(C54H34N4S=758.94) 40 m/z= 807.25(C56H34N5S=807.97)
41 m/z= 807.25(C56H34N5S=807.97) 42 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92)
43 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92) 44 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92)
45 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92) 46 m/z= 781.21(C54H30N4OS=781.92)
47 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98) 48 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98)
49 m/z= 626.21(C44H26N4O=626.72) 50 m/z= 702.24(C50H30N4O=702.84)
51 m/z= 702.24(C50H30N4O=702.84) 52 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78)
53 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78) 54 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80)
55 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80) 56 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80)
57 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80) 58 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
59 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 60 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
61 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 62 m/z= 742.27(C54H34N4O=742.88)
63 m/z= 742.27(C54H34N4O=742.88) 64 m/z= 791.27(C56H33N5S=791.91)
65 m/z= 791.27(C56H33N5S=791.91) 66 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86)
67 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86) 68 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86)
69 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86) 70 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86)
71 m/z= 782.21(C54H30N4OS=782.92) 72 m/z= 782.21(C54H30N4OS=782.92)
73 m/z= 626.21(C44H26N4O=626.72) 74 m/z= 702.24(C50H30N4O=702.84)
75 m/z= 702.24(C50H30N4O=702.84) 76 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78)
77 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78) 78 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80)
79 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80) 80 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80)
81 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80) 82 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
83 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 84 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86)
85 m/z= 732.20(C50H28N4OS=732.86) 86 m/z= 742.27(C54H34N4O=742.88)
87 m/z= 742.27(C54H34N4O=742.88) 88 m/z= 791.27(C56H33N5S=791.91)
89 m/z= 791.27(C56H33N5S=791.91) 90 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86)
91 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86) 92 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86)
93 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86) 94 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.86)
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563 m/z= 726.26(C53H30N4O=726.84) 564 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.84)
565 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.84) 566 m/z= 792.29(C57H36N4O=792.94)
567 m/z= 792.29(C57H36N4O=792.94) 568 m/z= 841.28(C60H35N5O=841.97)
569 m/z= 841.28(C60H35N5O=841.97) 570 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92)
571 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92) 572 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92)
573 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92) 574 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92)
575 m/z= 832.23(C58H32N4OS=832.98) 576 m/z= 832.23(C58H32N4OS=832.98)
577 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 578 m/z= 742.22(C52H30N4S=742.90)
579 m/z= 742.22(C52H30N4S=742.90) 580 m/z= 726.24(C52H30N4O=726.84)
581 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 582 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78)
583 m/z= 768.23(C54H32N4S=768.94) 584 m/z= 768.23(C54H32N4S=768.94)
585 m/z= 742.22(C52H30N4S=742.90) 586 m/z= 848.21(C58H32N4S2=849.04)
587 m/z= 848.21(C58H32N4S2=849.04) 588 m/z= 726.24(C52H30N4O=726.84)
589 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 590 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98)
591 m/z= 832.23(C58H32N4OS=832.98) 592 m/z= 742.22(C52H30N4S=742.90)
593 m/z= 766.24(C54H30N4O2=766.84) 594 m/z= 726.24(C52H30N4O=726.84)
595 m/z= 882.25(C62H34N4SO=883.04) 596 m/z= 882.25(C62H34N4SO=883.04)
597 m/z= 818.25(C58H34N4S=819.00) 598 m/z=776.26(C56H32N4O=776.90)
599 m/z= 726.24(C52H30N4O=726.84) 600 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92)
601 m/z= 742.22(C52H30N4S=742.90) 602 m/z= 818.25(C58H34N4S=819.00)
603 m/z= 818.25(C58H34N4S=819.00) 604 m/z= 802.27(C58H34N4O=802.94)
605 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92) 606 m/z= 832.23(C58H32N4OS=832.98)
607 m/z= 642.19(C44H26N4S=642.78) 608 m/z= 718.22(C50H30N4S=718.88)
609 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 610 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92)
611 m/z= 732.20(C50H28N5OS=732.86) 612 m/z= 807.25(C56H33N5S=807.97)
613 m/z= 782.21(C54H30N4OS=782.92) 614 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98)
615 m/z= 626.21(C44H26N4O=626.72) 616 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78)
617 m/z= 702.24(C50H30N4O=702.84) 618 m/z= 791.27(C56H33N5S=791.91)
619 m/z= 642.19(C44H26N4S=642.78) 620 m/z= 718.22(C50H30N4S=718.88)
621 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 622 m/z= 807.25(C56H34N5S=807.97)
623 m/z= 748.18(C50H28N4S2=748.92) 624 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98)
625 m/z= 782.21(C54H30N4OS=782.92) 626 m/z= 626.21(C44H26N4O=626.72)
627 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78) 628 m/z= 702.24(C50H30N4O=702.84)
629 m/z= 716.22(C50H28N4O2=716.80) 630 m/z= 676.23(C48H28N4O=676.78)
631 m/z= 692.20(C48H28N4S=692.84) 632 m/z= 742.22(C53H30N4S=742.90)
633 m/z= 857.26(C60H35N5S=857.03) 634 m/z= 798.19(C54H30N4S2=798.98)
635 m/z= 726.26(C53H30N4O=726.84) 636 m/z= 816.25(C58H32N4O2=816.92)
[실험 예]
1) 유기 발광 소자의 제작 (적색 host)
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO, Indiumtinoxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultravioletozone) 처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4',4"-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) 및 정공 수송층 NPB(N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
Figure 112018125273249-pat00054
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 하기 표 4에 기재된 화합물, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq)2(Ir)(acac)를 3% 도핑하여 500Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 바소쿠프로인(BCP)를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 특성은 하기 표 5와 같다.
화합물 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색좌표
(x, y)		 수명
(T90)
비교 예 1 A 4.65 14.8 (0.660, 0.351) 62
비교 예 2 B 4.60 15.2 (0.662, 0.349) 66
비교 예 3 C 4.54 16.8 (0.662, 0.349) 80
비교 예 4 D 4.56 17.8 (0.661, 0.352) 78
비교 예 5 E 4.55 15.9 (0.662, 0.349) 72
실시 예 1 1 4.27 20.8 (0.661, 0.350) 90
실시 예 2 2 4.24 21.5 (0.661, 0.350) 92
실시 예 3 3 4.21 22.8 (0.661, 0.351) 120
실시 예 4 4 4.21 22.7 (0.661, 0.352) 112
실시 예 5 7 4.27 23.5 (0.662, 0.353) 109
실시 예 6 12 4.03 23.0 (0.663, 0.353) 110
실시 예 7 19 4.17 23.8 (0.661, 0.353) 117
실시 예 8 23 3.99 22.7 (0.659, 0.353) 115
실시 예 9 27 4.20 21.9 (0.660, 0.354) 119
실시 예 10 35 4.12 21.8 (0.661, 0.352) 106
실시 예 11 43 4.17 22.4 (0.660, 0.352) 112
실시 예 12 49 4.30 22.4 (0.659, 0.351) 102
실시 예 13 51 4.28 22.8 (0.658, 0.352) 110
실시 예 14 67 4.21 23.5 (0.657, 0.351) 108
실시 예 15 75 4.20 21.0 (0.659, 0.353) 99
실시 예 16 97 4.21 21.8 (0.663, 0.352) 98
실시 예 17 107 3.98 22.8 (0.662, 0.352) 112
실시 예 18 115 4.15 23.7 (0.663, 0.349) 115
실시 예 19 123 4.27 21.0 (0.664, 0.352) 108
실시 예 20 135 4.24 22.0 (0.662, 0.353) 118
실시 예 21 147 4.26 22.5 (0.663, 0.352) 115
실시 예 22 170 4.28 22.9 (0.662, 0.351) 117
실시 예 23 193 4.22 20.9 (0.661, 0.352) 97
실시 예 24 194 4.22 22.2 (0.662, 0.352) 105
실시 예 25 195 4.26 22.7 (0.661, 0.354) 106
실시 예 26 213 4.20 23.7 (0.659, 0.352) 123
실시 예 27 217 4.23 20.8 (0.660, 0.351) 100
실시 예 28 238 4.22 22.6 (0.661, 0.352) 120
실시 예 29 243 4.29 22.8 (0.661, 0.352) 106
실시 예 30 244 4.27 21.7 (0.661, 0.352) 101
실시 예 31 268 4.30 20.5 (0.661, 0.352) 104
실시 예 32 289 4.05 21.5 (0.662, 0.351) 108
실시 예 33 291 4.00 23.0 (0.663, 0.351) 107
실시 예 34 292 4.09 22.9 (0.663, 0.352) 110
실시 예 35 315 4.10 21.8 (0.659, 0.353) 110
실시 예 36 331 4.05 23.0 (0.658, 0.352) 122
실시 예 37 338 4.15 21.8 (0.661, 0.352) 112
실시 예 38 385 4.18 22.0 (0.661, 0.352) 110
실시 예 39 388 4.19 22.7 (0.661, 0.352) 112
실시 예 40 392 4.22 23.3 (0.657, 0.353) 119
실시 예 41 401 4.15 23.0 (0.657, 0.352) 123
실시 예 42 427 4.09 23.5 (0.660, 0.352) 120
실시 예 43 433 4.27 22.9 (0.660, 0.348) 100
실시 예 44 443 4.06 22.2 (0.660, 0.350) 108
실시 예 45 493 4.13 21.0 (0.662, 0.351) 109
실시 예 46 496 4.09 20.8 (0.659, 0.352) 110
실시 예 47 509 4.00 23.4 (0.661, 0.355) 130
실시 예 48 538 3.99 24.0 (0.661, 0.354) 120
실시 예 49 541 4.10 22.5 (0.660, 0.352) 105
실시 예 50 543 4.12 23.1 (0.662, 0.353) 111
실시 예 51 589 4.00 22.3 (0.663, 0.354) 119
실시 예 52 594 4.20 22.7 (0.662, 0.352) 116
실시 예 53 595 3.99 21.0 (0.663, 0.354) 118
실시 예 54 597 3.87 21.9 (0.662, 0.353) 120
실시 예 55 598 3.55 23.5 (0.660, 0.353) 129
실시 예 56 603 4.12 24.5 (0.660, 0.353) 119
실시 예 57 614 3.98 22.9 (0.659, 0.354) 133
Figure 112018125273249-pat00055
상기 실시예 1 내지 57에서 알 수 있듯, 본 출원에 따른 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 Q1 및 Q2 고리를 갖는 카바졸 형태를 기반으로 하여, 열 안정성과 전자 전달이 용이하고, 상기 Q1 및 Q2 고리의 환의 개수의 차이로 화합물의 밴드갭(Band-gap) 조절이 용이한 특징을 가져, 이와같은 화합물을 포함하는 소자의 경우 수명이 증가되고 구동을 낮추는 효과를 가질 수 있음을 확인할 수 있었다.
100: 기판
200: 양극
300: 유기물층
301: 정공 주입층
302: 정공 수송층
303: 발광층
304: 정공 저지층
305: 전자 수송층
306: 전자 주입층
400: 음극

Claims (13)

  1. 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 4]
    Figure 112021067029731-pat00086

    [화학식 5]
    Figure 112021067029731-pat00087

    상기 화학식 4 및 5에 있어서,
    X는 O; 또는 S;이고,
    L은 직접결합이며,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    Q11 내지 Q13은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴고리이며,
    Q11 내지 Q13 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C10 내지 C60의 아릴고리이고,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이고,
    m은 1의 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 C1 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C3 내지 C60의 단환 또는 다환의 시클로알킬; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴아민; 및 C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미하고,
    상기 R, R' 및 R"은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기인 헤테로고리 화합물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기인 것인 헤테로고리 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 4 또는 5는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure 112021067029731-pat00064

    Figure 112021067029731-pat00065

    Figure 112021067029731-pat00066

    Figure 112021067029731-pat00067

    Figure 112021067029731-pat00068

    Figure 112021067029731-pat00069

    Figure 112021067029731-pat00070

    Figure 112021067029731-pat00071

    Figure 112021067029731-pat00072

    Figure 112021067029731-pat00073

    Figure 112021067029731-pat00074

    Figure 112021067029731-pat00075

    Figure 112021067029731-pat00076

    Figure 112021067029731-pat00077

    Figure 112021067029731-pat00078

    Figure 112021067029731-pat00079

    Figure 112021067029731-pat00080

    Figure 112021067029731-pat00081

    Figure 112021067029731-pat00082
  8. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1, 2, 6 및 7 중 어느 한 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자주입층 또는 전자수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층 또는 정공저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
KR1020180160878A 2018-12-13 2018-12-13 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 KR102321546B1 (ko)

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