KR20140100911A - 헤테로환 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 헤테로환 화합물 및 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 비롯한 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로환 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자{HETEROCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}
본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서는 2013년 2월 7일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0013868 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다.
양극과 음극 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 음극과 양극 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 사용될 수 있으며, 엑시톤이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.
따라서, 당 기술분야에서는 새로운 유기물의 개발이 요구되고 있다.
US 4539507
본 명세서의 목적은 헤테로환 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자를 제공하는 데 있다.
본 명세서는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 1 및 2에 있어서,
a는 0 내지 7의 정수이며,
b는 0 내지 4의 정수이고,
c는 0 내지 8의 정수이며,
d는 0 내지 5의 정수이고,
A1 내지 A8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR 또는 N 이며, 단, A1 내지 A8 중 N은 2개 이상이고,
R 및 R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또한, 본 명세서는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로환 화합물은 적절한 에너지 준위를 갖고, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수하다. 따라서, 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 높은 효율 및/또는 높은 구동 안정성을 제공한다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 제조예 1에서 제조한 구조식 A-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 제조예 1에서 제조한 화학식 1-3의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
이하 발명을 구체적으로 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기의 헤테로환 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 구동 전압 하강 및/또는 효율 상승의 효과가 있을 수 있다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00003
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00004
본 명세서에 있어서, 아마이드기는 아마이드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 1 또는 2 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식일 수 있고, 다환식일 수 있다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, 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, 아릴기는 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디컬로 단환식일 수 있고, 다환식일 수 있다. 아릴기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하다. 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트라이페닐기, 터페닐기, 스틸벤기 등의 단환식 방향족 및 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 테트라세닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 아세나프타센닐기, 트리페닐렌기, 플루오란텐(fluoranthene)기 등의 다환식 방향족 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조로서, 예로는
Figure pat00006
,
Figure pat00007
등이 있다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 열린 플루오레닐기의 구조를 포함하며, 여기서 열린 플루오레닐기는 2개의 고리 화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조에서 한쪽 고리 화합물이 연결이 끊어진 상태의 구조로서, 예로는
Figure pat00008
,
Figure pat00009
등이 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기는 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로 고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기 및 아랄킬아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시, p-토릴옥시, m-토릴옥시, 3,5-디메틸-페녹시, 2,4,6-트리메틸페녹시, p-tert-부틸페녹시, 3-비페닐옥시, 4-비페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 4-메틸-1-나프틸옥시, 5-메틸-2-나프틸옥시, 1-안트릴옥시, 2-안트릴옥시, 9-안트릴옥시, 1-페난트릴옥시, 3-페난트릴옥시, 9-페난트릴옥시 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2－메틸페닐티옥시기, 4－tert－부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p－톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert－부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 전술한 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아랄킬아민기 중의 아랄킬기의 구체적인 예로는 벤질기기, p-메틸벤질기, m-메틸벤질기, p-에틸벤질기, m-에틸벤질기, 3,5-디메틸벤질기, α-메틸벤질기, α,α-디메틸벤질기, α,α-메틸페닐벤질기, 1-나프틸벤질기, 2-나프틸벤질기, p-플루오르벤질기, 3,5-디플루오르벤질기, α,α-디트리플루오로메틸벤질기, p-메톡시벤질기, m-메톡시벤질기, α-페녹시벤질기, α-벤질기옥시벤질기, 나프틸메틸기, 나프틸에틸기, 나프틸이소프로필기, 피롤릴메틸기, 피롤렐에틸기, 아미노벤질기, 니트로벤질기, 시아노벤질기, 1-히드록시-2-페닐이소프로필기, 1-클로로-2-페닐이소프로필기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴 아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
아릴 아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 카바졸 및 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴포스핀기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 디아릴포스핀기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴포스핀기가 있다. 상기 아릴포스핀기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴포스핀기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 실릴기; 아릴알케닐기; 아릴기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴기; 카바졸기; 아릴아민기; 아릴기; 플루오레닐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기 및 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미하며, 상기 치환기들은 추가로 치환 또는 비치환될 수 있다.
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 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A8 중 적어도 두 개는 N 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1 내지 A4 중 적어도 두 개는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5 내지 A8 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5 내지 A8 중 적어도 두 개는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5는 N 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A6은 N 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A7은 N 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A8은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5 및 A7은 N 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A6 및 A8은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A6는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A7은 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A8은 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A5 및 A7 은 N이고, A6 및 A8 은 CR이거나, A6 및 A8은 N이고, A5 및 A7은 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5 및 A7은 N 이고, 상기 A6는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A5 및 A7은 N 이고, 상기 A6는 CR이며, 상기 A8은 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A6 및 A8은 N이고, 상기 A7은 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A6 및 A8은 N이고, 상기 A7은 CR이고, 상기 A5는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A6 및 A8은 N이고, 상기 A7은 CR이고, 상기 A5는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소; 페닐기, 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기, 트리아진기 및 피리미딘기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기, 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기, 트리아진기 및 피리미딘기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기, 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기, 트리아진기 및 피리미딘기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 페닐기, 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기, 트리아진기 및 피리미딘기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소; 페닐기, 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기, 트리아진기 및 피리미딘기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 나프틸기; 페닐기로 치환된 포스핀 옥사이드기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 아릴기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 페닐기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기로 치환된 페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 아릴기로 치환된 포스핀옥사이드기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환된 페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 N을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 트리아진기로 치환된 페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 페닐기로 치환된 트리아진기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 피리미딘기로 치환된 페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘기는
Figure pat00010
또는
Figure pat00011
이며, 추가의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 나프틸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 비페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기로 치환된 비페닐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 아릴기로 치환된 포스핀옥사이드기로 치환된 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기로 치환된 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 N 원자를 1개 이상 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R은 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리딘기는
Figure pat00012
,
Figure pat00013
또는
Figure pat00014
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1은 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, R2는 수소이다.
하나의 일 실시상태에 있어서, R3는 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-36 중 어느 하나로 표시된다.
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로환 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-32 중 어느 하나로 표시된다.
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
상기 화학식 1 또는 화학식 2의 헤테로환 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R로 치환된 인데노 피리미디-5-온에 9-(2-브로모페닐)-카바졸 (9-(2-bromophenyl)-carbazole) 을 반응시키고, 폐환반응을 진행하여, 화학식 1-1 내지 1-36뿐만 아니라 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물을 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R로 치환된 인데노 피리미디-5-온에 2-브로모-다이페닐아닐린을 반응시키고, 폐환반응을 진행하여, 화학식 2-1 내지 2-32 뿐만 아니라 화학식 2로 표시되는 헤테로환 화합물을 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물은 탄소를 중심으로 2개의 3환 고리가 축합되거나, 3환 고리와 5환 고리가 축합된 헤테로고리기가 스피로 구조로 결합된 코어 구조를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 치환 또는 비치환된 인데노피리미딘기와 치환 또는 비치환된 아크리딘기가 스피로 구조로 결합된 코어 구조를 포함한다.
상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물은 상기 화학식 1 또는 화학식 2에 표시된 상기 코어 구조에 다양한 치환체를 도입함으로써 유기 발광 소자에서 사용되는 유기물층으로 사용되기에 적합한 특성을 갖는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물의 코어는 스피로 결합을 하는 탄소를 중심으로 2개의 3환 고리가 축합되거나, 3환 고리와 5환 고리가 축합된 헤테로고리기 사이의 컨쥬게이션을 제한한다.
화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드 갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드갭이 작아진다. 전술한 바와 같이, 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물의 코어는 제한된 컨쥬게이션을 포함하고 있으므로, 이는 에너지 밴드 갭이 큰 성질을 갖는다.
본 명세서에서는 상기와 같이 에너지 밴드 갭이 큰 코어 구조의 R, R1 내지 R4의 위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드 갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물은 에너지 밴드갭이 커서 치환기를 도입하여 에너지 밴드 갭의 조절이 용이하다.
또한, 본 명세서에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조의 R, R1 내지 R4의 위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.
따라서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1 또는 화학식 2 의 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 고효율 장수명의 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수용용 물질, 발광층 물질 및 전자 수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 헤테로환 화합물은 적절한 정공 또는 전자 이동도를 갖는다. 따라서, 상기 헤테로환 화합물을 유기 발광 소자에 적용하는 경우, 발광층에서 정공과 전자의 밀도가 균형을 이루도록 하여 엑시톤 형성을 극대화할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 헤테로환 화합물은 인접한 층과의 계면 특성이 우수하여, 소자의 안정성이 높은 이점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 헤테로환 화합물은 유리 전이 온도 (Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
본 명세서는 또한 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 이용하는 유기 발광 소자를 제공한다.
제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 비롯한 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공수송층, 정공주입층, 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 호스트로서 포함하고, 다른 유기 화합물, 금속 또는 금속 화합물을 도판트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층의 호스트로 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 발광층의 호스트로서 포함되고, 유기 화합물, 금속 또는 금속화합물을 도판트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층을 포함하고, 상기 전자주입층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입 및 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 발광층 및/또는 전자수송층에 포함된다.
본 명세서의 유기 발광 소자에서는 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물 대신에 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물에 열경화성 또는 광경화성 작용기를 도입한 화합물을 사용할 수도 있다. 이와 같은 화합물은 전술한 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물의 기본 물성을 유지하는 동시에, 소자의 제작시 용액 도포법에 의하여 박막으로 형성한 후 경화시키는 방법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열 경화성 또는 광 경화성 작용기는 비닐기 또는 아크릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층. 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 구조를 도 1 및 도 2에 예시하였으나, 이들 구조로만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자수송층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7) 및 전자 수송층(8) 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 헤테로환 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 기판은 필요에 따라 광학적 성질 및 물리적 성질을 고려하여 선택될 수 있다. 예컨대, 상기 기판은 투명한 것이 바람직하다. 상기 기판은 단단한 재료가 사용될 수도 있으나, 플라스틱과 같은 유연한 재료로 이루어질 수도 있다.
상기 기판의 재료로는 유리 및 석영판 이외에 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PP (polypropylene), PI(polyimide), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), AS 수지(acrylonitrile styrene copolymer), ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), TAC(Triacetyl cellulose) 및 PAR(polyarylate) 등을 들 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 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.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 명세서에서 사용될 수 있는 양극 물질의 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.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질은 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 프탈로사이아닌 유도체, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 ㅎ화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공저지층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 화학식 1 또는 화학식 2로 대표되는 유기 화합물의 합성방법과 이를 이용한 유기발광소자의 제조는 이하의 실시예 및 비교예에 의하여 더욱 구체적으로 설명된다. 그러나, 이들 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이지 본 명세서의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1>
Figure pat00032
Figure pat00033
[구조식 A-1] [화학식 1-3]
1) 구조식 A-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸 (9-(2-bromophenyl)-carbazole) (20.9g, 62.1mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(24.8ml, 62.1mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78 ℃에서 교반하였다. 2,4-디페닐-인데노[1,2-d]피리미딘-5-온(2,4-diphenyl-indeno[1,2-d]pyrimidine-5-one)(18.9g, 56.4mmol)를 -78 ℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 A-1(15g, 26mmol)를 얻었다.
도 3은 구조식 A-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
2) 화학식 1-3의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 A-1(15g, 26mmol)를 아세트산(200ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 1-3(6.5g, 수율 45%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=560
도 4는 화학식 1-3의 화합물의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
<제조예 2>
Figure pat00034
[구조식 B]
Figure pat00035
[구조식 B-1] [화학식 1-4]
1) 구조식 B-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸 (9-(2-bromophenyl)-carbazole) (20.9g, 62.1mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(24.8ml, 62.1mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78℃에서 교반하였다. 구조식 B (18.9g, 56.4mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 B-1(17.3g, 수율52%)를 얻었다.
2) 화학식 1-4의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 B-1(17.3g, 29.9mmol)를 아세트산(200ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 1-4(5.5g, 수율 33%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=560
<제조예 3>
Figure pat00036
[구조식 C]
Figure pat00037
[구조식 C-1] [화학식 1-1]
1) 구조식 C-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸 (9-(2-bromophenyl)-carbazole) (10g, 31.0mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(12.4ml, 31.0mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78℃에서 교반하였다. 구조식 C (7.3g, 28.2mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 C-1(5.8g, 수율41%)를 얻었다.
2) 화학식 1-1의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 C-1(5.8g, 11.6mmol)를 아세트산(100ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 1-1(2.9g, 수율 52%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=483
<제조예 4>
Figure pat00038
[구조식 D]
Figure pat00039
[구조식 D-1] [화학식 1-2]
1) 구조식 D-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸 (9-(2-bromophenyl)-carbazole) (10g, 31.0mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(12.4ml, 31.0mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78℃에서 교반하였다. 구조식 D (7.3g, 28.2mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 D-1(6.1g, 수율43%)를 얻었다.
2) 화학식 1-2의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 D-1(5.8g, 12.2mmol)를 아세트산(100ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 1-2(2.5g, 수율 45%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=483
<제조예 5>
Figure pat00040
[구조식 E]
Figure pat00041
[구조식 E-1] [화학식 1-13]
1) 구조식 E-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸 (9-(2-bromophenyl)-carbazole) (15g, 46.5mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(18.6ml, 46.5mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78℃에서 교반하였다. 구조식 E(14.9g, 38.8mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 E-1(11.7g, 수율48%)를 얻었다.
2) 화학식 1-13의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 E-1(11.7g, 18.6mmol)를 아세트산(100ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 1-13 (4.1g, 수율 36%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=609
<제조예 6>
Figure pat00042
[구조식 F]
Figure pat00043
[구조식 F-1] [화학식 1-11]
1) 구조식 F-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸(9-(2-bromophenyl)-carbazole) (10g, 31.0mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(12.4ml, 31.0mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78℃에서 교반하였다. 구조식 F(12.5g, 25.8mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 F-1(11.1g, 수율59%)를 얻었다.
2) 화학식 1-11의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 F-1(11.1g, 15.2mmol)를 아세트산(100ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 1-11(5.7g, 수율 53%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=711
<제조예 7>
Figure pat00044
[구조식 G]
Figure pat00045
[구조식 G-1] [화학식 1-19]
1) 구조식 G-1의 제조
9-(2-브로모페닐)-카바졸(9-(2-bromophenyl)-carbazole) (10g, 31.0mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(12.4ml, 31.0mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78℃에서 교반하였다. 구조식 G(13.8g, 25.8mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 G-1(5.2g, 수율26%)를 얻었다.
2) 화학식 1-19의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 G-1(5.2g, 6.7mmol)를 아세트산(50ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 0.1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(200ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 에틸아세테이드와 헥산을 이용하여 재결하여 화학식 1-19(2.8g, 수율 56%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=759
<제조예 8>
Figure pat00046
[구조식 H]
Figure pat00047
[구조식 H-1] [화학식 2-3]
1) 구조식 H-1의 제조
구조식 H(15g, 46.3mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)(200ml)에 녹인 후 -78℃냉각하였다. 2.5M의 n-부틸리튬(n-Bu-Li)(18.5ml, 46.3mmol)을 30분 동안 첨가한 후, 2시간 동안 -78 ℃에서 교반하였다. 2,4-디페닐-인데노[1,2-d]피리미딘-5-온(2,4-diphenyl-indeno[1,2-d]pyrimidine-5-one)(12.9g, 38.6 mmol)를 -78℃에서 첨가한 후 상온으로 승온하고 염화 암모늄 수용액(aq.NH4Cl)로 반응을 퀀칭 (quenching)하였다. 유기층을 분리한 후 농축하고 크로마토그래피로 정제하여 구조식 H-1(14.1g, 수율63%)를 얻었다.
2) 화학식 2-3의 제조
상기 반응에서 얻은 구조식 H-1(14.1g, 24.3mmol)를 아세트산(150ml)에 녹인 후, 진한 황산(H2SO4) 1g을 첨가하였다. 24시간 환류한 후 상온으로 냉각하였다. 물(H2O)(500ml)를 첨가하여 고체를 생성하였다. 여과 후 고체를 크로마토그래피로 정제하여 화학식 2-3 (6.4g, 수율 47%)를 얻었다.
MS:[M+H]+=561
< 실시예 1> 발광층
ITO(indium tin oxide)가 500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene; HAT)를 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
[HAT] [NPB]
Figure pat00048
Figure pat00049
상기 정공 주입층 위에 상기 화학식의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB) (250Å), 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(HAT) (50Å) 및 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노] 비페닐(NPB) (400Å)을 순차적으로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 위에 막 두께 300Å으로 상기 제조한 화학식 1-3의 화합물과 아래와 같은 도펀트 화합물 GD를 10:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
[GD] [ET-A] [LiQ]
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
상기 발광층 위에 전자수송층물질로써 상기 화학식 ET-A의 화합물과 상기 화학식 LiQ(Lithium Quinalate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 15Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 ~ 5 × 10-8 torr를 유지하여, 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 2> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 1-4의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 3> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 1-1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 4> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 1-2의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 5> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 1-13의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 6> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 1-11의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 7> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 1-19의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 실시예 8> 발광층
상기 실시예 1의 화학식 1-3의 화합물 대신, 상기 제조한 화학식 2-3의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
< 비교예 1>
상기 실시예 1의 화학식 1-9의 화합물 대신, 하기 화학식 GH-A의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 유기 발광소자를 제작하였다.
[GH-A]
Figure pat00053
상기 실시예 및 비교예 1에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류(10 mA/cm2)를 인가하였을 때, 하기 표 1의 결과를 얻었다.
화합물 전압
(V)		 효율
(cd/A)
실시예 1 화학식 1-3 4.65 67.5
실시예 2 화학식 1-4 4.80 69.2
실시예 3 화학식 1-1 4.93 58.6
실시예 4 화학식 1-2 4.95 57.7
실시예 5 화학식 1-13 4.21 40.6
실시예 6 화학식 1-11 4.60 67.7
실시예 7 화학식 1-19 4.10 58.3
실시예 8 화학식 2-3 4.10 65.2
비교예 1 GH-A 6.12 15.26
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 신규한 화합물은 유기 발광소자를 비롯한 유기 전자소자의 발광층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 이용한 유기 발광소자를 비롯한 유기 전자소자는 효율, 구동전압, 안정성 등에서 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 특히, 구동전압을 하강시키고, 효율 상승을 유도하여 소비전력을 개선시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 헤테로환 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00054

    [화학식 2]
    Figure pat00055

    화학식 1 및 2에 있어서,
    a는 0 내지 7의 정수이며,
    b는 0 내지 4의 정수이고,
    c는 0 내지 8의 정수이며,
    d는 0 내지 5의 정수이고,
    A1 내지 A8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR 또는 N 이며, 단, A1 내지 A8 중 N은 2개 이상이고,
    R 및 R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아마이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 A5 내지 A8 중 N이 2개 이상인 것인 헤테로환 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    A5 및 A7 은 N이고, A6 및 A8 은 CR이거나,
    A6 및 A8은 N이고, A5 및 A7은 CR인 것인 헤테로환 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    R은 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기인 것인 헤테로환 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    R은 수소; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기인 것인 헤테로환 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-36 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로환 화합물.
    Figure pat00056

    Figure pat00057

    Figure pat00058

    Figure pat00059

    Figure pat00060

    Figure pat00061

    Figure pat00062

    Figure pat00063

    Figure pat00064
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 헤테로환 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-32 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로환 화합물.
    Figure pat00065

    Figure pat00066

    Figure pat00067

    Figure pat00068

    Figure pat00069

    Figure pat00070

    Figure pat00071

    Figure pat00072
  8. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 비롯한 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자에 로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층, 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공수송층, 정공주입층, 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 전자주입층을 포함하고, 상기 전자주입층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 발광층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 상기 헤테로환 화합물 또는 상기 헤테로환 화합물에 열 경화성 또는 광 경화성 작용기가 도입된 화합물을 호스트로서 포함하고, 다른 유기 화합물, 금속 또는 금속 화합물을 도판트로 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 열 경화성 또는 광 경화성 작용기는 비닐기 또는 아크릴기인 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층. 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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