KR20150017260A - 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

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KR20150017260A
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권혁준
전상영
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안지연
김형석
김동헌
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Abstract

본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.

Description

헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자{HETEROCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.
유기 전자 소자란 정공 및/또는 전자를 이용한 전극과 유기물 사이에서의 전하 교류를 필요로 하는 소자를 의미한다. 유기 전자 소자는 동작 원리에 따라 하기와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 외부의 광원으로부터 소자로 유입된 광자에 의하여 유기물층에서 엑시톤(exiton)이 형성되고 이 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되고, 이 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되어 전류원(전압원)으로 사용되는 형태의 전기소자이다. 둘째는 2개 이상의 전극에 전압 또는 전류를 가하여 전극과 계면을 이루는 유기물 반도체에 정공 및/또는 전자를 주입하고, 주입된 전자와 정공에 의하여 동작하는 형태의 전자소자이다.
유기 전자 소자의 예로는 유기 발광 소자, 유기 태양전지, 유기 트랜지스터 등이 있으며, 이들은 모두 소자의 구동을 위하여 정공의 주입 또는 수송 물질, 전자의 주입 또는 수송 물질, 또는 발광 물질을 필요로 한다. 이하에서는 주로 유기발광소자에 대하여 구체적으로 설명하지만, 상기 유기 전자 소자들에서는 정공의 주입 또는 수송 물질, 전자의 주입 또는 수송 물질, 또는 발광 물질이 유사한 원리로 작용한다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 이와 같은 재료 개발의 필요성은 전술한 다른 유기 전자 소자에서도 마찬가지이다.
J.Org. Chem., 2010, 75(3), 992-994 Org. Lett., 2012, 14, 4754-4757
본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에 있어서,
X1 내지 X4은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR 또는 3가의 헤테로 원자이고,
Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR' 또는 3가의 헤테로 원자이며,
R, R' 및 R" 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 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 이민기;치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족 헤테로 또는 방향족 헤테로의 축합고리를 형성하거나 스피로 결합을 형성하고,
L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 2가의 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이며,
Ar은 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 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 이민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 실시상태들에 따른 헤테로환 화합물은 적절한 에너지 준위를 가지고, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수하다. 따라서, 상기 화합물을 포함하는 유기 전자 소자는 높은 효율 및/또는 높은 구동 안정성을 제공한다.
도 1 내지 5는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조를 예시한 단면도이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물을 제공한다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 티올기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 실릴기; 아릴알케닐기; 아릴기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴기; 카바졸기; 아릴기; 플루오레닐기; 아릴알킬기; 아릴알케닐기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
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 pat00002
본 명세서에 있어서, 이민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00003
본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 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 pat00004
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 상기 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
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, 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 25인 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, 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, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있으며, 탄소수 1 내지 25의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환되는 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서 내에서의 아릴기는 방향족고리를 의미할 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 스틸베닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조이다.
상기 플루오레닐기는 열린 플루오레닐기의 구조를 포함하며, 여기서 열린 플루오레닐기는 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조에서 한쪽 고리 화합물의 연결이 끊어진 상태의 구조이다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
및
Figure pat00010
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 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, 아릴아민기의 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.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기는 이종원자로 O, N 및 S중 1개 이상을 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, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것을 의미한다. 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기는 X1과 X2, X2와 X3, X3와 X4, Y1과 Y2, Y2와 Y3 및 Y3와 Y4의 각각의 치환기를 의미한다.
본 명세서에서 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족 헤테로 또는 방향족 헤테로의 축합고리를 형성하는 것은 X1 내지 X4 및 Y1 내지 Y4의 각 치환기가 결합을 형성하여, 5원 내지 7원의 지방족의 축합고리, 5원 내지 7원의 방향족의 축합고리, 이종원자로 O, N 및 S중 1개 이상을 포함하는 5원 내지 7원의 지방족 헤테로의 축합고리, 이종원자로 O, N 및 S중 1개 이상을 포함하는 5원 내지 7원의 방향족 헤테로의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 스피로 결합은 2개의 고리 유기 화합물이 1개의 원자와 연결된 구조를 의미하고, 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조에서 한쪽 고리 화합물의 연결이 끊어진 상태의 구조를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X4은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR 또는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR' 또는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR이다. 상기 R은 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR'이다. 상기 R'은 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 내지 Y4 중 적어도 하나는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 2가의 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이다. 이 경우, 유기 물질의 증착 공정에서 탈수소 현상이 일어나 활성 라디컬(active radical)이 생성되어, 부반응물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 하기 화학식 1-2로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure pat00011
[화학식 1-2]
Figure pat00012
화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
X1 내지 X4, Y1 내지 Y4, R" 및 Ar은 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 Ar의 정의와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4는 CR이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 CR'이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y2는 CR'이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y3는 CR'이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y4는 CR'이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R'는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 아릴기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페닐기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 나프틸기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 알킬기로 치환된 플루오레닐기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 헤테로고리기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 디벤조티오펜으로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 디벤조퓨란으로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 벤조이미다졸페난트리딘기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 트리아진기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페닐기로 치환된 트리아진기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 나프틸기로 치환된 트리아진기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 카바졸기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 카바졸기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페닐기로 치환된 카바졸기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 피리미딘기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페닐기로 치환된 피리미딘기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 안트라세닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R'는 안트라세닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페닐기로 치환된 안트라세닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 바이페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 트리페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 플루오란텐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 페난트릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 크라이세닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 벤조이미다졸페난트리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 하기 치환기 중 어느 하나로 표시된다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1-1 내지 1-1-48, 1-2-1 내지 1-2-32 및 1-3-1 내지 1-3-32 중 어느 하나로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1-1 내지 1-1-48 중 어느 하나로 표시된다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-2-1 내지 1-2-32 중 어느 하나로 표시된다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-3-1 내지 1-3-32 중 어느 하나로 표시된다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1-1 내지 2-1-48 중 어느 하나이다.
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본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y4는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1-1 내지 3-1-48 중 어느 하나이다.
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상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
Figure pat00087
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 X1 내지 X4를 포함하는 함질소 헤테로환 화합물에 -L-Ar을 치환하여, 화합물 A를 제조한다. 화합물 A에 니트로기가 치환된 Y1 내지 Y4를 포함하는 6원 고리를 치환하여, 화합물 B를 제조한다. 상기 니트로기가 폐환 반응을 통하여 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화화합물이 제조된다.
상기와 같은 제조 방법으로 화학식 1-1-1 내지 1-1-48, 1-2-1 내지 1-2-32, 1-3-1 내지 1-3-32, 2-1-1 내지 2-1-48 및 3-1-1 내지 3-1-48로 표시되는 화합물 외에 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물을 제조할 수 있다.
본 명세서는 또한 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전자 소자는 제1 전극과 제2 전극 및 이 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 태양 전지, 및 유기 트랜지스터로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 발광층을 포함하는 1층 이상으로 이루어진 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 정공주입층, 정공수송층 또는 정공주입 과 정공수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 5에 예시되어 있다.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 주입층(3), 정공 수송층(4) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 3에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 정공 수송층(4), 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 4에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)에 포함될 수 있다.
도 5에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층(5)에 포함될 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 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 전자 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 전자 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전자 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 전자 소자일 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 전자 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 전자 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 헤테로환 화합물은 유기 전자 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.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 태양 전지일 수 있다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 제1 전극; 제 2전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 태양 전지로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주개(electron donor) 및 전자 받개(electron acceptor)를 포함하고, 상기 전자주개 또는 전자 받개는 상기 헤테로환 화합물을 포함한다.
본 명세서의 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지가 외부 광원으로부터 광자를 받으면 전자 주개와 전자 받개 사이에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 정공은 전자 도너층을 통하여 양극으로 수송된다.
본 명세서의 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 부가적인 유기물층을 더 포함할 수 있다. 상기 유기 태양 전지는 여러 기능을 동시에 갖는 유기물을 사용하여 유기물층의 수를 감소시킬 수 있다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 트랜지스터일 수 있다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 소스, 드레인, 게이트 및 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 트랜지스터로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 트랜지스터는 전하발생층을 포함할 수 있고, 상기 전하발생층은 상기 헤테로환 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 트랜지스터는 절연층을 포함할 수 있고, 상기 절연층은 기판과 게이트 위에 위치할 수 있다.
상기 유기 전자 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
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(polyethyleneterephthalate), 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 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 화합물로는 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 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. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
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.
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 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1-1> 중간체 A, B, C 및 D의 제조
Figure pat00088
[중간체 A]
인용문헌인 J. Org . Chem . 2008, 73, 5529~5535에 명시된 방법으로 인돌(CAS# 120-72-9) 20g과 브로모벤젠(CAS# 108-86-1) 21.6ml를 톨루엔 150ml에 녹인 다음 탄산칼륨(CAS# 584-08-7) 70g, 팔라듐아세테이트(Pd(OAC)2) (CAS# 3375-31-3) 1.92g과 트리페닐포스핀(CAS# 603-35-0)을 넣고 질소분위기에서 24시간동안 가열환류 시킨다. 반응 종료후 용매를 감압 증류로 제거한 뒤 CHCl3로 추출하고 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 필터(filter) 후 농축시긴 다음 헥산(hexane) 용매에서 재결정하여 중간체 A 22.4g(68.0%)로 백색 고체상으로 얻었다. Rf(n-hex:EA=9:1)=0.13
MS:[M+H]=194
[중간체 B]
인용문헌 Chem . Pharm , Bull . 2008, 56, 720~722의 제법과 동일한 방법으로 얻은 중간체 A 20g과 1-플루오로-2-니트로벤젠 (1-fluoro-2-nitrobenzene) (CAS# 1493-27-2) 10ml를 DMSO(dimethyl sulfoxide, 디메틸술폭사이드, CAS# 67-68-5) 30ml에 녹여 탄산세슘(Cs2CO3, 534-17-8) 62g을 40도 대기 조건에서 2시간동안 반응시켰다. 반응 종결 후 물 1.5L에 반응물을 넣고 생성된 침전물을 여과한 다음 CHCl3로 추출하여 무수 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 여과 농축한 다음 중간체 B를 에틸 아세테이트(ethyl acetate)와 헥산(Hexane) 용매에서 재결정하여 28g(92%)의 황색고체를 얻었다. Rf(n-hex:EA=9:1)=0.21
MS:[M]+=314
[중간체 C]
중간체 B 14g을 에탄올(EtOH) 100ml에 녹이고 소듐디티오나이트(Na2S2O4 (sodium dithionite, CAS# 7775-14-6)) 39g을 물 100ml에 녹여 반응물 B 용액에 첨가한 뒤 2시간 동안 가열환류 시켜준다. 반응 종결 후 반응중간 생성된 침전물을 여과하여 제거한 뒤 여액을 로터리 증발기(rotary evaporartor)로 농축 시키고 농축된 여액을 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)로 추출, 무수 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 여과, 농축하고 컬럼(column)정제를 하여 중간체 C를 미색액체로 12g(94%) 얻었다. MS [M+H]=285
[중간체 D]
중간체 C 12g과 벤조일 클로라이드(benzoyl chloride (CAS# 98-88-4)) 5.1ml를 클로로포름(CHCl3)에 녹이고 탄산칼륨 8.8g을 넣고 16시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 종결 후 용매를 농축시킨 뒤 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)로 추출한 뒤 무수 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 여과 농축하고 에탄올(EtOH)에서 재결정하여 백색고체인 중간체 D를 12 g(75.4%)을 얻었다.
MS [M]+=467
< 실시예 1-2> 중간체 C, D 및 F의 제조
Figure pat00089
중간체 C 중간체 D 중간체 F
[중간체 E-p]
중간체 C 10g과 4-브로모벤조일 클로라이드(4-bromobenzoyl chloride (CAS# 586-75-4)) 8g를 반응물 D의 합성과 동일하게 하고 에탄올(EtOH)에서 재결정하여 백색고체인 중간체 E-p를 12 g(71.3%)을 얻었다.
Figure pat00090
MS [M]+=467
[중간체 E-m]
중간체 C 10g과 3-브로모벤조일 클로라이드(3-bromobenzoyl chloride (CAS# 1711-09-7)) 5.0ml를 중간체 D의 합성과 동일하게 하고 에탄올(EtOH)에서 재결정하여 백색고체인 중간체 E-m를 11 g(69.8%)을 얻었다.
Figure pat00091
MS [M]+=467
[중간체 F-p]
중간체 E-p 12g을 화학식 1-1-1과 동일한 Bischler-Napieralski 반응 조건으로 하여 에탄올(EtOH)에서 재결정하여 주황색 고체인 중간체 F-p를 6.6 g(57.4%)을 얻었다.
Figure pat00092
MS [M]+=449
[중간체 F-m]
중간체 E-m 11g을 화학식 1-1-1과 동일한 Bischler-Napieralski 반응 조건으로 하여 에탄올(EtOH)에서 재결정하여 주황색 고체인 중간체 F-m를 6.2 g(58.9%)을 얻었다.
Figure pat00093
MS [M]+=449
< 실시예 1-3> 중간체 G, H, I 및 J의 제조
Figure pat00094
중간체 G 중간체 H 중간체 I 중간체 J
[중간체 G]
인용문헌 Org . Syn . Col . 1963, 4, 539에 명시한 Vilsmeier-Hacck reactio과 동일한 방법으로 포스포러스옥시클로라이드 (POCl3 (Phosphorous oxychloride, CAS# 10025-87-3)) 11ml를 0oC 디메틸포름아미드(DMF) 70ml에 넣고 30분간 교반한 다음 인돌(indole(CAS# 120-72-9)) 15g를 디메틸포름아미드(DMF) 100ml에 녹여 포스포러스옥시클로라이드(POCl3) 용액에 30분간 0oC조건에서 적가한다. 이 반응용액에 같은 온도 조건에서 NaOH(수산화나트륨, CSA# 1310-73-2) 15g을 넣은 뒤 45~50oC로 승온하여 3시간 정도 교반한다. 반응 종결 후 얼음물에 반응용액을 붓고 에틸아세테이트(ethyl acetate)로 추출, 무수 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 여과 농축한 다음 중간체 G를 에탄올(EtOH)용매에서 재결정하여 17g(91.5%)의 미색고체를 얻었다.
MS:[M]+=145
[중간체 H]
[중간체 H- Me ]
합성한 중간체 G 10g과 n-메틸페닐렌디아민(n-methylphenylenediamine(CAS# 4760-34-3)) 8.6ml를 에탄올(EtOH) 70ml에 넣고 소듐메타바이설파이트(Na2S2O5 (sodium metabisulfite, CAS# 7681-57-4)) 17g을 물 70ml에 녹여 반응 용액에 적가하고 8시간동안 가열 환류시켜준다. 반응 종결 후 과량의 물을 넣어 침전물을 생성시킨 후 생성된 침전물을 클로로포름(CHCl3) 로 추출 무수 황산마그네슘(MgSO4) 로 수분제거, 여과 농축한 다음 에탄올(EtOH) 에서 재결정하여 중간체 H-Me을 갈색고체 10.8g(63.2%)로 얻었다.
Figure pat00095
MS [M]+=247
[중간체 H- Ph ]
합성한 중간체 G 10g과 n-페닐페닐렌디아민(n-phenylphenylenediamine(CAS# 101-54-2)) 14g을 앞선 중간체 H-Me와 동일한 방법으로 하여 중간체 H-Ph를 갈색고체 11g(51.4%)로 얻었다.
Figure pat00096
MS [M]+=309
[중간체 I]
[중간체 I- Me ]
중간체 B와 같은 방법으로 하여 중간체 H-Me 5g를 이용해서 중간체 I-Me를 5.4g(72.4%)얻었다.
Figure pat00097
MS:[M]+=368
[중간체 I- Ph ]
중간체 B와 같은 방법으로 하여 중간체 H-Ph 5g를 이용해서 중간체 I-Ph를 3.0g(43.7%)얻었다.
Figure pat00098
MS: [M]+=430
[중간체 J]
[중간체 J- Me ]
중간체 C와 같은 방법으로 하여 중간체 I-Me 5g를 이용해서 중간체 J-Me를 3.7g(81.1%)얻었다.
Figure pat00099
MS:[M+H}=339
[중간체 J- Ph ]
중간체 C와 같은 방법으로 하여 중간체 I-Ph 5g를 이용해서 중간체 J-Ph를 3.0g(64.2%)얻었다.
Figure pat00100
MS:[M+H]=401
< 실시예 1-4> 중간체 N 및 O의 제조
Figure pat00101
중간체 N 중간체 O
[중간체 N]
중간체 J를 중간체 E 합성법과 동일하게 하여 중간체 N을 합성했다.
Figure pat00102
중간체 N- Me -p 중간체 N- Me -m 중간체 N- Ph -p 중간체 N- Ph -m
75.2% 73.8% 65.3% 61.8%
MS [M]+= 520 520 582 582
[중간체 O]
중간체 N를 중간체 F 합성법과 동일하게 하여 중간체 O을 합성했다
Figure pat00103
중간체 O- Me -p 중간체 O- Me -m 중간체 O- Ph -p 중간체 O- Ph -m
62.7% 65.1% 49.6% 50.1%
MS [M]+= 502 502 565 565
< 실시예 1> 화학식 1-1-1의 제조
Figure pat00104
[화학식 1-1-1]
중간체 D 12g를 포스포러스옥시클로라이드(POCl3(CAS# 10025-87-3))10ml에 넣고 5시간동안 가열환류 시킨 뒤 반응 용액을 아이스 배스(ice bath)에 부어 휘석시키고 탄산칼륨으로 중화시킨다. 중화가 완료되면 클로로포름(CHCl3)으로 추출하고 무수 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 여과, 농축한 뒤 에탄올(EtOH)에서 재결정해 진한 노란색 고체 화학식 1-1-1 9.7g(84.7%)로 얻었다.
< 실시예 2> 화학식 1-1-20의 제조
[화학식 1-1-20]의 합성
Figure pat00105
기 합성한 중간체 F-m 6g와 디벤조티오펜-4-보론산(dibenzothiophene-4-boronic acid) (CAS# 2786-08-5) 3.7g을 스즈끼 커플링(Suzuki coupling)조건하에 반응시켜 화학식 1-1-20 5.7g(78.2%)을 얻었다.
MS [M]+= 552
< 실시예 3> 화학식 1-1-33의 제조
[화학식 1-1-33]의 합성
Figure pat00106
중간체 F-p 중간체 F-p- boronate 화학식 1-1-33
기 합성한 중간체 F-p 10g을 비스(피나콜라토)디보론(Bis(pinacolato)diboron (CAS# 73183-34-3)) 6.8g, KOAc(초산칼륨, CAS# 127-08-2) 6.6g을 1,4-디옥산(1,4-dioxane)에 녹인 후 30분정도 가열교반 시킨다. [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센 디클로로팔라듐(II) ([1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II) (CAS# 72287-26-4)) 0.50g을 넣고 4시간 더 가열교반 시킨다. 반응 종료 후 반응 용액을 과량의 물에 붓고 생성된 침전물을 여과, 클로로포름(CHCl3)에 추출 무수 황산마그네슘(MgSO4)로 수분제거, 여과 농축한 다음 에탄올(EtOH)에서 재결정하여 중간체 F-m-boronate을 7.9g(71.6%)로 얻었다.
합성된 보로네이트(boronate) 7.9g와 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진(2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (CAS# 3842-55-5)) 3.5g을 스즈키 커플링(Suzuki coupling) 조건하에 반응하여 화학식 1-1-33 6.3g(79.4%)를 얻었다.
MS [M]+=601
< 실시예 4> 화학식 1-1-42의 제조
[화학식 1-1-42]의 합성
Figure pat00107
기 합성한 중간체 F-m 6.3g을 카바졸(carbazole (CAS# 86-74-8))을 넣고 Buchwald-Hartwig 조건에서 2시간동안 반응시켜 화학식 1-1-42 5.8g 76.7%)를 얻었다.
MS [M+H]=537
< 실시예 5> 화학식 1-2-1의 제조
[화학식 1-2-1]의 합성
Figure pat00108
화학식 1-1-1의 합성방법과 동일한 제법으로 화학식 1-2-1을 합성했다. (73.7%)
MS [M]+=424
< 실시예 6> 화학식 1-2-5의 제조
[화학식 1-2-5]의 합성
Figure pat00109
기 합성한 O-Me-p를 페닐보론산(Phenylboronic acid(CAS# 98-80-6))과 스즈키(Suzuki) 반응하여 화학식 1-2-5를 얻었다. (80.3%)
MS [M]+=500
< 실시예 7> 화학식 1-2-22의 제조
[화학식 1-2-22]의 합성
Figure pat00110
화학식 1-1-33 제법과 동일한 방법으로 중간체 O-Me-m를 이용하여 화학식 1-2-22을 합성했다. (71.9%)
MS [M]+=606
< 실시예 8> 화학식 1-2-27의 제조
[화학식 1-2-27]의 합성
Figure pat00111
중간체 O-Me-p와 N-페닐카바졸-3-보론산(N-Phenylcarbazole-3-boronic acid (CAS# 854952-58-2))와 Suzuki 반응하여 화학식 1-2-27을 합성했다. (73.5%)
MS [M]+=665
< 실시예 9> 화학식 1-3-1의 합성
[화학식 1-3-1]의 합성
Figure pat00112
화학식 1-1-1의 합성방법과 동일한 제법으로 화학식 1-2-1을 합성했다. (50.3%)
MS [M]+=486
< 실시예 10> 화학식 1-3-21의 제조
[화학식 1-3-21]의 합성
Figure pat00113
중간체 O-Ph-m과 디벤조퓨란-4-보론산(dibenzofuran-4-boronic acid (CAS# 100124-06-9))를 스즈키(Suzuki)반응을 통해 화학식 1-3-21을 합성했다. (76.1%)
MS [M]+=652
< 실시예 11> 화학식 2-1-1의 제조
[화학식 2-1-1]의 합성
Figure pat00114
중간체 p
화학식 1-1-1의 제법과 동일하게 1H-피롤로[2,3-b]피리딘(1H-pyrrolo[2,3-b]pyridine (CAS# 271-63-6))을 선도물질로 해서 중간체 p화합물을 합성했다.
MS [M+H]=286
[화학식 2-1-1]
Figure pat00115
<실시예1>과 동일한 방법으로 화학식 2-1-1을 합성했다. (48.3%)
MS [M]+=371
< 실시예 12> 화학식 2-1-44의 제조
[화학식 2-1-44]의 합성
Figure pat00116
중간체 Q-p 중간체 R-p 화학식 2-1-44
<실시예2>의 제법과 동일하게 하여 중간체 R-p를 합성하고 합성된 R-p를 N-페닐카바졸-2-보론산(N-phenylcarbazole-2-boronic acid)과 스즈키(Suzuki) 반응을 하여 화학식 2-1-44를 합성했다.
중간체 Q-p MS [M]+=468
중간체 R-p MS [M]+=450
화학식 2-1-44 ms [M]+=612
< 실시예 13> 화학식 3-1-1의 제조
[화학식 3-1-1]의 합성
Figure pat00117
중간체 S
기 합성한 화학식 1-1-1과 동일한 방법으로 3-플루오로-2-니트로피리딘(3-fluoro-2-nitropyridine(CAS# 54231-35-5))를 이용해서 중간체 S를 합성했다.
MS [M+H]=285
Figure pat00118
중간체 S를 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 화학식 3-1-1을 합성했다. (43.4%)
MS [M+H]=372
< 실시예 14> 화학식 3-1-20의 제조
[화학식 3-1-20]의 합성
Figure pat00119
중간체 T-m 중간체 U-m 화학식 3-1-20
<실시예2>의 제법과 동일하게 하여 중간체 U-m를 합성하고 합성된 U-m를 디벤조티오펜-4-보론산(dibenzothiophene-4-boronic acid (CAS# 2786-08-5))과 스즈키(Suzuki) 반응을 하여 화학식 3-1-20를 합성했다.
중간체 T-m MS [M]+=467
중간체 U-m MS [M]+=450
화학식 3-1-20 ms [M]+=554
1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 음극

Claims (25)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00120

    화학식 1에 있어서,
    X1 내지 X4은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR 또는 3가의 헤테로 원자이고,
    Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR' 또는 3가의 헤테로 원자이며,
    R, R' 및 R" 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 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; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족 헤테로 또는 방향족 헤테로의 축합고리를 형성하거나 스피로 결합을 형성하고,
    L은 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 2가의 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이며,
    Ar은 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 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; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 또는 지방족의 헤테로고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR이고,
    R은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일한 것인 헤테로환 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR' 이고,
    R'은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일한 것인 헤테로환 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 X1 내지 X4 중 적어도 하나는 N인 것인 헤테로환 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 Y1 내지 Y4 중 적어도 하나는 N 인 것인 헤테로환 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸기인 것인 헤테로환 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar은 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기인 것인 헤테로환 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 R"는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기인 것인 헤테로환 화합물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 R"는 하기 치환기 중 어느 하나인 것인 헤테로환 화합물:
    Figure pat00121

    Figure pat00122

    Figure pat00123

    Figure pat00124

    .
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물은 1-1-1 내지 1-1-48, 1-2-1 내지 1-2-32 및 1-3-1 내지 1-3-32 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로환 화합물.
    Figure pat00125

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    Figure pat00162
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 화합물은 2-1-1 내지 2-1-48 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로환 화합물.
    Figure pat00163

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  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로환 3-1-1 내지 3-1-48 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로환 화합물.
    Figure pat00179

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    Figure pat00194
  13. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서,
    상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 유기 전자 소자는 유기 태양 전지, 유기 발광 소자 또는 유기트랜지스터인 것인 유기 전자 소자.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 유기 전자 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고,
    상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 발광층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층을 포함하고,
    상기 정공주입층, 정공수송층 또는 정공주입과 정공수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 유기 전자 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 유기 전자 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 태양 전지로서,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고,
    상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 광활성층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 주개 및 전자 받개를 포함하고,
    상기 전자 주개 또는 전자 받개는 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 유기 전자 소자.
  24. 청구항 13에 있어서,
    상기 유기 전자 소자는 소스, 드레인, 게이트 및 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 트랜지스터로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 유기물층은 전하 발생층을 포함하고, 상기 전하 발생층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
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