KR20210083509A - 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 - Google Patents

헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 출원은 헤테로고리 화합물 및 상기 헤테로고리 화합물이 유기물층에 함유되어 있는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 {HETEROCYCLIC COMPOUND, ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING SAME AND COMPOSITION FOR ORGANIC LAYER OF ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물에 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, 정공주입, 정공수송, 전자차단, 정공차단, 전자수송, 전자주입 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 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
X는 O; 또는 S이고,
N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기이고,
Rp는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기이고,
a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태는, 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
마지막으로 본 출원의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
본 명세서에 기재된 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기 발광 소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기물층에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층 구조를 예시적으로 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
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 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 실릴기; 포스핀옥사이드기; 및 아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다.
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, 터페닐기, 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 같거나 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 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일수 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.
본 명세서에 있어서, 상기 스피로기는 스피로 구조를 포함하는 기로서, 탄소수 15 내지 60일 수 있다. 예컨대, 상기 스피로기는 플루오레닐기에 2,3-디히드로-1H-인덴기 또는 시클로헥산기가 스피로 결합된 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하기 스피로기는 하기 구조식의 기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure pat00002
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, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에 있어서,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
X는 O; 또는 S이고,
N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기이고,
Rp는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기이고,
a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 상기 N-het가 링커 없이 연결되어, 적절한 분자량과 밴드갭을 갖는다. 이러한 화합물을 유기 발광 소자의 발광층에 사용할 경우, 전자와 정공의 유실을 막아, 효과적인 전자와 정공의 재결합 되는 영역(recombination zone)의 형성을 돕게 된다. 이처럼 재결합 효율이 증가하면, 전류 효율이 증가하므로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자 내 유기 물질로 사용할 경우 유기 발광 소자의 높은 효율 및 수명 증가를 기대할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00004
[화학식 1-2]
Figure pat00005
[화학식 1-3]
Figure pat00006
상기 화학식 1-1 내지 1-3에서 각 치환기의 정의는 화학식 1과 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 X는 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 3개 이하로 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 3개 이하로 포함하는 단환 또는 다환의 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 하기 화학식 A로 표시될 수 있다.
[화학식 A]
Figure pat00007
상기 화학식 A에서,
*는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
Y1 내지 Y5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고, Y1 내지 Y5 중 적어도 1 이상은 N이며, CRa가 2 이상일 경우, 각각의 Ra는 서로 같거나 상이하며,
상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-7 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 A-1]
Figure pat00008
[화학식 A-2]
Figure pat00009
[화학식 A-3]
Figure pat00010
[화학식 A-4]
Figure pat00011
[화학식 A-5]
Figure pat00012
[화학식 A-6]
Figure pat00013
[화학식 A-7]
Figure pat00014
상기 화학식 A-1 내지 A-7에 있어서,
*는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
Z1 내지 Z16는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z1 내지 Z3 중 적어도 1 이상은 N이며, Z4 내지 Z6 중 적어도 1 이상은 N이며, Z7 및 Z8 중 적어도 1 이상은 N이며, Z9 및 Z10 중 적어도 1 이상은 N이며, Z11 및 Z12 중 적어도 1 이상은 N이며, Z13 및 Z14 중 적어도 1 이상은 N이고, Z15 및 Z16 중 적어도 1 이상은 N이고,
L1 내지 L9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S이고,
q1 내지 q9은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, 상기 q1 내지 q9이 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하고,
r1 내지 r4는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, r5 내지 r9은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이며, 상기 r1 내지 q9이 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1의 Z1 내지 Z3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z1 내지 Z3 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z1은 N이고, Z2 및 Z3는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z2는 N이고, Z1 및 Z3는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z3는 N이고, Z1 및 Z2는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z1은 CH이고, Z2 및 Z3는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z2는 CH이고, Z1 및 Z3는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z3는 CH이고, Z1 및 Z2는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z1 내지 Z3는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-2의 Z4 내지 Z6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z4 내지 Z6 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z4은 N이고, Z5 및 Z6은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z5는 N이고, Z4 및 Z6은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z6는 N이고, Z4 및 Z5는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z4은 CH이고, Z5 및 Z6은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z5는 CH이고, Z4 및 Z6은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z6는 CH이고, Z4 및 Z5는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z4 내지 Z6는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-3의 Z7 및 Z8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z7 및 Z8 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z7은 N이고, Z8은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z8은 N이고, Z7은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z7 및 Z8은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-4의 Z9 및 Z10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z9 및 Z10 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z9는 N이고, Z10은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z10은 N이고, Z9는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z9 및 Z10은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-5의 Z11 및 Z12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z11 및 Z12 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z11은 N이고, Z12는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z12은 N이고, Z11은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z11 및 Z12는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-6의 Z13 및 Z14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z13 및 Z14 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z13은 N이고, Z14는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z14는 N이고, Z13은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z13 및 Z14는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-7의 Z15 및 Z16는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z15 및 Z16 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z15은 N이고, Z16는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z16는 N이고, Z15은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z15 및 Z16는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 L1 내지 L9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L5는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L5는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L5는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L6는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L6는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L6는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L7는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L7는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L7는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L8는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L8는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L8는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L9는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L9는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L9는 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-5 내지 A-7의 X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2은 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 q1 내지 q9은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, 상기 q1 내지 q9이 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 트리페닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 카바졸릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 r1 내지 r4는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, r5 내지 r8은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이며, 상기 r1 내지 r9이 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, 피리딜기; 피리미딜기; 피리다지닐기; 피라졸릴기; 트리아지닐기; 퀴놀릴기; 이소퀴놀릴기; 퀴나졸리닐기; 이소퀴나졸리닐기; 퀴노졸리릴기; 나프티리딜기; 벤조티아졸기; 또는 벤조[4,5]티에노[2,3-d]피리미딘기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
상기 화학식 1의 Ar이 아민기인 화합물의 경우 더욱 강한 도너 특성을 가지기 때문에 이를 유기 발광 소자의 유기물층에 사용하는 경우, 홀 주입을 더욱 도움으로 인하여 도판트의 홀 트랩 현상을 해소시키기 때문에 유기 발광 소자의 효율을 더욱 개선시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 Ar이 아민기인 화합물의 경우, 더 낮은 HOMO 및 LUMO 레벨을 가지기 때문에, 상기 화학식 1의 Ar이 아릴기 또는 헤테로아릴기인 화합물과 같이 유기 발광 소자의 유기물층에 사용할 경우 exciplex 형성에 유리한 에너지 준위 차이를 가짐으로써, 유기 발광 소자의 효율과 수명을 더욱 개선시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 하기 화학식 B로 표시되는 기일 수 있다.
[화학식 B]
Figure pat00015
상기 화학식 B에서,
L11 및 L12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성하고,
m 및 n은 각각 0 또는 1이고,
Figure pat00016
는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1 내지 B-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 B-1]
Figure pat00017
[화학식 B-2]
Figure pat00018
[화학식 B-3]
Figure pat00019
[화학식 B-4]
Figure pat00020
[화학식 B-5]
Figure pat00021
상기 화학식 B-1 내지 B-5에서,
L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이고,
R20 내지 R26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고,
X11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이며,
c 및 d는 각각 0 또는 1이고,
Figure pat00022
는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 또는 나프틸렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13은 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13은 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13은 바이페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L13은 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L14는 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L14는 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L14는 바이페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L14는 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기 및 메틸기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 페닐기 및 메틸기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 c 및 d는 각각 0 또는 1일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1 내지 B-5의 R20 내지 R26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 내지 R26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 내지 R26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 내지 R26은 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20은 수소; 또는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-5의 X11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 NRc이고, 상기 Rc는 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 X는 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 a는 0 내지 3의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 b는 0 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Rp는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Rp는 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 6이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 5이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
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Figure pat00035
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Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
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 수송층 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 헤테로고리 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 일부 중간체 화합물이 먼저 제조되고, 그 중간체 화합물들로부터 화학식 1의 화합물이 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
본 출원의 다른 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 "유기 발광 소자"는 "유기발광다이오드", "OLED(Organic Light Emitting Diodes)", "OLED 소자", "유기 전계 발광 소자" 등의 용어로 표현될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 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.
본 출원 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
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 출원 또 하나의 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 출원 또 하나의 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.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 출원 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 출원 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, 정공 보조층, 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 출원 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리 화합물이 발광층에 사용될 경우, 호모(HOMO, Highest Occupied Molecular Orbital) 및 루모(LUMO, HOMO, Lowest ighest Unoccupied Molecular Orbital)를 공간적으로 분리하여 강한 전하 이동(charge transfer)이 가능하기 때문에 유기 발광 소자 의 구동 효율 및 수명이 우수해질 수 있 있다. 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 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 1로 표시되는 화합물을 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-styrenesulfonate)) 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 출원 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함할 수 있다.
상기 예비 혼합(pre-mixed)은 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 유기물층에 증착하기 전에 먼저 재료를 섞어서 하나의 공원에 담아 혼합하는 것을 의미한다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질은 각각 1개 이상의 p 타입 호스트 재료 및 n 타입 호스트 재료를 포함하고, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종을 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 2종 이상 함께 발광층에 사용할 경우 들뜬 복합체(exciplex)를 형성하여 소자 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상이 동시에 호스트 물질로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 조성물 내 2종의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1일 수 있고, 1 : 8 내지 8 : 1일 수 있고, 1 : 5 내지 5 : 1 일 수 있으며, 1 : 2 내지 2 : 1일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
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] 화합물 1의 제조
Figure pat00041
1) 화합물 1-1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene (50g, 150 mmol), (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid (30g, 150mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0) (17g, 15mmol), 포타슘 카보네이트(62g, 450mmol), 톨루엔 /에탄올/물 (500ml/100ml/100ml)의 혼합물을 110℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출하고, MgSO4로 건조한 뒤 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-1을 얻었다. (48g, 88%)
2) 화합물 1-2의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-1 (48g, 132 mmol), 디클로로메탄 (1000ml)의 혼합물을 0℃로 냉각하였다. BBr3 (26mL, 270 mmol) 를 적가한 뒤 상온으로 승온하여 2시간 교반하였다. 이 후, 증류수로 반응을 종결한 뒤, 디클로로메탄으로 추출하여 MgSO4로 건조하였다. 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-2를 얻었다. (37g, 80%)
3) 화합물 1-3의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-2 (37g, 106mmol), Cs2CO3 (172g, 530mmol)의 디메틸아세트아미드 (400ml) 혼합물을 120℃ 에서 교반하였다. 이 후, 상온으로 냉각 후 여과하여 여액의 용매를 제거한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-3을 얻었다. (32g, 88%)
4) 화합물 1-4의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-3 (10g, 30 mmol), 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole) (8g, 30mmol), Cs2CO3 (48g, 150mmol)의 디메틸아세트아미드(100ml) 혼합물을 170℃ 에서 12h 환류 교반하였다. 이 후, 상온으로 냉각 후 여과하고 여액의 용매를 제거한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-4 를 얻었다. (11.3g, 73%)
5) 화합물 1-5의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-4 (11.8g, 22mmol), 비스(피나콜라토)디보론(12g, 44mmol), XPhos(2.0g, 4.4mmol), 포타슘 아세테이트(6.4g, 66mmol), Pd(dba)2 (1.2g, 2.2mmol)의 1,4-디옥산(100ml) 혼합물을 140℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출 후 농축하여 생성된 고체를 디클로로메탄/MeOH을 사용한 재결정 정제법으로 화합물 1-5를 얻었다. (12.8g, 96%)
6) 화합물 1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-5 (12.8g, 21.1mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진(5.8g, 22mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0)(2.4g, 2.11mmol), 포타슘 카보네이트(8.7g, 63.3mmol), 1,4-디옥산/물 (120ml/24ml)을 넣은 혼합물을 120℃ 에서 3시간 환류 교반하였다. 반응 중 석출된 고체를 뜨거운 상태로 여과하고 1,4-디옥산, 증류수, MeOH로 정제하여 화합물 1을 얻었다. (10.5g, 70%)
상기 제조예 1에 있어서, 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole)대신 하기 표 1의 A를 사용하고, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 1의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1의 화합물 1의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 1의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00042
상기 제조예 1의 화합물 1-3의 제조에 있어서, 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene의 -Br, -Cl에 따라, 화합물 1-3에서의 -Br, -Cl의 위치가 달라지며, 그에 따라 합성될 수 있는 중간체는 아래와 같다.
Figure pat00043
상기 제조예 1에 있어서, 화합물 1-3 대신 하기 표 2에 기재된 바와 같이 상기 중간체 C-0, D-0, E-0, F-0 및 G-0 중 하나를 사용하고, 하기 표 2의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 2의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00044
[제조예 2] 화합물 9의 제조
Figure pat00045
1) 화합물 9-1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-3 (30g, 90mmol), N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen-2-amine (42g, 90mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0) (10g, 9mmol), 포타슘 카보네이트(37g, 270mmol), 톨루엔 /에탄올/물 (300ml/60ml/60ml)의 혼합물을 110℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출하고, MgSO4로 건조한 뒤 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 9-1을 얻었다. (66g, 92%)
2) 화합물 9-2의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 9-1 (10g, 16mmol), 비스(피나콜라토)디보론(8g, 32mmol), XPhos(1.5g, 3.2mmol), 포타슘 아세테이트(4.7g, 48mmol), Pd(dba)2 (0.9g, 1.6mmol)의 1,4-디옥산(100ml) 혼합물을 140℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출 후 농축하여 생성된 고체를 디클로로메탄/MeOH을 사용한 재결정 정제법으로 화합물 9-2를 얻었다. (8.8g, 88%)
3) 화합물 9의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 9-2 (8.8g, 14mmol), 6-chloro-3,5-diphenyl-1,2,4-triazine (3.7g, 14mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0)(1.6g, 1.4mmol), 포타슘 카보네이트(5.7g, 42mmol), 1,4-디옥산/물 (100ml/20ml)을 넣은 혼합물을 120℃ 에서 3시간 환류 교반하였다. 이 후, 반응 중 석출된 고체를 뜨거운 상태로 여과하고 1,4-디옥산, 증류수, MeOH로 정제하여 화합물 9을 얻었다. (9.0g, 81%)
상기 제조예 2에 있어서, N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen-2-amine 대신 하기 표 3의 A를 사용하고, 6-chloro-3,5-diphenyl-1,2,4-triazine 대신 하기 표 3의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 2의 화합물 9의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 3의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00046
상기 제조예 2에서도 마찬가지로, 화합물 1-3 대신, 하기의 중간체들을 사용할 수 있다.
Figure pat00047
상기 제조예 2에 있어서, 화합물 1-3 대신, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 상기 C-0, D-0, E-0, F-0 및 G-0 중 하나를 사용하고, 하기 표 4의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 9의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 4의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
[제조예 3] 화합물 77의 제조
Figure pat00051
1) 화합물 77-1의 제조
상기 제조예 1에서 (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid 대신, (1-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid 을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1-3의 제조방법과 동일하게 화합물 77-1을 제조하였다.
2) 화합물 77의 제조
상기 제조예 1의 화합물 1-3 대신, 화합물 77-1을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1의 제조방법과 동일하게 화합물 77(8.3g, 72%)을 제조하였다.
상기 제조예 3에 있어서, 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole)대신 하기 표 5의 A를 사용하고, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 5의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 3의 화합물 77의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 5의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00052
상기 제조예 3 에 있어서, 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene의 -Br, -Cl에 따라, 화합물 1-3에서의 -Br, -Cl의 위치가 달라지며, 그에 따라 합성될 수 있는 중간체는 아래와 같다.
Figure pat00053
상기 제조예 3에 있어서, 화합물 77-1 대신, 하기 표 6에 기재된 바와 같이 상기 중간체 C-1, D-1, E-1, F-1 및 G-1 중 하나를 사용하고, 하기 표 6의 A, B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 77의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 6의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00054
Figure pat00055
[제조예 4] 화합물 90의 제조
Figure pat00056
1) 화합물 90-1의 제조
상기 제조예 2의 화합물 9-1 대신 상기 제조예 3의 화합물 77-1 을 사용하고, N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen-2-amine 대신, 9-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-carbazole을 사용하여 화합물 90-1을 얻었다.
2) 화합물 90의 제조
상기 제조예 2의 화합물 9-1 대신, 상기 화합물 90-1을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 화합물 90(13.2g, 72%)을 얻었다.
상기 제조예 4에 있어서, 하기 표 7의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 4의 화합물 90의 제조와 같은 방법으로, 하기 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00057
상기 제조예 4 에서도 마찬가지로, 화합물 77-1 대신, 하기의 중간체들을 사용할 수 있다.
Figure pat00058
상기 제조예 4에 있어서, 화합물 77-1 대신, 하기 표 8에 기재된 바와 같이 C-1, D-1, E-1, F-1 및 G-1 중 하나를 사용하고, 하기 표 8의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 90의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 8의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00059
Figure pat00060
[제조예 5] 화합물 157의 제조
Figure pat00061
1) 화합물 157-1의 제조
상기 제조예 1의 (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid 대신, (2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid 을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1-3의 제조방법과 동일하게 화합물 157-1을 제조하였다.
2) 화합물 157의 제조
상기 제조예 1의 화합물 1-3 대신, 상기 화합물 157-1을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1의 제조방법과 동일하게 화합물 157(9.5g, 84%)을 제조하였다.
상기 제조예 5에 있어서, 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole)대신 하기 표 9의 A를 사용하고, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 9의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 5의 화합물 157의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 9의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00062
상기 제조예 5 에 있어서, 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene의 -Br, -Cl에 따라, 화합물 157-1에서의 -Br, -Cl의 위치가 달라지며, 그에 따라 합성될 수 있는 중간체는 아래와 같다.
Figure pat00063
상기 제조예 5에 있어서, 화합물 157-1 대신, 하기 표 10에 기재된 바와 같이 C-2, D-2, E-2, F-2 및 G-2 중 하나를 사용하고, 하기 표 10의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 157의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 10의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00064
Figure pat00065
[제조예 6] 화합물 165의 제조
Figure pat00066
1) 화합물 165의 제조
상기 제조예 4의 화합물 77-1 대신 화합물 157-1을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하여 화합물 165(5.8g, 68%)을 얻었다.
상기 제조예 6에 있어서, 하기 표 11의 A, B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 6의 화합물 165의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 11의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00067
상기 제조예 6에서도 마찬가지로, 화합물 157-1 대신, 하기의 중간체들을 사용할 수 있다.
Figure pat00068
상기 제조예 6에 있어서, 화합물 157-1 대신, 하기 표 12에 기재된 바와 같이 C-2. D-2, E-2, F-2 및 G-2 중 하나를 사용하고, 하기 표 12의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 165의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 12의 목적화합물을 합성하였다.
Figure pat00069
Figure pat00070
상기 제조예들과 같은 방법으로 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 하기 표 13 및 표 14에 나타내었다. 하기 표 13은 1H NMR(CDCl3, 300Mz)의 측정값이고, 하기 표 14는 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
<실험예 1>-유기 발광 소자의 제작
1) 유기 발광 소자의 제작 (Red single host)
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO, Indium Tinoxide)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(Ultraviolet Ozone)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.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 적색 호스트로 하기 표 15에 기재된 화합물, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq)2(Ir)(acac)를 3wt% 도핑하여 500Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 200Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 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 발광 소자를 제조하였다(실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 6).
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 6의 유기 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. 상기 T90는 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 특성은 하기 표 15와 같았다.
Figure pat00080
상기 표 15의 비교화합물 A 내지 F는 하기와 같았다.
Figure pat00081
상기 표 15의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 헤테로고리 화합물을 사용한 유기 발광 소자의 경우 비교예 1 내지 6에 비하여 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선되었다. 이는 본 발명의 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 헤테로아릴기가 링커 없이 연결되어, 적절한 분자량과 밴드갭을 갖기 때문인 것으로 판단된다. 즉, 본 발명의 헤테로고리 화합물을 발광층에 사용할 경우, 발광층에 적절한 밴드갭이 형성되어, 전자와 정공의 유실을 막고, 효과적인 전자와 정공의 재결합 되는 영역(recombination zone)의 형성을 도울 수 있다.
특히, 아릴아민기가 붙은 화합물은 본 발명의 화합물 중에서도, 수명이 비교적 감소하고, 더 높은 효율을 갖는데, 아릴아민기의 강한 HT특성이 도판트에서 일어나는 Hole trap을 해소시켜줌을 확인할 수 있다.
<실험예 2>-유기 발광 소자의 제작(Red N+P mixed host)
1) 유기 발광 소자의 제작 (Red N+P mixed host)
1,500Å 의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO처리하였다. 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.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 적색 호스트로 하기 표 16에 기재한 바와 같이 아릴아민 화합물과 Unipolar 화합물을 혼합하거나, 아릴아민 화합물과 Bipolar 화합물을 혼합하여 400Å 증착하였고, 적색 인광 도펀트는 (piq)2(Ir)(acac)를 3wt% 도핑하여 증착하였다.
화합물 14와 화합물 295의 소자평가 결과(실시예 19)로부터, 1:1의 비율이 가장 우수한 퍼포먼스를 보임을 확인한 뒤, 이후의 아릴아민, Unipolar 화합물의 증착 비율은 1:1로 고정하여 진행하였고, 화합물 13과 화합물 22의 소자평가 결과(실시예 34 내지 38)로부터, 아릴아민, Bipolar 화합물의 증착 비율은 1:2로 고정하여 진행하였다.
이후 정공 저지층으로 BCP를 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 발광 소자를 제조하였다(실시예 19 내지 41).
또한, 하기 표 17에 기재된 바와 같이 본 발명의 화합물 및 화합물 G 내지 P를 사용한 것을 제외하고, 실시예 19 내지 41의 유기 발광 소자 제조와 동일한 방법으로, 실시예 42 내지 65의 유기 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 화합물 G와 화합물 243의 증착 비율 테스트를 통해, 1:1의 비율에서 가장 우수한 퍼포먼스를 나타냄을 확인 한 뒤, 이후의 소자평가는 비율을 고정하여 진행하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 실시예 19 내지 65의 유기 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. 상기 T90는 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 특성은 하기 표 16 및 표 17과 같았다.
Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
표 17에 기재된 화합물 G 내지 P는 하기와 같았다.
Figure pat00086
상기 화합물 G 내지 K는 본 발명의 화합물과 상이한 아릴아민 유도체이며, 상기 화합물 L에서 P는 P-type Host로 쓰이는 통상의 비스카바졸(Biscarbazole) 또는 인돌카바졸(indolecarbazole) 유도체에 해당하는 화합물이다.
상기 표 16 및 17의 결과에서 알 수 있듯이, 유기 발광 소자의 발광층을 본 출원에 따른 화합물을 혼합하여 증착하는 경우, 더 우수한 효율 및 수명 효과를 보였다. 이 결과는 일반적으로 아릴아민기를 포함하는 화합물을 유기 발광 소자의 발광층에 사용하는 경우 발생하는 수명이 감소하는 현상을 개선한 결과로 판단된다.
즉, 강한 HT특성을 갖는 Host와 본 출원에 따른 화합물을 동시에 포함하는 경우 N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다. N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상이란, 두 분자간 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO level, acceptor(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상을 의미한다. 이처럼 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우, N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상으로 인하여, 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다.
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 (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00087

    L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
    X는 O; 또는 S이고,
    N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기이고,
    Rp는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기이고,
    a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
    b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
    p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 "치환 또는 비치환"이란 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 실릴기; 포스핀옥사이드기; 및 아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 의미하는 것인 헤테로고리 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00088

    [화학식 1-2]
    Figure pat00089

    [화학식 1-3]
    Figure pat00090

    상기 화학식 1-1 내지 1-3에서 각 치환기의 정의는 화학식 1과 동일하다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 N-het는 하기 화학식 A로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 A]
    Figure pat00091

    상기 화학식 A에서,
    *는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
    Y1 내지 Y5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고, Y1 내지 Y5 중 적어도 1 이상은 N이며, CRa가 2 이상일 경우, 각각의 Ra는 서로 같거나 상이하며,
    상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성한다.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-7 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 A-1]
    Figure pat00092

    [화학식 A-2]
    Figure pat00093

    [화학식 A-3]
    Figure pat00094

    [화학식 A-4]
    Figure pat00095

    [화학식 A-5]
    Figure pat00096

    [화학식 A-6]
    Figure pat00097

    [화학식 A-7]
    Figure pat00098

    상기 화학식 A-1 내지 A-7에 있어서,
    *는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
    Z1 내지 Z16는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z1 내지 Z3 중 적어도 1 이상은 N이며, Z4 내지 Z6 중 적어도 1 이상은 N이며, Z7 및 Z8 중 적어도 1 이상은 N이며, Z9 및 Z10 중 적어도 1 이상은 N이며, Z11 및 Z12 중 적어도 1 이상은 N이며, Z13 및 Z14 중 적어도 1 이상은 N이고, Z15 및 Z16 중 적어도 1 이상은 N이고,
    L1 내지 L9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar1 내지 Ar9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
    X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S이고,
    q1 내지 q9은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, 상기 q1 내지 q9이 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하고,
    r1 내지 r4는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, r5 내지 r9은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이며, 상기 r1 내지 q9이 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 하기 화학식 B로 표시되는 기인 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 B]
    Figure pat00099

    상기 화학식 B에서,
    L11 및 L12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성하고,
    m 및 n은 각각 0 또는 1이고,
    Figure pat00100
    는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1 내지 B-5 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 B-1]
    Figure pat00101

    [화학식 B-2]
    Figure pat00102

    [화학식 B-3]
    Figure pat00103

    [화학식 B-4]
    Figure pat00104

    [화학식 B-5]
    Figure pat00105

    상기 화학식 B-1 내지 B-5에서,
    L13 및 L14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar13 및 Ar14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이고,
    R20 내지 R26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고,
    X11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이며,
    c 및 d는 각각 0 또는 1이고,
    Figure pat00106
    는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure pat00107

    Figure pat00108

    Figure pat00109

    Figure pat00110

    Figure pat00111

    Figure pat00112

    Figure pat00113

    Figure pat00114

    Figure pat00115

    Figure pat00116

    Figure pat00117

    Figure pat00118

    Figure pat00119

    Figure pat00120

    Figure pat00121

    Figure pat00122

    Figure pat00123

    Figure pat00124
  9. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함하는 유기 발광 소자.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 9에 있어서
    상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함하는 유기 발광 소자.
  14. 청구항 1에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 조성물 내 2종의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1 인 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
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