KR20210124914A - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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KR20210124914A
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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 {HETEROCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING SAME}
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 명세서는 2020년 4월 7일 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2020-0042138호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 차단, 정공 차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
유기 발광 소자에서 사용 가능한 물질에 요구되는 조건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있으며, 치환기에 따라 유기 발광 소자에서 요구되는 다양한 역할을 할 수 있는 화학 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 대한 연구가 필요하다.
미국 특허 제4,356,429호
본 출원은 본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
H1은 수소; 또는 중수소이며,
Y는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4 중 어느 하나로 표시되고,
[화학식 1-1]
Figure pat00002
[화학식 1-2]
Figure pat00003
[화학식 1-3]
Figure pat00004
[화학식 1-4]
Figure pat00005
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
X1은 O 또는 S이며,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이며,
m은 0 내지 5의 정수이고,
a는 0 내지 3의 정수이며, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기 발광 소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물은 유기 발광 소자의 정공수송재료, 전자저지재료, 또는 발광층 재료로서 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화합물은 단독으로 발광 재료로 사용될 수도 있고, 다른 화합물과 함께 사용되어 2개의 화합물이 발광 재료로 사용될 수 있으며, 발광층의 호스트 재료로서 사용될 수 있다.
본 출원에 따른 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 디벤조퓨란 구조에 벤조퓨란이 축합된 구조를 갖는 것으로 특히, Y의 치환기가 상기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나를 만족함에 따라, 정공 수송 능력을 가지는 특정 치환기가 치환되어, 보다 안정적인 구조를 갖게 되고 이에 따라 유기 발광 소자의 수명 및 구동의 안정성을 보이게 되며, 효율이 개선되는 특징을 갖게 된다.
상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물들을 이용하여 수명 및 구동 안정, 효율이 개선된 유기 발광 소자를 제조할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하 본 출원에 대해서 자세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 상기 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 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)(R101)(R102)로 표시되고, R101 및 R102는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 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, -Si(R104)(R105)(R106)로 표시되고, R104 내지 R106은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "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.
인접한 기들이 형성할 수 있는 지방족 탄화수소 고리, 지방족 헤테로고리, 방향족 탄화수소 고리, 또는 방향족 헤테로고리는 1가기가 아닌 것을 제외하고는 전술한 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 예시된 구조들이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 고리 구조에 헤테로원자를 포함하고 있는 것이라면 한정되지 않는다. 예컨대, 헤테로고리는 헤테로시클로알킬기 또는 헤테로아릴기를 포함할 수 있고, 상기 헤테로시클로알킬기 또는 헤테로아릴기에 추가의 고리가 축합될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 중수소; 할로겐; 시아노기; C1 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C3 내지 C60의 단환 또는 다환의 시클로알킬; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴아민; 및 C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환, 또는 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 비치환된 것을 의미하며,
상기 R, R' 및 R"은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
본 명세서에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 탄소 원자에 수소 원자가 결합된 것을 의미한다. 다만, 중수소(2H, Deuterium)는 수소의 동위원소이므로, 일부 수소 원자는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 치환기로 올 수 있는 위치가 모두 수소 또는 중수소인 것을 의미할 수 있다. 즉, 중수소의 경우 수소의 동위원소로, 일부의 수소 원자는 동위원소인 중수소일 수 있으며, 이 때 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어, 중수소의 함량이 0%, 수소의 함량이 100%, 치환기는 모두 수소 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 중수소는 수소의 동위원소(isotope)중 하나로 양성자(proton) 1개와 중성자(neutron) 1개로 이루어진 중양성자(deuteron)를 원자핵(nucleus)으로 가지는 원소로서, 수소-2로 표현될 수 있으며, 원소기호는 D 또는 2H로 쓸 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 동위원소는 원자 번호(atomic number, Z)는 같지만, 질량수(mass number, A)가 다른 원자를 의미하는 동위원소는 같은 수의 양성자(proton)를 갖지만, 중성자(neutron)의 수가 다른 원소로도 해석할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 특정 치환기의 함량 T%의 의미는 기본이 되는 화합물이 가질 수 있는 치환기의 총 개수를 T1으로 정의하고, 그 중 특정의 치환기의 개수를 T2로 정의하는 경우 T2/T1×100 = T%로 정의할 수 있다.
즉, 일 예시에 있어서,
Figure pat00012
로 표시되는 페닐기에 있어 중수소의 함량 20%라는 것은 페닐기가 가질 수 있는 치환기의 총 개수는 5(식 중 T1)개이고, 그 중 중수소의 개수가 1(식 중 T2)인 경우 20%로 표시될 수 있다. 즉, 페닐기에 있어 중수소의 함량이 20%인 것은 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure pat00013
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 11로 표시될 수 있다.
[화학식 11]
Figure pat00014
상기 화학식 11에 있어서,
R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
Y는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4 중 어느 하나로 표시되고,
[화학식 1-1]
Figure pat00015
[화학식 1-2]
Figure pat00016
[화학식 1-3]
Figure pat00017
[화학식 1-4]
Figure pat00018
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
X1은 O 또는 S이며,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이며,
m은 0 내지 5의 정수이고,
a는 0 내지 3의 정수이며, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함유율이 0% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함유율이 0%일 수 있다.
상기 중수소 함유율이 0%라는 것은, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하지 않는 것을 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함유율이 0% 초과 100% 이하일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함유율이 30% 내지 100% 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함유율이 50% 내지 100% 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 중수소 함유율이 100%일 수 있다. 이 경우, 중수소를 함유하지 않는 동일 구조 대비 수명이 개선되는 효과가 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00019
[화학식 3]
Figure pat00020
상기 화학식 2 및 화학식 3에 있어서,
Y 및 H1의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
R21 내지 R28는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며,
p는 0 내지 5의 정수이고, 2 이상인 경우 L2는 같거나 상이하며,
Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
H2는 수소; 또는 중수소이며,
h2는 0 내지 3의 정수이고, 2 이상인 경우, H2는 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 3-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00021
[화학식 3-2]
Figure pat00022
[화학식 3-3]
Figure pat00023
[화학식 3-4]
Figure pat00024
상기 화학식 3-1 내지 3-4에 있어서,
각 치환기의 정의는 상기 화학식 3에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3의
Figure pat00025
는 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00026
[화학식 5]
Figure pat00027
상기 화학식 4 및 화학식 5에 있어서,
L2 및 p의 정의는 상기 화학식 3에서의 정의와 동일하고,
X2는 O; 또는 S이며,
Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
H3은 수소; 또는 중수소이며,
h3은 0 내지 7의 정수이고, 2 이상인 경우, H3은 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 단환의 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 단환의 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L2는 직접결합; 또는 페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 디벤조티오펜기 또는 디벤조퓨란기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 중수소, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로, 중수소, 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 중수소, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 중수소, 디벤조티오펜기 또는 디벤조퓨란기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 아민기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 중수소로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 및 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아민기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 중수소로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 및 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는
Figure pat00028
일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8는 수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8 중 어느 하나는 중수소로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 중수소로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 및 중수소로 치환 또는 비치환된 2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아민기이고, 나머지는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8 중 어느 하나는 C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아민기이고, 나머지는 수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Y는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00029
[화학식 1-2]
Figure pat00030
[화학식 1-3]
Figure pat00031
[화학식 1-4]
Figure pat00032
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
X1은 O 또는 S이며,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이며,
m은 0 내지 5의 정수이고,
a는 0 내지 3의 정수이며, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 단환의 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 단환의 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, m은 0 내지 5의 정수이고, 2 이상인 경우 L1은 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 및 R12는 수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, a는 0 내지 3의 정수이고, 2 이상인 경우 화학식 1-3의 R11은 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, b는 0 내지 4의 정수이고, 2 이상인 경우 화학식 1-3 및 1-4의 R12는 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, c는 0 내지 4의 정수이고, 2 이상인 경우 화학식 1-4의 R11은 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 중수소, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 스피로비플루오레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3은 C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3은 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3은 중수소, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C40의 아릴기 및 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar3은 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
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또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 한 종을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 청색 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 녹색 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 적색 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층 또는 전자 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 저지층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층. 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 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 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 트리아진계 화합물, 1,2,4-트리아졸계 화합물, 또는 비스카바졸계 화합물과 함께 포함될 수 있다.
상기 유기물층이 화학식 1의 헤테로고리 화합물과 트리아진계 화합물, 1,2,4-트리아졸계 화합물, 또는 비스카바졸계 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층에 포함하는 경우 더 우수한 효율 및 수명 효과를 보인다. 이 결과는 두 화합물을 동시에 포함하는 경우 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다.
상기 엑시플렉스(exciplex) 현상은 두 분자간 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO level, acceptor(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 두 분자간 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 Reverse Intersystem Crossing(RISC)이 일어나게 되고 이로 인해 형광의 내부양자 효율이 100%까지 올라갈 수 있다. 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 트리아진계 화합물은 하기 화학식 X로 표시될 수 있다.
[화학식 X]
Figure pat00067
상기 화학식 X에 있어서,
Rx1 내지 Rx3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 1,2,4-트리아졸계 화합물은 하기 화학식 Y로 표시될 수 있다.
[화학식 Y]
Figure pat00068
상기 화학식 Y에 있어서,
Ry1 내지 Ry3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
<제조예 1> 화합물 033의 제조
Figure pat00069
1) 화합물 033-P4의 제조
디벤조[b,d]퓨란-2-올(dibenzo[b,d]furan-2-ol) (150g, 814.38mmol)를 아세트산(Acetic acid) 600ml를 넣고 교반하였다. 아이오딘 모노클로라이드(Iodine monochloride) (132.22g, 814.38mmol)과 HCl 195ml와 아세트산(Acetic acid) 345ml를 혼합한 후 위의 용액에 넣어 준 후 12시간 상온 교반하였다. 반응 완료 후 증류수 3L 투입 후 생성된 고체를 여과한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 033-P4 (155g, 61%)를 얻었다.
2) 화합물 033-P3의 제조
화합물 033-P4 (118g, 380.53mmol)과 페닐보론산(phenylboronic acid) (51.04g, 418.58mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 1000ml와 증류수 200ml에 녹인 후 Pd(PPh3)4 (13.19g, 11.42mmol)과 K2CO3 (131.48g, 951.33mmol)을 넣고 12시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 에틸아세테이트(Ethyl acetate)를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 033-P3 (90g, 91%)를 얻었다.
3) 화합물 033-P2의 제조
화합물 033-P3 (90g, 345.77mmol)과 1-브로모-4-클로로-2-플루오로벤젠(1-bromo-4-chloro-2-fluorobenzene) (79.66g, 418.58mmol)을 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide) 1000ml에 용해시킨 후 150℃로 가열한 후 Cs2CO3 (225.32g, 691.54mmol)을 넣고 30분간 환류 교반하였다. 반응 완료 후 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 033-P2 (130g, 83%)를 얻었다.
4) 화합물 033-P1의 제조
화합물 033-P2 (130g, 289.07mmol)을 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide)1000ml 에 녹인 후 Pd(PPh3)4 (10.02g, 8.67mmol)와 Na2CO3 (61.28g, 578.14mmol)와 PPh3 (7.58g, 28.91mmol)을 넣고 12시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 033-P1 (76g, 71%)를 얻었다.
5) 화합물 033의 제조
화합물 033-P1 (10g, 27.11mmol)과 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민(di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine) (9.15g, 28.47mmol)을 자일렌(Xylene) 100ml에 녹인 후 Pd2(dba)3 (1.24g, 1.36mmol), P(t-Bu)3 (1.26ml, 2.71mmol), t-BuONa (6.51g, 67.79mmol)을 넣고 3시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 메틸렌클로라이드(MC)를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 033 (13g, 73%)을 얻었다.
상기 제조예 1에서 페닐보론산(phenylboronic acid) 대신 하기 표 1의 화합물 A를 사용하고, 1-브로모-4-클로로-2-플루오로벤젠(1-bromo-4-chloro-2-fluorobenzene) 대신 하기 표 1의 화합물 B를 사용하고, 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민(di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine) 대신 하기 표 1의 화합물 C를 사용한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하여 하기 표 1의 목적화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 화합물 A 화합물 B 화합물 C 목적화합물 수율
035
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
 66%
060
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
 71%
077
Figure pat00078
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Figure pat00080
Figure pat00081
 68%
096
Figure pat00082
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Figure pat00085
 69%
119
Figure pat00086
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 74%
124
Figure pat00090
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 79%
137
Figure pat00094
Figure pat00095
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 80%
162
Figure pat00098
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Figure pat00101
 73%
173
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 71%
182
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 73%
199
Figure pat00110
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 72%
221
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 67%
236
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 80%
249
Figure pat00122
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 71%
258
Figure pat00126
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 65%
272
Figure pat00130
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 81%
295
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 61%
311
Figure pat00138
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 73%
321
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 75%
337
Figure pat00146
Figure pat00147
Figure pat00148
Figure pat00149
 77%
354
Figure pat00150
Figure pat00151
Figure pat00152
Figure pat00153
 81%
363
Figure pat00154
Figure pat00155
Figure pat00156
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 78%
374
Figure pat00158
Figure pat00159
Figure pat00160
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 74%
392
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Figure pat00163
Figure pat00164
Figure pat00165
 69%
395
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
 73%
403
Figure pat00170
Figure pat00171
Figure pat00172
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 82%
411
Figure pat00174
Figure pat00175
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 77%
453
Figure pat00178
Figure pat00179
Figure pat00180
Figure pat00181
 70%
455
Figure pat00182
Figure pat00183
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 71%
458
Figure pat00186
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 75%
467
Figure pat00190
Figure pat00191
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 72%
532
Figure pat00194
Figure pat00195
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 78%
546
Figure pat00198
Figure pat00199
Figure pat00200
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 72%
547
Figure pat00202
Figure pat00203
Figure pat00204
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 69%
557
Figure pat00206
Figure pat00207
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Figure pat00209
 78%
580
Figure pat00210
Figure pat00211
Figure pat00212
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 71%
603
Figure pat00214
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 76%
606
Figure pat00218
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 73%
661
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 68%
663
Figure pat00226
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 72%
722
Figure pat00230
Figure pat00231
Figure pat00232
Figure pat00233
 74%
725
Figure pat00234
Figure pat00235
Figure pat00236
Figure pat00237
 81%
<제조예 2> 화합물 783의 제조
Figure pat00238
1) 화합물 783-P4의 제조
디벤조[b,d]퓨란-2-올(dibenzo[b,d]furan-2-ol) (150g, 814.38mmol)를 아세트산(Acetic acid) 600ml를 넣고 교반하였다. 아이오딘 모노클로라이드(Iodine monochloride) (132.22g, 814.38mmol)과 HCl 195ml와 아세트산(Acetic acid) 345ml를 혼합한 후 위의 용액에 넣어 준 후 12시간 상온 교반하였다. 반응 완료 후 증류수 3L 투입 후 생성된 고체를 여과한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 783-P4 (155g, 61%)를 얻었다.
2) 화합물 783-P3의 제조
화합물 783-P4 (118g, 380.53mmol)과 페닐보론산(phenylboronic acid) (51.04g, 418.58mmol)을 THF 1000ml와 증류수 200ml에 녹인 후 Pd(PPh3)4 (13.19g, 11.42mmol)과 K2CO3 (131.48g, 951.33mmol)을 넣고 12시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 에틸아세테이트(Ethyl acetate)를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 783-P3 (90g, 91%)를 얻었다.
3) 화합물 783-P2의 제조
화합물 783-P3 (90g, 345.77mmol)과 1-브로모-3-클로로-2-플루오로벤젠(1-bromo-3-chloro-2-fluorobenzene) (79.66g, 418.58mmol)을 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide) 1000ml에 용해시킨 후 150℃로 가열한 후 Cs2CO3 (225.32g, 691.54mmol)을 넣고 30분간 환류 교반하였다. 반응 완료 후 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 783-P2 (130g, 83%)를 얻었다.
4) 화합물 783-P1의 제조
화합물 783-P2 (130g, 289.07mmol)을 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide) 1000ml 에 녹인 후 Pd(PPh3)4 (10.02g, 8.67mmol)와 Na2CO3 (61.28g, 578.14mmol)와 PPh3 (7.58g, 28.91mmol)을 넣고 12시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 783-P1 (76g, 71%)를 얻었다.
5) 화합물 783의 제조
화합물 783-P1 (10g, 27.11mmol)과 N-([1,1'-비페닐]-4-일)-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민(N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (14.90g, 28.47mmol)을 1,4-다이옥세인(1,4-Dioxane) 100ml와 증류수 20ml에 녹인 후 Pd(dba)2 (0.78g, 1.36mmol)과 K2CO3 (9.37g, 67.79mmol)과 xPhos (1.29g, 2.71mmol)을 넣고 5시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 MC를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거 한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 783 (14g, 69%)을 얻었다.
상기 제조예 2에서 페닐보론산(phenylboronic acid) 대신 하기 표 2의 화합물 D를 사용하고, 1-브로모-3-클로로-2-플루오로벤젠(1-bromo-3-chloro-2-fluorobenzene) 대신 하기 표 2의 화합물 E를 사용하고, N-([1,1'-비페닐]-4-일)-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-4-아민(N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine) 대신 하기 표 2의 화합물 F를 사용한 것을 제외하고 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 제조하여 하기 표 2의 목적화합물을 합성하였다.
화합물
번호		 화합물 D 화합물 E 화합물 F 목적화합물 수율
785
Figure pat00239
Figure pat00240
Figure pat00241
Figure pat00242
 71%
792
Figure pat00243
Figure pat00244
Figure pat00245
Figure pat00246
 68%
813
Figure pat00247
Figure pat00248
Figure pat00249
Figure pat00250
 76%
815
Figure pat00251
Figure pat00252
Figure pat00253
Figure pat00254
 78%
827
Figure pat00255
Figure pat00256
Figure pat00257
Figure pat00258
 76%
843
Figure pat00259
Figure pat00260
Figure pat00261
Figure pat00262
 81%
845
Figure pat00263
Figure pat00264
Figure pat00265
Figure pat00266
 82%
873
Figure pat00267
Figure pat00268
Figure pat00269
Figure pat00270
 78%
875
Figure pat00271
Figure pat00272
Figure pat00273
Figure pat00274
 77%
901
Figure pat00275
Figure pat00276
Figure pat00277
Figure pat00278
 79%
904
Figure pat00279
Figure pat00280
Figure pat00281
Figure pat00282
 73%
<제조예 3> 화합물 962의 제조
Figure pat00283
화합물 033을 C6D6 50ml에 넣고 질소로 30분 동안 퍼징하였다. 에틸 알루미늄 다이클로라이드(Ethylaluminum Dichloride) 용액 (1.0M in Hexane) 1.5ml을 주사기를 통해 적가하고, 반응 혼합물을 1시간동안 환류 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후에 중수 50ml를 첨가하여 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 농축하였다. 이렇게 수득된 고체를 상기의 반응 조건을 추가로 2회 적용하였다. 마지막 처리 후 톨루엔으로 재결정하여 화합물 962 (3.4g, 65%)를 얻었다. 질량 스펙트럼을 통하여 중수소 원자가 평균 17개 혼입되었음을 확인하였다.
상기 제조예와 같은 방법으로 상기 제조예 이외의 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 표 3 및 표 4에 나타내었다. 표 3은 1H NMR(CDCl3, 300MHz)의 측정값이고, 표 4는 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
화합물 1 H NMR(CDCl 3 , 300Mz)
033 δ= 7.89 (1H, d), 7.66-7.64 (2H, m), 7.54-7.32 (23H, m), 6.69 (4H, d), 6.33 (1H, d)
035 δ= 7.89 (1H, d), 7.66-7.62 (3H, m), 7.52-7.28 (19H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (2H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
060 δ= 7.89-7.87 (3H, m), 7.75 (1H, d), 7.66-7.64 (2H, m), 7.52-7.16 (25H, m), 6.89-6.88 (2H, m), 6.59-6.55 (2H, m), 6.39-6.33 (2H, m)
077 δ= 7.89-7.87 (3H, m), 7.66-7.62 (4H, m), 7.55-7.51 (5H, m), 7.41-7.25 (10H, m), 7.07 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.58 (1H, d), 6.39 (2H, d), 1.72 (6H, s)
096 δ= 7.89-7.87 (2H, m), 7.66-7.28 (17H, m), 7.16-7.02 (5H, m), 6.87 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.69 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
119 δ= 7.89-7.87 (3H, m), 7.75 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.08 (27H, m), 6.87 (1H, t), 6.69 (1H, d), 6.55 (1H, s), 6.39-6.33 (2H, m)
124 δ= 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.25 (24H, m), 7.16-7.07 (4H, m), 6.87 (1H, t), 6.69 (3H, d), 6.39 (1H, d)
137 δ= 7.89-7.87 (3H, m), 7.66-7.62 (3H, m), 7.55-7.51 (5H, m), 7.41-7.25 (14H, m), 7.07 (2H, t), 6.75 (1H, s), 6.58 (1H, d), 6.39 (2H, d), 1.72 (6H, s)
162 δ= 7.89-7.81 (4H, m), 7.66-7.64 (3H, m), 7.54-7.25 (25H, m), 6.69 (4H, d), 6.33 (1H, d)
173 δ= 8.07-8.02 (2H, m), 7.89-7.87 (2H, m), 7.64-7.25 (23H, m), 6.98 (2H, d), 6.75 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d)
182 δ= 7.89 (1H, d), 7.66-7.65 (2H, m), 7.54-7.20 (22H, m), 6.81 (1H, t), 6.69-6.63 (4H, m), 6.39 (1H, d)
199 δ= 7.89-7.81 (5H, m), 7.66-7.25 (25H, m), 6.69-6.65 (3H, m), 6.58 (1H, d), 6.39 (1H, d), 1.72 (6H, s)
221 δ= 7.89 (2H, d), 7.66 (2H, d), 7.52-7.25 (21H, m), 7.13-7.02 (3H, m), 6.89-6.88 (2H, m), 6.59 (1H, d), 6.39-6.33 (2H, m)
236 δ= 7.89-7.87 (2H, m), 7.66-7.02 (36H, m), 6.87 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.69 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d)
249 δ= 8.00-7.89 (5H, m), 7.73-7.25 (20H, m), 7.07 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.39 (2H, d)
258 δ= 8.45 (1H, d), 8.00-7.81 (7H, m), 7.73-7.50 (9H, m), 7.38-7.25 (7H, m), 7.07 (1H, t), 6.86 (1H, d), 6.75 (1H, s), 6.58 (1H, d), 6.39 (1H, d)
272 δ= 8.00-7.89 (4H, m), 7.73-7.32 (17H, m), 7.20 (2H, t), 6.81 (1H, t), 6.69-6.63 (4H, m), 6.33 (1H, d)
295 δ= 8.00-7.87 (5H, m), 7.73-7.26 (27H, m), 7.11 (4H, d), 6.75 (1H, s), 6.69 (2H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d)
311 δ= 8.00-7.89 (5H, m), 7.73-7.25 (20H, m), 7.07 (1H, t), 6.89 (1H, s), 6.88 (1H, d), 6.59 (1H, d), 6.39 (2H, d)
321 δ= 8.07-7.89 (6H, m), 7.73-7.32 (21H, m), 6.98 (1H, d), 6.69 (2H, d), 6.39 (1H, d)
337 δ= 8.00 (2H, d), 7.92-7.87 (3H m), 7.73-7.32 (18H, m), 7.13 (1H, t), 7.02 (1H, d), 6.89 (1H, s), 6.88 (1H, d), 6.75 (1H, s), 6.59-6.58 (2H, m), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
354 δ= 8.00-7.49 (18H, m), 7.38-7.28 (6H, m), 7.13 (1H, t), 7.02 (1H, d), 6.75 (1H, s), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
363 δ= 7.93-7.87 (3H, m), 7.77 (1H, s), 7.66-7.63 (2H, m), 7.55-7.25 (21H, m), 7.07 (1H, t), 6.69 (4H, d), 6.39 (1H, d), 1.72 (6H, s)
374 δ= 8.45 (1H, d), 7.98-7.87 (6H, m), 7.66-7.63 (2H, m), 7.55-7.25 (14H, m), 7.16-7.06 (3H, m), 6.87-6.86 (2H, m), 6.69 (1H, d), 6.39 (1H, d), 1.72 (6H, s)
392 δ= 7.93 (2H, d), 7.87 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66-7.63 (3H, m), 7.55-7.20 (16H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (2H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
395 δ= 7.93 (2H, d), 7.87 (2H, d), 7.77 (1H, s), 7.66-7.62 (4H, m), 7.55-7.51 (8H, m), 7.43-7.28 (9H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (2H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d) 1.72 (12H, s)
403 δ= 8.45 (1H, d), 7.98-7.77 (6H, m), 7.66-7.63 (3H, m), 7.55-7.27 (17H, m), 6.86 (1H, d), 6.69 (2H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
411 δ= 8.07 (1H, d), 8.02 (1H, d), 7.93-7.87 (3H, m), 7.77 (1H, s), 7.66-7.32 (21H, m), 6.98 (1H, d), 6.69 (2H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
453 δ= 7.93 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66-7.63 (2H, m), 7.55-7.28 (20H, m), 7.13 (1H, t), 7.02 (1H, d), 6.69 (4H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
455 δ= 7.98 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66-7.62 (3H, m), 7.55-7.51 (8H, m), 7.41-7.28 (8H, m), 7.13 (1H, t), 7.02 (1H, d), 6.75 (1H, s), 6.69 (2H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (12H, s)
458 δ= 7.93-7.87 (5H, m), 7.77 (1H, s), 7.66-7.62 (4H, m), 7.55 (2H, d), 7.38-7.28 (9H, m), 7.13 (1H, t), 7.02 (1H, d), 6.75 (2H, s), 6.58 (2H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (18H, s)
467 δ= 7.93-7.87 (5H, m), 7.77 (1H, s), 7.66-7.62 (4H, m), 7.55 (2H, d), 7.38-7.25 (10H, m), 7.13-7.02 (3H, m), 6.75 (1H, s), 6.58 (1H, d), 6.39-6.33 (2H, m), 1.72 (12H, s)
532 δ= 7.89-7.84 (3H, m), 7.77-7.66 (4H, m), 7.57-7.25 (22H, m), 7.07 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.39 (1H, d)
546 δ= 8.55 (1H, d), 8.42 (1H, d), 8.08-8.04 (2H, m), 7.87 (1H, d), 7.66-7.51 (10H, m), 7.43-7.28 (7H, m), 716-7.08 (3H, m), 6.87 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.69 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
547 δ= 8.55 (1H, d), 8.42 (1H, d), 8.08-8.04 (2H, m), 7.89-7.87 (2H, m), 7.66-7.28 (19H, m), 6.89-6.88 (2H, m), 6.75 (1H, s), 6.59-6.58 (2H, m), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
557 δ= 8.55 (1H, d), 8.42 (1H, d), 8.08-8.04 (2H, m) 7.89-7.87 (3H, m), 7.66-7.55 (7H, m), 7.38-7.28 (8H, m), 7.13-7.02 (3H, m), 6.75 (1H, s), 6.58 (1H, d), 6.39 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
580 δ= 8.45-8.41 (2H, m), 8.20 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.89 (2H, d), 7.66-7.25 (17H, m), 7.16-7.07 (4H, m), 6.87 (1H, t), 6.69 (1H, d), 6.39 (1H, d), 6.33 (1H, d)
603 δ= 7.89-7.81 (4H, m), 7.66 (2H, d), 7.54-7.32 (20H, m), 7.13 (1H, t), 7.02 (1H, d), 6.69 (4H, d), 6.33 (1H, d)
606 δ= 7.89-7.81 (5H, m), 7.66-7.51 (8H, m), 7.43-7.28 (10H, m), 7.16 (1H, t), 7.08 (2H, d), 6.87 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.69 (1H, d), 6.58 (1H, d), 6.33 (1H, d), 1.72 (6H, s)
661 δ= 7.93-7.87 (3H, m), 7.77 (1H, s), 7.66-7.63 (2H, m), 7.55 (1H, d), 7.38-7.07 (21H, m), 6.81 (2H, t), 6.63 (4H, d), 6.39 (1H, d)
663 δ= 7.93-7.87 (3H, m), 7.77 (1H, s), 7.66-7.63 (3H, m), 7.54-7.26 (27H, m), 7.11 (4H, d), 6.69 (4H, d), 6.39 (1H, d)
722 δ= 7.93-7.87 (3H, m), 7.77-7.75 (3H, m), 7.66-7.63 (3H, m), 7.54-7.20 (22H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (2H, d), 6.33 (1H, d)
725 δ= 7.93-7.87 (4H, m), 7.77-7.75 (3H, m), 7.66-7.16 (27H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (2H, d), 6.58 (1H, d), 6.39 (1H, d), 1.72 (6H, s)
783 δ= 7.89-7.81 (3H, m), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (25H, m), 6.69 (6H, d)
785 δ= 7.89-7.81 (4H, m), 7.66-7.62 (2H, m), 7.55-7.28 (21H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
792 δ= 7.89-7.81 (6H, m), 7.66 (2H, d), 7.54-7.32 (23H, m), 6.69 (6H, d)
813 δ= 7.95 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.75 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.64 (1H, s), 7.54-7.32 (24H, m), 6.69 (6H, d)
815 δ= 7.95 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.75 (1H, d), 7.66-7.62 (3H, m), 7.55-7.28 (20H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
827 δ= 7.95-7.87 (4H, m), 7.75 (1H, d), 7.66-7.25 (20H, m), 7.07 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.69 (2H, d), 6.58 (1H, d), 6.39 (1H, d), 1.72 (6H, s)
843 δ= 7.89 (1H, d), 7.81 (1H, d), 7.72 (1H, d), 7.71 (1H, s), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (24H, m), 6.69 (6H, d)
845 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.81 (1H, d), 7.72-7.62 (4H, m), 7.55-7.28 (20H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
873 δ= 7.89 (1H, d), 7.75 (1H, d), 7.66-7.62 (2H, m), 7.54-7.32 (25H, m), 6.69 (6H, d)
875 δ= 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.75 (1H, d), 7.62-7.28 (24H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
901 δ= 7.89 (1H, d), 7.75 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.54-7.32 (25H, m), 7.25 (4H, s), 6.69 (6H, d)
904 δ= 8.00-7.81 (7H, m), 7.73-7.28 (22H, m), 6.75 (1H, s), 6.69 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
033 m/z= 653.77 (C48H31NO2=653.24) 035 m/z= 693.83 (C51H35NO2=693.27)
060 m/z= 815.95 (C61H37NO2=815.28) 077 m/z= 707.81 (C51H33NO3=707.25)
096 m/z= 693.83 (C51H35NO2=693.27) 119 m/z= 815.95 (C61H37NO2=815.28)
124 m/z= 729.86 (C54H35NO2=729.27) 137 m/z= 783.91 (C57H37NO3=783.28)
162 m/z= 819.94 (C60H37NO3=819.28) 173 m/z= 743.89 (C55H37NO2=743.28)
182 m/z= 653.77 (C48H31NO2=653.24) 199 m/z= 860.00 (C63H41NO3=859.31)
221 m/z= 743.84 (C54H33NO3=743.25) 236 m/z= 894.06 (C67H43NO2=893.33)
249 m/z= 717.81 (C52H31NO3=717.23) 258 m/z= 773.94 (C55H35NO2S=773.24)
272 m/z= 627.73 (C46H29NO2=627.22) 295 m/z= 868.03 (C65H41NO2=867.31)
311 m/z= 717.81 (C52H31NO3=717.23) 321 m/z= 677.79 (C50H31NO2=677.24)
337 m/z= 743.89 (C55H37NO2=743.28) 354 m/z= 717.85 (C53H35NO2=717.27)
363 m/z= 769.96 (C57H39NO2=769.30) 374 m/z= 799.97 (C57H37NO2S=799.25)
392 m/z= 693.83 (C51H35NO2=693.27) 395 m/z= 809.99 (C60H43NO2=809.33)
403 m/z= 799.97 (C57H37NO2S=799.25) 411 m/z= 743.89 (C55H37NO2=743.28)
453 m/z= 769.93 (C57H39NO2=769.30) 455 m/z= 809.99 (C60H43NO2=809.33)
458 m/z= 850.05 (C63H47NO2=849.36) 467 m/z= 823.97 (C60H41NO3=823.31)
532 m/z= 703.82 (C52H33NO2=703.25) 546 m/z= 743.89 (C55H37NO2=743.28)
547 m/z= 743.89 (C55H37NO2=743.28) 557 m/z= 757.87 (C55H35NO3=757.26)
580 m/z= 773.89 (C54H31NO3S=773.20) 603 m/z= 743.84 (C54H33NO3=743.25)
606 m/z= 783.91 (C57H37NO3=783.28) 661 m/z= 741.87 (C55H35NO2=741.27)
663 m/z= 894.06 (C67H43NO2=893.33) 722 m/z= 815.95 (C61H37NO2=815.28)
725 m/z= 932.11 (C70H45NO2=931.35) 783 m/z= 729.86 (C54H35NO2=729.27)
785 m/z= 769.93 (C57H39NO2=769.30) 792 m/z= 819.94 (C60H37NO3=819.28)
813 m/z= 729.86 (C54H35NO2=729.27) 815 m/z= 769.93 (C57H39NO2=769.30)
827 m/z= 783.91 (C57H37NO3=783.28) 843 m/z= 729.86 (C54H35NO2=729.27)
845 m/z= 769.93 (C57H39NO2=769.30) 873 m/z= 729.86 (C54H35NO2=729.27)
875 m/z= 769.93 (C57H39NO2=769.30) 901 m/z= 805.96 (C60H39NO2=805.30)
904 m/z= 819.98 (C61H41NO2=819.31)
<실험예 1>
-유기 발광 소자의 제작
(1) 유기 발광 소자의 제작
(비교예 1)
1,500Å의 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.
Figure pat00284
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공 주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 N,N'-비스(α-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공 주입층 위에 300Å 두께의 정공 수송층을 증착하였다.
Figure pat00285
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-Bi-9H-carbazole 의 화합물을 400Å 증착하였고 녹색 인광 도펀트는 Ir(ppy)3를 7% 도핑하여 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
(비교예 2 내지 4 및 실시예 1 내지 23)
상기 비교예 1에서 정공 수송층 형성시 사용된 화합물 NPB 대신 하기 표 5에 표시되어있는 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
이때, NPB를 제외한 비교예의 정공 수송 화합물은 하기와 같다.
Figure pat00286
(2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T95을 측정하였다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 특성은 하기 표 5와 같다
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 수명
(T95)
실시예 1 033 4.11 119.59 167
실시예 2 035 4.21 117.88 159
실시예 3 060 3.98 121.32 173
실시예 4 162 4.09 120.51 154
실시예 5 182 3.77 124.32 214
실시예 6 295 4.19 120.33 177
실시예 7 321 4.30 118.99 168
실시예 8 337 4.13 116.88 192
실시예 9 354 3.98 120.61 168
실시예 10 363 3.79 122.23 195
실시예 11 392 4.27 118.96 172
실시예 12 395 4.04 128.76 207
실시예 13 453 3.99 121.02 168
실시예 14 532 3.91 120.11 165
실시예 15 663 3.92 128.17 210
실시예 16 722 4.08 112.85 180
실시예 17 725 4.19 128.67 152
실시예 18 792 4.09 123.76 162
실시예 19 813 3.97 124.11 215
실시예 20 827 4.13 116.08 198
실시예 21 901 4.15 117.79 184
실시예 22 904 4.04 119.57 182
실시예 23 962 4.08 119.42 311
비교예 1 NPB 4.53 112.24 158
비교예 2 M1 4.38 114.11 150
비교예 3 M2 4.45 116.58 172
비교예 4 M3 4.33 120.02 142
본 발명의 일 구현예에 따른 실시예 1 내지 23의 소자가 비교예 1 내지 4의 소자에 비해 구동 전압은 낮고 효율 및 수명이 우수한 것을 알 수 있었다.
<실험예 2>
-유기 발광 소자의 제작
(비교예 5)
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 각 5분간 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 하기 4,4',4"-트리스(N,N-(2-나프틸)-페닐아미노)트리페닐 아민 (4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenyl amine: 2-TNATA)을 넣었다.
Figure pat00287
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공 주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 N,N'-비스(α-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공 주입층 위에 150 Å 두께의 정공 수송층을 형성한 다음 상기 정공 수송층 상부에 화합물 M1을 증착하여 50Å 두께로 전자 저지층을 형성하였다.
Figure pat00288
이와 같이 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착시켰다. 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 200Å 두께로 진공 증착시키고 그 위에 청색 발광 도판트 재료인 D1을 호스트 재료 대비 5% 진공 증착시켰다.
Figure pat00289
이어서 전자 수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure pat00290
전자 주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고 Al 음극을 1,000Å의 두께로 하여 OLED 소자를 제작하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
(비교예 6 내지 8 및 실시예 24 내지 63)
상기 비교예 5에서 화합물 M1 대신 하기 표 6에 표시되어있는 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 5와 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 본 발명에 따라 제조된 청색 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 수명을 측정한 결과는 하기 표 6과 같았다.
이때, 비교예의 전자 저지층 화합물은 하기와 같다.
Figure pat00291
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 수명
(T95)
실시예 24 035 5.11 7.22 57
실시예 25 077 5.38 6.69 47
실시예 26 096 5.64 6.89 49
실시예 27 119 5.68 6.83 52
실시예 28 124 5.36 6.75 53
실시예 29 137 5.35 6.81 47
실시예 30 162 5.24 7.27 61
실시예 31 173 5.33 6.98 49
실시예 32 199 5.72 6.78 51
실시예 33 221 5.47 6.92 45
실시예 34 249 5.55 6.88 51
실시예 35 258 5.68 6.97 48
실시예 36 272 5.63 6.99 51
실시예 37 311 5.61 6.94 53
실시예 38 354 5.59 7.01 50
실시예 39 363 5.23 7.29 59
실시예 40 374 5.85 6.97 48
실시예 41 392 5.31 6.80 51
실시예 42 395 5.03 7.05 63
실시예 43 403 5.48 6.90 52
실시예 44 411 5.44 6.82 51
실시예 45 453 5.29 7.03 63
실시예 46 455 5.13 7.12 60
실시예 47 458 5.67 6.87 52
실시예 48 467 5.59 6.90 49
실시예 49 532 5.55 6.91 50
실시예 50 546 5.41 6.80 50
실시예 51 547 5.43 6.95 49
실시예 52 580 5.52 6.93 46
실시예 53 603 5.57 6.98 47
실시예 54 606 5.41 6.91 46
실시예 55 661 5.53 6.77 45
실시예 56 663 5.57 6.81 51
실시예 57 722 5.58 6.92 47
실시예 58 725 5.65 6.96 52
실시예 59 783 5.19 6.90 49
실시예 60 785 5.42 6.74 43
실시예 61 815 5.21 7.19 59
실시예 62 873 5.39 7.15 64
실시예 63 875 5.66 6.99 52
비교예 5 M1 5.74 6.30 43
비교예 6 M2 5.68 6.66 42
비교예 7 M3 5.49 6.41 44
비교예 8 M4 6.89 4.88 32
본 발명의 일 구현예에 따른 실시예 24 내지 63의 소자가 비교예 5 내지 8의 소자에 비해 구동 전압은 낮고 효율 및 수명이 우수한 것을 알 수 있었다.
특히, 상기 비교예 7에 사용된 M3는 대칭 구조를 가짐으로써 결정성 특징을 갖고, 이러한 특징을 갖는 재료는 증착 시 증착막이 고르지 않아 전하 수송 능력이 저하되는 특성이 있다. 이러한 문제로 구동전압이 높아지고, 효율 저하의 원인이 된다.
또한, 상기 비교예 8에 사용된 M4는 HOMO의 에너지 레벨이 깊어져 정공 전달이 용이하지 않음으로써 구동 전압이 높아지고, 효율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 3>
1) 유기발광 소자의 제작
(실시예 64 내지 88 및 비교예 9 내지 14)
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO)가 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'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 하기 표 7에 기재된 화합물을 단일 호스트로 사용하거나, 또는 제1 호스트로서 전자 수송 능력이 좋은 n-Host(n 타입 호스트)를 사용하고 제2 호스트로서 정공 수송 능력이 좋은 p-Host(p 타입 호스트)를 사용하여 두 개의 호스트 화합물을 하나의 공급원에서 증착하는 방식으로 사용하고, 호스트에 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 (piq)2(Ir)(acac)를 호스트 재료 중량 대비 3%로 도핑 또는 호스트에 녹색 인광 도펀트로 Ir(ppy)3를 사용하여 Ir(ppy)3를 호스트 재료 중량 대비 7%로 도핑하여 500Å의 두께로 증착하였다.
이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å의 두께로 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3를 200Å의 두께로 증착하였다.
이 때, 두 개의 호스트를 사용할 경우 n-Host로 사용한 화합물은 하기와 같다.
Figure pat00292
마지막으로 전자수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å의 두께로 증착하여 전자주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 실시예 64 내지 88 및 비교예 9 내지 14에서 호스트에 사용한 화합물은 하기 표 7과 같다.
이때, 하기 표 7의 비교예 9 내지 14의 호스트로 사용된 화합물 M1 내지 M3는 하기와 같다.
Figure pat00293
한편, 유기발광 소자 제조에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기발광 소자 제조에 사용하였다.
2) 유기발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T95을 측정하였다. 본 발명에 따라 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 발광색, 수명을 측정한 결과는 하기 표 7과 같았다.
제1호스트 제2호스트 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 발광색 수명
(T95)
실시예 64 077 3.73 18.1 적색 103
실시예 65 3.81 15.2 녹색 105
실시예 66 392 3.89 17.5 적색 98
실시예 67 4.02 14.1 녹색 102
실시예 68 580 3.76 19.3 적색 112
실시예 69 3.97 16.2 녹색 117
실시예 70 603 3.71 18.2 적색 94
실시예 71 3.79 17.3 녹색 101
실시예 72 661 3.84 19.1 적색 107
실시예 73 3.88 18.3 녹색 113
실시예 74 X 077 3.70 24.6 적색 156
실시예 75 392 3.63 23.5 적색 176
실시예 76 580 3.55 23.1 적색 149
실시예 77 603 3.57 23.3 적색 163
실시예 78 661 3.71 21.8 적색 136
실시예 79 Y 077 3.77 22.9 녹색 139
실시예 80 392 3.70 23.4 녹색 151
실시예 81 580 3.63 23.5 녹색 149
실시예 82 603 3.69 21.1 녹색 153
실시예 83 661 3.69 22.4 녹색 162
실시예 84 Z 077 3.65 24.3 적색 139
실시예 85 392 3.61 25.2 적색 130
실시예 86 580 3.58 23.8 적색 125
실시예 87 603 3.57 24.9 적색 139
실시예 88 661 3.57 23.0 적색 132
비교예 9 M1 4.43 7.5 적색 52
비교예 10 X M1 4.38 18.1 적색 110
비교예 11 M2 4.30 8.8 녹색 65
비교예 12 Y M2 4.10 17.4 녹색 135
비교예 13 M3 4.10 9.6 적색 23
비교예 14 Z M3 3.94 21.2 적색 109
상기 표 7로부터 본 출원에 따른 화합물을 단일 호스트 물질로 사용하여 발광층을 형성한 실시예 64 내지 73의 유기발광소자의 경우, 단일 호스트 물질로 사용하여 발광층을 형성시에 단일 호스트 물질로 본 출원에 따른 화합물을 사용하지 않은 비교예 9, 11 및 13의 유기발광소자보다 발광 효율 및 수명이 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 7로부터 n-Host에 해당하는 제1 호스트 물질과 본 출원에 따른 화합물을 p-Host에 해당하는 제2 호스트 물질로 동시에 사용하여 발광층을 형성한 실시예 74 내지 88의 유기발광소자의 경우, n-Host에 해당하는 제1 호스트 물질과 본 출원에 따른 화합물이 아닌 화합물을 p-Host에 해당하는 제2 호스트 물질로 동시에 사용하여 발광층을 형성한 비교예 10, 12 및 14의 유기 발광 소자보다 발광 효율 및 수명이 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 본 출원에 따른 화합물을 단일 호스트 물질로 사용하여 발광층을 형성한 실시예 64 내지 73의 유기발광소자의 발광 효율 및 수명은 n-Host에 해당하는 제1 호스트 물질과 본 출원에 따른 화합물이 아닌 화합물을 p-Host에 해당하는 제2 호스트 물질로 동시에 사용하여 발광층을 형성한 비교예 10, 12 및 14의 유기 발광 소자와 유사하거나 우수한 경우도 나타남을 확인할 수 있었다.
이는, 일반적으로 단일 호스트 물질보다 제1 호스트로서 전자 수송 능력이 좋은 n-Host(n 타입 호스트)를 사용하고 제2 호스트로서 정공 수송 능력이 좋은 p-Host(p 타입 호스트)를 사용한 경우가 유기 발광 소자보다 발광 효율 및 수명이 우수한 점을 고려할 때, 본 출원에 따른 화합물을 호스트 물질로 사용할 경우 유기발광소자의 발광 효율 및 수명을 현저하게 개선할 수 있음을 의미한다.
이는 본 출원에 따른 화합물을 호스트 물질로 사용할 경우 각 전하 전달층으로부터 정공과 전자를 효율적으로 발광층으로 주입할 수 있기 때문으로 판단된다. 이러한 점도 상술한 바와 같이 증착시에 물질들의 상호작용에 의해 형성되는 배향 및 공간의 크기에 영향을 받기 때문인 것으로 판단된다.
이는 정공과 전자를 효율적으로 발광층으로 주입하는 것도 증착시에 물질들의 상호작용에 의해 형성되는 배향 및 공간의 크기에 영향을 받기 때문이며, 상술한 바와 같이 본 출원 화합물 및 상기 M1 내지 M3의 배향 특성 및 공간의 크기의 차이에 의해서 발생하는 효과인 것으로 판단된다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
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 (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00294

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 내지 R8는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
    H1은 수소; 또는 중수소이며,
    Y는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4 중 어느 하나로 표시되고,
    [화학식 1-1]
    Figure pat00295

    [화학식 1-2]
    Figure pat00296

    [화학식 1-3]
    Figure pat00297

    [화학식 1-4]
    Figure pat00298

    상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
    X1은 O 또는 S이며,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
    R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이며,
    m은 0 내지 5의 정수이고,
    a는 0 내지 3의 정수이며, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00299

    [화학식 3]
    Figure pat00300

    상기 화학식 2 및 화학식 3에 있어서,
    Y 및 H1의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
    R21 내지 R28는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며,
    p는 0 내지 5의 정수이고, 2 이상인 경우 L2는 같거나 상이하며,
    Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    H2는 수소; 또는 중수소이며,
    h2는 0 내지 3의 정수이고, 2 이상인 경우, H2는 같거나 상이하다.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 3-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00301

    [화학식 3-2]
    Figure pat00302

    [화학식 3-3]
    Figure pat00303

    [화학식 3-4]
    Figure pat00304

    상기 화학식 3-1 내지 3-4에 있어서,
    각 치환기의 정의는 상기 화학식 3에서의 정의와 동일하다.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 3의
    Figure pat00305
    는 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 4]
    Figure pat00306

    [화학식 5]
    Figure pat00307

    상기 화학식 4 및 화학식 5에 있어서,
    L2 및 p의 정의는 상기 화학식 3에서의 정의와 동일하고,
    X2는 O; 또는 S이며,
    Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    H3은 수소; 또는 중수소이며,
    h3은 0 내지 7의 정수이고, 2 이상인 경우, H3은 같거나 상이하다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소인 것인 헤테로고리 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure pat00308

    Figure pat00309

    Figure pat00310

    Figure pat00311

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    Figure pat00339

    Figure pat00340

    Figure pat00341
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층 또는 전자 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층. 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
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