WO2020009433A1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2020009433A1
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최지영
이우철
김주호
이동훈
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device formed using the heterocyclic compound.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic layer is often made of a multi-layer structure composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
  • the present specification provides a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a heterocyclic compound represented by Formula 1 below.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • Ar2 to Ar4 are substituted or unsubstituted aryl groups or substituted or unsubstituted heteroaryl groups
  • L is a direct bond or a substituted or unsubstituted arylene group
  • R1 to R3 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, a substituted or unsubstituted alkylamine group, a substitution Or an unsubstituted arylamine group, a substituted or unsubstituted alkyloxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group,
  • n to o are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 4,
  • R 1 is the same as or different from each other
  • R 2 is the same as or different from each other
  • the R 3 are the same as or different from each other.
  • another exemplary embodiment of the present specification includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the heterocyclic compound.
  • the heterocyclic compound according to the exemplary embodiment of the present specification may be used as a material of the organic material layer of the organic light emitting device, and by using the same, low voltage and long life may be obtained in the organic light emitting device.
  • FIG. 1 illustrates an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 2 illustrates an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • substituted means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited to a position where the hydrogen atom is substituted, that is, a position where a substituent can be substituted, if two or more substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.
  • substituted or unsubstituted is deuterium; Nitrile group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; And it is substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or two or more of the substituents exemplified above are substituted with a substituent, or means that do not have any substituents.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be an aryl group substituted with an aryl group, an aryl group substituted with a heteroaryl group, a heterocyclic group substituted with an aryl group, an aryl group substituted with an alkyl group, or the like.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl , Isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n -Heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-o
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 30 carbon atoms, specifically, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but are not limited thereto. It is not.
  • the silyl group includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 30 carbon atoms, and the aryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • the aryl group is a monocyclic aryl group
  • carbon number is not particularly limited, but is preferably 6 to 30 carbon atoms.
  • the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • Carbon number is not particularly limited when the aryl group is a polycyclic aryl group. It is preferable that it is C10-30.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, triphenyl group, pyrenyl group, penalenyl group, perrylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, etc., but is not limited thereto. no.
  • examples of the arylamine group include a substituted or unsubstituted monoarylamine group, a substituted or unsubstituted diarylamine group, or a substituted or unsubstituted triarylamine group.
  • the aryl group in the arylamine group may be a monocyclic aryl group, may be a polycyclic aryl group.
  • the arylamine group including two or more aryl groups may simultaneously include a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group.
  • the aryl group in the arylamine group may be selected from the examples of the aryl group described above.
  • the heteroaryl group includes one or more atoms other than carbon and heteroatoms, and specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, Se, and S, and the like. Although carbon number is not particularly limited, it is preferably 2 to 30 carbon atoms, the heteroaryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • heterocyclic group examples include thiophene group, furanyl group, pyrrole group, imidazolyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazinyl group, tria Sleepyl group, acridil group, pyridazinyl group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazolinyl group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group , Isoquinolinyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzocarbazolyl group, benzothiophene
  • examples of the heteroarylamine group include a substituted or unsubstituted monoheteroarylamine group, a substituted or unsubstituted diheteroarylamine group, or a substituted or unsubstituted triheteroarylamine group.
  • the heteroarylamine group including two or more heteroaryl groups may simultaneously include a monocyclic heteroaryl group, a polycyclic heteroaryl group, or a monocyclic heteroaryl group and a polycyclic heteroaryl group.
  • the heteroaryl group in the heteroarylamine group may be selected from the examples of the heteroaryl group described above.
  • heteroaryl group in the N-arylheteroarylamine group and the N-alkylheteroarylamine group are the same as the examples of the heteroaryl group described above.
  • arylene group is the same as the definition of an aryl group except that it is divalent.
  • heteroarylene group is the same as the definition of the heteroaryl group, except that it is divalent.
  • Chemical Formula 1 is represented by any one of the following Chemical Formulas 2 to 13.
  • R1 to R3 are the same as or different from each other, and each independently, hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, Substituted or unsubstituted alkylamine group, substituted or unsubstituted arylamine group, substituted or unsubstituted alkyloxy group, substituted or unsubstituted aryloxy group, or substituted or unsubstituted aryl group.
  • R1 to R3 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alken having 1 to 10 carbon atoms A substituted or unsubstituted alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms, an amine group substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an amine group substituted with an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms It is an oxy group, a substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, or a substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group.
  • the R1 to R3 are the same as or different from each other, and each independently, an amine group substituted with hydrogen, deuterium, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, terbutyl group, phenyl group or naphthyl group , Methoxy group, ethoxy group, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, phenanthrene group, or anthracene group.
  • the R1 to R3 is hydrogen.
  • L is a direct bond, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L is an arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L is a direct bond
  • L is a phenylene group.
  • L is a naphthalene group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon number 3 to 30 Is a heteroaryl group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon number 3 to 30 It is a heteroaryl group containing any one or more of N, O, and S.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, an aryl group or a heteroaryl group,
  • the aryl group or heteroaryl group is hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted silyl group, substituted or unsubstituted phosphine oxide group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted amine Substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, an aryl group or a heteroaryl group,
  • the aryl group or heteroaryl group is unsubstituted or substituted with hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an unsubstituted silyl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms Phosphine oxide groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, amine groups substituted or unsubstituted with aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, or substituted or unsubstituted Substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a substituted C3-C20 heteroaryl group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, an aryl group or a heteroaryl group,
  • the aryl group or heteroaryl group is hydrogen, deuterium, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, terbutyl group, phosphine oxide group substituted with silyl group, phenyl group or naphthyl group substituted with methyl group, methoxy group , Amine group substituted with ethoxy group, propoxy group, butoxy group, terbutoxy group, phenyl group or biphenyl group, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, anthracene group, phenanthrene group, pyrene group, triphenylene group, Fluorene group, pyridine group, pyrimidine group, triazine group, pyrrole group, furan group, dibenzofuran group, dibenzothiophene group, benzonaphthofuran group, benzonaphthothiophen
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, substituted or unsubstituted with hydrogen, deuterium, an alkyl group, a silyl group, a phosphine oxide group, an alkoxy group, an amine group, or an aryl group
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium or an aryl group; A biphenyl group unsubstituted or substituted with deuterium or an aryl group; Terphenyl groups unsubstituted or substituted with deuterium or aryl groups; A naphthyl group unsubstituted or substituted with deuterium or an aryl group; Phenanthrene groups unsubstituted or substituted with deuterium or aryl groups; Anthracene groups unsubstituted or substituted with deuterium or aryl groups; Triphenylene group unsubstituted or substituted with deuterium or an aryl group; Dibenzofuran group unsubstituted or substituted with an aryl group; Dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with an aryl group;
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, naphthyl group, phenanthrene group, or triphenylene group; Biphenyl group; Terphenyl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Carbazole groups; Or a pyridine group.
  • Ar1 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group; Naphthyl group; Biphenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Pyrene group; Fluoranthene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or a carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group.
  • Ar2 to Ar4 are the same as each other.
  • Ar2 to Ar4 are different from each other.
  • Ar2 and Ar3 are the same as each other.
  • Ar2 and Ar3 are different from each other.
  • Ar2 and Ar4 are the same as each other.
  • Ar2 and Ar4 are different from each other.
  • Ar3 and Ar4 are the same as each other.
  • Ar3 and Ar4 are different from each other.
  • Ar2 to Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group; Naphthyl group; Biphenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Pyrene group; Fluoranthene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or a carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group.
  • Ar2 and Ar3 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group; Naphthyl group; Biphenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Pyrene group; Fluoranthene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or a carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group.
  • Ar2 and Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group; Naphthyl group; Biphenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Pyrene group; Fluoranthene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or a carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group.
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group; Naphthyl group; Biphenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Pyrene group; Fluoranthene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or a carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group.
  • Ar1 is the same as or different from each other, and each independently, a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium, naphthyl group, phenanthrene group, or triphenylene group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Dibenzofuran group; Or a dibenzothiophene group.
  • Ar2 to Ar4 may be the same as or different from each other, and each independently, any one of the following substituents.
  • Ar1 may be any one of the following substituents.
  • heterocyclic compound of Formula 1 may be represented by the following structural formula.
  • the organic light emitting device comprises a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And an organic light emitting device including one or two or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein one or more layers of the organic material layers include a heterocyclic compound of Chemical Formula 1.
  • the organic light emitting device of the present invention may be manufactured by a conventional method and material for manufacturing an organic light emitting device, except that one or more organic material layers are formed using the heterocyclic compound described above.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single layer structure, but may have a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and the like as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic material layers.
  • the organic material layer may include one or more layers of an electron transport layer, an electron injection layer, and a layer for simultaneously transporting and transporting electrons, and one or more of the layers may include the heterocyclic compound.
  • the structure of the organic light emitting device of the present invention may have a structure as shown in FIGS. 1 and 2, but is not limited thereto.
  • FIG. 1 illustrates a structure of an organic light emitting device in which a first electrode 2, a light emitting layer 3, and a second electrode 4 are sequentially stacked on a substrate 1.
  • the first electrode 2, the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, the light emitting layer 3, the electron injection and transport layer 7, and the second electrode 4 are sequentially disposed on the substrate 1.
  • the structure of the stacked organic light emitting device is illustrated.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound of Formula 1 may include a light emitting layer, and may include the heterocyclic compound of Formula 1 in the light emitting layer.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound of Formula 1 includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a host and a dopant in a ratio of 99: 1 to 80:20.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound of Formula 1 includes a light emitting layer, and the host of the light emitting layer is used at a ratio of 80 to 99 wt% based on the sum of the host and the dopant.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound of Formula 1 includes a light emitting layer, and includes the heterocyclic compound of Formula 1 as a blue host of the light emitting layer.
  • the light emitting layer comprises a compound of formula (A) as a dopant.
  • A1 to A3 are the same as or different from each other, and each independently a monocyclic or polycyclic ring,
  • G1 to G3 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; An alkyl group; Aryl group; Heteroaryl group; Alkylamine group; Substituted or unsubstituted arylamine group; Or a heteroarylamine group, or may combine with an adjacent group to form a ring through Y3,
  • Y3 is a direct bond; O; C (Rm) (Rn); N (Rp); Or a substituted or unsubstituted silyl group,
  • Y1 and Y2 are the same as or different from each other, and each independently O or N (Rp),
  • Rm, Rn and Rp are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, an alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, or combine with an adjacent group to form a substituted or unsubstituted ring,
  • b1 to b3 are each an integer of 0 or more
  • the light emitting layer includes any one of the following compounds as a dopant.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound of Formula 1 includes a hole injection layer, a hole transport layer or an electron blocking layer, and the hole injection layer, the hole transport layer or the electron blocking layer is the heterocyclic ring It may include a compound.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound of Formula 1 includes an electron injection layer, an electron transport layer or a hole blocking layer, and the electron injection layer, the electron transport layer or the hole blocking layer is the heterocyclic ring. It may include a compound.
  • the organic light emitting device uses a metal vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation, and has a metal oxide or a metal oxide or an alloy thereof on a substrate.
  • PVD metal vapor deposition
  • an organic material layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an organic material layer containing a heterocyclic compound of the formula (1), and then used as a cathode thereon It can be prepared by depositing.
  • an organic light emitting device may be manufactured by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and an anode material on a substrate.
  • the anode material a material having a large work function is usually preferred to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • the positive electrode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2 : Combination of metals and oxides such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methyl compound), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) compound] (PEDT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the cathode material is a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole injection material is a material capable of well injecting holes from the anode at a low voltage, and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injection material is preferably between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic material layer.
  • the hole injection material include metal porphyrine, oligothiophene, arylamine-based organics, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organics, quinacridone-based organics, and perylene-based Organic compounds, anthraquinones and polyaniline and poly-compounds of conductive polymers, and the like, but are not limited thereto.
  • the hole transport material is a material capable of transporting holes from the anode or the hole injection layer to the light emitting layer, and a material having high mobility to holes.
  • Specific examples thereof include an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
  • the light emitting material is a material capable of emitting light in the visible region by transporting and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency with respect to fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples thereof include 8-hydroxyquinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole series compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzo quinoline-metal compound; Benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series compounds; Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) -based polymers; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene and the like, but are not limited thereto.
  • the organic material layers may be formed of the same material or different materials.
  • the organic light emitting device of the present specification may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer is formed using the heterocyclic compound.
  • the present specification also provides a method of manufacturing an organic light emitting device formed using the heterocyclic compound.
  • Dopant materials include aromatic heterocyclic compounds, styrylamine compounds, boron complexes, fluoranthene compounds, metal complexes, and the like.
  • the aromatic heterocyclic compound is a condensed aromatic ring derivative having a substituted or unsubstituted arylamino group, and includes pyrene, anthracene, chrysene and periplanthene having an arylamino group, and a styrylamine compound is substituted or unsubstituted.
  • At least one arylvinyl group is substituted with the substituted arylamine, and one or two or more substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • substituents selected from the group consisting of an aryl group, a silyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and an arylamino group are substituted or unsubstituted.
  • the metal complex includes, but is not limited to, an iridium complex, a platinum complex, and the like.
  • the electron transport layer is a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to the light emitting layer.
  • the electron transporting material a material capable of injecting electrons from the cathode and transferring them to the light emitting layer is suitable. Do. Specific examples thereof include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes including Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer can be used with any desired cathode material as used in accordance with the prior art.
  • suitable cathode materials are conventional materials having a low work function followed by an aluminum or silver layer. Specifically cesium, barium, calcium, ytterbium and samarium, followed by aluminum layers or silver layers in each case.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from an electrode, has an ability to transport electrons, has an electron injection effect from a cathode, an electron injection effect with respect to a light emitting layer or a light emitting material, and hole injection of excitons generated in the light emitting layer
  • the compound which prevents the movement to a layer and is excellent in thin film formation ability is preferable.
  • fluorenone anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, preorenylidene methane, anthrone and the derivatives thereof, metal Complex compounds, nitrogen-containing five-membered ring derivatives, and the like, but are not limited thereto.
  • Examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinato lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] Quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ( o-cresolato) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtholato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtolato) gallium, It is not limited to this.
  • the hole blocking layer is a layer for preventing the cathode from reaching the hole, and may be generally formed under the same conditions as the hole injection layer. Specifically, there are oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, BCP, aluminum complexes, and the like, but are not limited thereto.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type according to a material used.
  • the heterocyclic compound of Formula 1 may be prepared according to the following reaction scheme, but is not limited thereto.
  • the type and number of substituents can synthesize various kinds of intermediates as those skilled in the art appropriately select known starting materials.
  • Reaction type and reaction conditions may be used those known in the art.
  • Example 6 3-bromo- [1,1'-biphenyl] -2-ol was used instead of 4-bromo- [1,1'-biphenyl] -3ol, and naphthalene- was used instead of phenyl boronic acid.
  • Compounds 3-3 and 3-13 were synthesized in the same manner except 2-ylboronic acid and [1,1'-biphenyl] -2-yl] boronic acid were used.
  • the synthesized compounds of Synthesis Examples 1 to 25 are as follows.
  • the glass substrate coated with ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1,500 kPa was put in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned.
  • Fischer Co. product was used as a detergent
  • distilled water filtered secondly as a filter of Millipore Co. product was used as distilled water.
  • the ultrasonic cleaning was repeated twice with distilled water for 10 minutes.
  • ultrasonic washing with a solvent of isopropyl alcohol, acetone and methanol was carried out and dried, and then transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was cleaned for 5 minutes using an oxygen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT) of the following formula was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the prepared ITO transparent electrode to form a hole injection layer.
  • NPB 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPB) (400 kV) of the following formula, which is a material for transporting holes on the hole injection layer, was vacuum deposited to form a hole transport layer. Formed.
  • BH1 of the following Chemical Formula was vacuum-deposited to a light emitting layer host on the hole transport layer to form a light emitting layer.
  • Alq 3 (aluminum tris (8-hydroxyquinoline)) of the following Chemical Formula was vacuum deposited on the light emitting layer to a thickness of 200 Pa to form an electron injection and transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) and aluminum were deposited to a thickness of 2,000 kPa in order to form a cathode.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 ⁇ 0.7 ⁇ / sec
  • the lithium fluoride of the cathode was maintained at a deposition rate of 0.3 ⁇ / sec
  • aluminum is 2 ⁇ / sec
  • the vacuum degree during deposition is 2x10 -7 ⁇ 5 ⁇ 10 ⁇ 8 torr was maintained.
  • Example 3 Comparative example 3, manufacturing.
  • Table 1 shows the results of experimenting at the current density of 20 mA / cm 2 of the organic light emitting device manufactured by using each compound as the blue host material as in Comparative Examples 1 to 10 and Examples 1 to 25.
  • the compounds of the comparative examples differ in the number and position of substituents substituted with the dibenzofuran group and the number of substituents bonded to the anthracene.
  • the driving voltage is low and the efficiency and life increase effect.

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Abstract

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

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 발명은 2018년 07월 02일 한국 특허청에 제출된 한국 특허 제 10- 2018-0076399호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물, 및 헤테로고리 화합물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019008059-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
단, Ar2 내지 Ar4 중 적어도 둘은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L은 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
R1 내지 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
m 내지 o은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고,
상기 n이 2 이상일 때, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
상기 m이 2 이상일 때, 상기 R2는 서로 같거나 상이하고,
상기 o가 2 이상일 때, 상기 R3은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서 또 하나의 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1 층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 발광 소자에서 저전압, 장수명의 특성을 얻을 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1 : 기판
2 : 제1 전극
3 : 발광층
4 : 제2 전극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자주입 및 수송층
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 아릴기로 치환된 아릴기, 헤테로아릴기로 치환된 아릴기, 아릴기로 치환된 헤테로고리기, 알킬기로 치환된 아릴기 등일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 파이레닐기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴기가 2 이상을 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로아릴기, 다환식 헤테로아릴기, 또는 단환식 헤테로아릴기와 다환식 헤테로아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 전술한 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기 및 N-알킬헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기의 예시는 전술한 헤테로아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가인 점을 제외하고, 아릴기의 정의와 같다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가인 점을 제외하고, 헤테로아릴기의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 13 중 어느 하나로 표시된다.
Figure PCTKR2019008059-appb-I000002
Figure PCTKR2019008059-appb-I000003
상기 화학식 2 내지 13에서, 상기 Ar1 내지 Ar4, R1 내지 R3, 및 m 내지 o는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알키닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 아민기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 터부틸기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환된 아민기, 메톡시기, 에톡시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페난트렌기, 또는 안트라센기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 내지 R3는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 N, O, 및 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
상기 아릴기 또는 헤테로아릴기는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
상기 아릴기 또는 헤테로아릴기는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 실릴기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
상기 아릴기 또는 헤테로아릴기는 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 터부틸기, 메틸기로 치환된 실릴기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환된 포스핀옥사이드기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 터부톡시기, 페닐기 또는 비페닐기로 치환된 아민기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라센기, 페난트렌기, 파이렌기, 트리페닐렌기, 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기, 피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 피롤기, 퓨란기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 벤조나프토퓨란기, 벤조나프토티오펜기, 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 알킬기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알콕시기, 아민기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 수소, 중수소, 알킬기, 실릴기, 포스핀옥사이드기, 알콕시기, 아민기, 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 N, O, 및 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 중수소 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리딘기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 중수소, 나프틸기, 페난트렌기, 또는 트리페닐렌기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 카바졸기; 또는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 페닐기; 나프틸기; 비페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 파이렌기; 플루오란텐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 내지 Ar4는 서로 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 내지 Ar4는 서로 상이하다
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar4는 서로 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar4는 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 페닐기; 나프틸기; 비페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 파이렌기; 플루오란텐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 페닐기; 나프틸기; 비페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 파이렌기; 플루오란텐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 페닐기; 나프틸기; 비페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 파이렌기; 플루오란텐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 페닐기; 나프틸기; 비페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 파이렌기; 플루오란텐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 중수소, 나프틸기, 페난트렌기, 또는 트리페닐렌기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 비페닐기; 터페닐기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 하기 치환기중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2019008059-appb-I000004
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 하기 치환기중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2019008059-appb-I000005
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 구조식들로 표시될 수 있다.
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또한, 본 발명에 따른 유기발광소자는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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.
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. 또한, 상기 유기물층은 전자 수송층, 전자 주입층, 및 전자 수송 및 전자 주입을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 발광층(3) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자주입 및 수송층(7) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층에 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트와 도펀트를 99:1 내지 80:20의 비율로 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층의 호스트는 호스트와 도펀트의 합 대비 80 내지 99 중량%의 비율로 사용된다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층의 청색 호스트로 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 A의 화합물을 도펀트로 포함한다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2019008059-appb-I000096
상기 화학식 A에 있어서,
X는 B, P(=O) 또는 P(=S)이고,
A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
G1 내지 G3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 아릴기; 헤테로아릴기; 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 헤테로아릴아민기이거나, 인접하는 기와 결합하여 Y3를 통해 고리를 형성할 수 있고,
Y3는 직접결합; O; C(Rm)(Rn); N(Rp); 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이며,
Y1 및 Y2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O 또는 N(Rp)이며,
Rm, Rn 및 Rp는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
b1 내지 b3는 각각 0 이상의 정수이고,
b1 내지 b3가 각각 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 괄호 내의 구조는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 하기 화합물 중 어느 하나를 도펀트로 포함한다.
Figure PCTKR2019008059-appb-I000097
Figure PCTKR2019008059-appb-I000098
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층 또는 전자차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 정공차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 포함하는 유기물층 및 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸화합물의), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)화합물의](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리화합물의 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 헤테로고리 화합물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
본 명세서는 또한, 상기 헤테로고리 화합물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
도펀트 재료로는 방향족 헤테로고리 화합물, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 헤테로고리 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3을 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공저지층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 반응식에 따라 제조될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 하기 반응식에 있어서, 치환기의 종류 및 개수는 당업자가 공지된 출발물질을 적절히 선택함에 따라 다양한 종류의 중간체를 합성할 수 있다. 반응 종류 및 반응 조건은 당기술분야에 알려져 있는 것들이 이용될 수 있다.
합성예 1. 화합물 1- 1 의 합성
Figure PCTKR2019008059-appb-I000099
[1,1':2',1''-터페닐]-3'-올 (100 g,406 mmol)와 디이소프로필아민 (4.2 g, 41 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 1000ml에 녹였다. 온도를 0℃로 내린 후, n-브로모숙신이미드 (73.7 g, 414 mmol)을 10번에 나누어 천천히 투입하였다. 투입 완료 후 0℃에서 1시간 동안 교반 후, 상온으로 온도를 올려 1시간 교반하였다. 묽은 황산을 투입하여 30분간 교반하고 분별깔대기를 이용하여 유기층을 분리하고, 물로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거한 후 여과하였다. 여액을 모아 감압증류하여 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여 4'-브로모-[1,1':2',1''-터페닐]-3-올을 얻었다. (63g, 194 mmol)
4'-브로모-[1,1':2',1''-터페닐]-3'-올 (63 g, 194 mmol) 과 (2-플루오로페닐)보론산 (32.5 g, 232 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 1000 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (53.5 g, 387 mmol)을 증류수 300 ml에 녹여 첨가하고, 비스(트리-터-부틸포스핀)팔라듐(0) (198 mg, 0.39 mmol)을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 유기층을 분리하였다. 감압증류하여 테트라히드로퓨란(THF)을 제거한 후 클로로폼에 녹여 분별 깔대기에 넣고 물로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거한 후 여과하였다. 여액을 감압증류하여 용매를 제거하였다. 얻어진 4'-(2-플루오로페닐)-[1,1':2',1''-터페닐]-3'-올 (51 g, 149 mmol)을 다음 반응에 바로 이용하였다.
4'-(2-플루오로페닐)-[1,1':2',1''-터페닐]-3'-올 (51 g, 149 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 400 ml에 녹인 후 0℃로 온도를 내려주었다. n-브로모숙신이미드 (29g, 165 mmol)을 디메틸포름아미드 100 ml에 녹인 후 천천히 투입하였다. 투입 완료 후 상온으로 서서히 온도를 올린 후 1시간 동안 교반하였다. 분별깔대기에 반응 용액과 증류수를 넣어 여러 번 추출한 후 유기층만 분리하여 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거하였다. 클로로폼을 감압증류하여 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다.(47 g, 115 mmol)
6'-브로모-4'-(2-플루오로페닐)-[1,1':2',1''-터페닐]-3'-올 (47g, 115 mmol), 포타슘 카보네이트 (63.3g, 458 mmol)와 디메틸아세트아미드 400ml를 둥근바닥플라스크에 넣은 후 3시간 동안 환류 교반하였다. 냉각 후, 증류수 1.5 L 에 반응 용액을 붓는다. 고체가 석출되면 여과하였다. 클로로폼 750 ml에 녹인 후 분별깔대기를 이용해 증류수로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거하고, 여과하였다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. (43 g, 108 mmol)
2-브로모-3,4-디페닐디벤조[b,d]퓨란 (43 g, 108 mmol), (10-페닐안트라센-9-일)보론산 (32.1 g, 108 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 500 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (29.8g, 215 mmol)을 증류수 100ml에 녹여 첨가하고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (3.73 g, 3.23 mmol)을 첨가하였다. 18시간동안 환류 교반한 후 냉각하였다. 생성된 고체를 여과한 후 톨루엔으로 재결정하여 화합물 1-1 (37g, 65 mmol)을 얻었다.
합성예 2 내지 4. 화합물 1-14, 1-68 및 1- 96 의 합성
상기 합성예 1 에서 (10-페닐안트라센-9-일)보론산 대신 (10-(나프탈렌-1-일)안트라센-9-일)보론산, (10-(디벤조[b,d]퓨란-1-일)안트라센-9-일)보론산, (4-(10-페닐안트라센-9-일)페닐)보론산 각각 사용한 것을 제외하고는 합성예 1 과 동일하게 하여 화합물 1-14, 1-68 및 1-96 을 각각 합성하였다.
합성예 5. 화합물 4-1의 합성
상기 합성예 1에서 (2-플루오로페닐)보론산 대신 (2-플루오로-[1,1'-비페닐]-3-일)보론산을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 하여 화합물 4-1을 합성하였다.
합성예 6. 화합물 2-1의 합성
Figure PCTKR2019008059-appb-I000100
4-브로모-[1,1'-비페닐]-3-올 (100 g, 401 mmol) 과 (3-클로로-2-플루오로페닐)보론산 (70 g, 401 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 2000 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (111 g, 803 mmol)을 증류수 500 ml에 녹여 첨가하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (13.9g, 12 mmol)을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 유기층을 분리하였다. 감압증류하여 테트라히드로퓨란(THF)을 제거한 후 클로로폼에 녹여 분별 깔대기에 넣고 물로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거한 후 여과하였다. 여액을 감압증류하여 용매를 제거하였다. 얻어진 3-클로로-2-플루오로-[1,1':4',1''-터페닐]-2'-올 (87 g, 291 mmol)을 다음 반응에 바로 이용하였다.
3-클로로-2-플루오로-[1,1':4',1''-터페닐]-2'-올 (87 g, 291 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 700 ml에 녹인 후 0℃로 온도를 내려주었다. n-브로모숙신이미드 (52g, 291 mmol)을 디메틸포름아미드 100 ml에 녹인 후 천천히 투입하였다. 투입 완료 후 상온으로 서서히 온도를 올린 후 1시간 동안 교반하였다. 분별깔대기에 반응 용액과 증류수를 넣어 여러 번 추출한 후 유기층만 분리하여 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거하였다. 클로로폼을 감압증류하여 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. (73 g, 204 mmol)
5'-브로모-3-클로로-2-플루오로-[1,1':4',1''-터페닐]-2'-올 (73 g, 204 mmol), 포타슘 카보네이트 (84.6 g, 612 mmol)와 디메틸아세트아미드 500ml를 둥근바닥플라스크에 넣은 후 3시간 동안 환류 교반하였다. 냉각 후, 증류수 1.5 L 에 반응 용액을 붓는다. 고체가 석출되면 여과하였다. 클로로폼 750 ml에 녹인 후 분별깔대기를 이용해 증류수로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거하고, 여과하였다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. (64 g, 179 mmol)
2-브로모-6-클로로-3-페닐디벤조[b,d]퓨란 (64 g, 179 mmol), (10-페닐안트라센-9-일)보론산 (53.35 g, 179 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 500 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (49.5 g, 358 mmol)을 증류수 100ml에 녹여 첨가하고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (6.20 g, 5.36 mmol)을 첨가하였다. 18시간동안 환류 교반한 후 냉각하였다. 생성된 고체를 여과한 후 톨루엔으로 재결정하여 6-클로로-페닐-2-(10-페닐안트라센-9-일)디벤조[b,d]퓨란 (70 g, 131 mmol을 얻었다.
6-클로로-페닐-2-(10-페닐안트라센-9-일)디벤조[b,d]퓨란 (70 g, 131 mmol), 페닐보론산 (16.1 g, 131 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 500 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (34.6 g, 250 mmol)을 증류수 100ml에 녹여 첨가하고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (4.34 g, 3.76 mmol)을 첨가하였다. 18시간동안 환류 교반한 후 냉각하였다. 생성된 고체를 여과한 후 톨루엔으로 재결정하여 화합물 2-1을 얻었다. (53 g, 92.5 mmol)
합성예 7 내지 9. 화합물 2-27, 2-73 및 2- 183 의 합성
상기 합성예 6 에서 (10-페닐안트라센-9-일)보론산 대신 (10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)보론산, (10-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)안트라센-9-일)보론산, (4-(10-페닐안트라센-9-일)나프탈렌-1-일)보론산을 각각 사용한 것을 제외하고는 합성예 6 과 동일하게 하여 화합물 2-27, 2-73 및 2-183 을 각각 합성하였다.
합성예 10. 화합물 3-1의 합성
상기 합성예 6 에서 4-브로모-[1,1'-비페닐]-3올 대신 3-브로모-[1,1'-비페닐]-2-올을 사용한 것을 제외하고는 합성예 6과 동일하게 하여 화합물 3-1을 합성하였다.
합성예 11 내지 13. 화합물 3-14, 3-40 및 3- 122 의 합성
.상기 합성예 6 에서 4-브로모-[1,1'-비페닐]-3올 대신 3-브로모-[1,1'-비페닐]-2-올을 사용하고, (10-페닐안트라센-9-일)보론산 대신 (10-(나프탈렌-1-일)안트라센-9-일)보론산, 9-브로모-10-(페난트렌-9-일)안트라센, (4-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페닐)보론산을 각각 사용한 것을 제외하고는 합성예 6 과 동일하게 하여 화합물 3-14, 3-40 및 3-122 를 각각 합성하였다.
합성예 14 및 15. 화합물 2-2 및 2-13의 합성.
상기 합성예 6의 페닐 보론산 대신 나프탈렌-1-일보론산, [1,1'-비페닐]-4-일]보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 하여 화합물 2-2, 2-13을 각각 합성하였다.
합성예 16 및 17. 화합물 3-3 및 3-13의 합성.
상기 합성예 6에서 4-브로모-[1,1'-비페닐]-3올 대신 3-브로모-[1,1'-비페닐]-2-올을 사용하고 페닐 보론산 대신 나프탈렌-2-일보론산, [1,1'-비페닐]-2-일]보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 하여 화합물 3-3 및 3-13을 각각 합성하였다.
합성예 18. 2-8 합성
Figure PCTKR2019008059-appb-I000101
2-브로모-5-클로로페놀 (100 g, 482 mmol) 과 (2-플루오로-[1,1'-비페닐]-3-일)보론산 (104 g, 482 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 2500 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (133 g, 964 mmol)을 증류수 500 ml에 녹여 첨가하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (410 mg, 0.80 mmol)을 첨가하였다. 2시간동안 환류하고 냉각 후 유기층을 분리하였다. 감압증류하여 테트라히드로퓨란(THF)을 제거한 후 클로로폼에 녹여 분별 깔대기에 넣고 물로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거한 후 여과하였다. 여액을 감압증류하여 용매를 제거하였다. 얻어진 4-클로로-2'-플루오로-[1,1':3',1''-터페닐]-2-올 (87 g, 291 mmol)을 다음 반응에 바로 이용하였다.
4-클로로-2'-플루오로-[1,1':3',1''-터페닐]-2-올 (87 g, 291 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 클로로폼 700 ml에 녹인 후 0℃로 온도를 내려주었다. n-브로모숙신이미드 (52 g, 292 mmol)을 디메틸포름아미드 100 ml에 녹인 후 천천히 투입하였다. 투입 완료 후 상온으로 서서히 온도를 올린 후 1시간 동안 교반하였다. 분별깔대기에 반응 용액과 증류수를 넣어 여러 번 추출한 후 유기층만 분리하여 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거하였다. 클로로폼을 감압증류하여 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. (66 g, 175 mmol)
5-브로모-4-클로로-2'-플루오로-[1,1':3',1''-터페닐]-2-올 (66 g, 174 mmol), 포타슘 카보네이트 (72.5g, 524 mmol)와 디메틸아세트아미드 400ml를 둥근바닥플라스크에 넣은 후 3시간 동안 환류 교반하였다. 냉각 후, 증류수 1.5 L 에 반응 용액을 붓는다. 고체가 석출되면 여과하였다. 클로로폼 750 ml에 녹인 후 분별깔대기를 이용해 증류수로 여러 번 씻어주었다. 유기층에 마그네슘 설페이트를 첨가하여 물을 제거하고, 여과하였다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. (47 g, 131 mmol)
2-브로모-3-클로로-6-페닐디벤조[b,d]퓨란 (47 g, 131 mmol), (10-페닐안트라센-9-일)보론산 (39.2 g, 131 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 500 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (36.3g, 263 mmol)을 증류수 100ml에 녹여 첨가하고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (4.55 g, 3.94 mmol)을 첨가하였다. 18시간동안 환류 교반한 후 냉각하였다. 생성된 고체를 여과한 후 톨루엔으로 재결정하였다. (45g, 84 mmol)
3-클로로-6-페닐-2-(10-페닐안트라센-9-일)디벤조[b,d]퓨란 (45 g, 84 mmol), 페닐보론산 (14.6 g, 84 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 테트라히드로퓨란(THF) 500 ml에 녹였다. 포타슘 카보네이트 (23.4g, 170 mmol)을 증류수 100ml에 녹여 첨가하고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (2.94 g, 2.54 mmol)을 첨가하였다. 18시간동안 환류 교반한 후 냉각하였다. 생성된 고체를 여과한 후 톨루엔으로 재결정하여 화합물 2-8을 수득하였다. (42g, 67 mmol)
합성예 19. 화합물 2-11의 합성
상기 합성예 18의 나프탈렌-1-일보론산 대신 디벤조[b,d]퓨란-2-일보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 하여 화합물 2-11을 각각 합성하였다.
합성예 20. 화합물 3-8의 합성
상기 합성예 18에서 2-브로모-5-클로로페놀 대신 2-브로모-6-클로로페놀 을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 하여 화합물 3-8을 각각 합성하였다.
합성예 21. 화합물 3-12의 합성
상기 합성예 18에서 2-브로모-5-클로로페놀 대신 2-브로모-6-클로로페놀 을 사용하고, 나프탈렌-1-일보론산 대신 [1,1'-비페닐]-3-일]보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 하여 화합물 3-12를 합성하였다.
합성예 22. 화합물 3-34의 합성
상기 합성예 18에서 2-브로모-5-클로로페놀 대신 2-브로모-6-클로로페놀 을 사용하고, (10-페닐안트라센-9-일)보론산 대신 (10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)보론산을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 하여 화합물 3-34를 합성하였다.
합성예 23. 4-7의 합성
Figure PCTKR2019008059-appb-I000102
합성한 화합물 1-1 (20g), AlCl3(4g)을 C6D6 (400ml)에 넣고 2시간 교반하였다. 반응 종료 후 D2O (60ml)를 넣고 30분 교반한 뒤 트리메틸아민(trimethylamine) (6ml)를 적가하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 MgSO4로 건조 후, 에틸아세테이트로 재결정하여 화합물 4-7을 64%의 수율로 수득하였다.
합성예 24 및 25. 4-8 및 4- 9 의 합성
상기 합성예 23 에서 화합물 1-1 대신 화합물 2-1 및 3-1을 사용한 것을 제외하고는 합성예 23과 동일하게 하여 화합물 4-8 및 4-9 을 합성하였다.
합성된 합성예 1 내지 25 의 화합물은 아래와 같다.
Figure PCTKR2019008059-appb-I000103
Figure PCTKR2019008059-appb-I000104
소자예 1. 비교예 1의 제조.
ITO(indium tin oxide)가 1,500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
(HAT)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000105
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화학식의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(400Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
(NPB)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000106
이어서, 상기 정공 수송층 위에 발광층 호스트로 하기 화학식의 BH1을 300Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
(BH1)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000107
상기 발광층을 증착하면서 청색 발광 도판트로 하기 화합물 BD 1을 4중량% 사용하였다.
(BD1)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000108
상기 발광층 위에 하기 화학식의 Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))를 200Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다.
(Alq3)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000109
상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께로 리튬 플루라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2x10-7~ 5x10-8 torr를 유지하였다.
상기와 같이 제조된 소자의 성능을 측정하였다.
소자예 2. 비교예 2의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH2를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
(BH2)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000110
소자예 3. 비교예 3의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH3 를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
(BH3)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000111
소자예 4. 비교예 4의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH4를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
(BH4)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000112
소자예 5. 비교예 5의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH5를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
(BH5)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000113
소자예 6. 비교예 6의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH6을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
(BH6)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000114
소자예 7. 비교예 7의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH7 를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
(BH7)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000115
소자예 8. 비교예 8의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH8 를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다
(BH8)
Figure PCTKR2019008059-appb-I000116
소자예 9. 비교예 9의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH9 를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다
Figure PCTKR2019008059-appb-I000117
(BH9)
소자예 10. 비교예 10의 제조.
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 BH10를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다
Figure PCTKR2019008059-appb-I000118
(BH-10)
소자예 11. 실시예 1 내지 16
청색 발광층 호스트 재료로써 BH1 대신 하기 표 1의 화합물을 각각 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하고 소자 성능을 측정하였다.
소자예 호스트 물질 구동전압 (V) 발광효율 (Cd/A) 색좌표 CIE_y 수명 T97% (시간)
비교예 1 BH1 4.57 6.12 0.046 91
비교예 2 BH2 5.11 6.14 0.047 121
비교예 3 BH3 5.25 5.90 0.046 129
비교예 4 BH4 4.98 5.12 0.047 130
비교예 5 BH5 4.85 5.15 0.046 121
비교예 6 BH6 4.90 5.61 0.047 117
비교예 7 BH7 4.98 5.02 0.056 80
비교예 8 BH 8 4.98 5.32 0.046 112
비교예 9 BH 9 4.85 5.21 0.045 131
비교예 10 BH 10 4.90 5.15 0.043 123
실시예 1 화합물 1-1 4.81 7.10 0.048 153
실시예 2 화합물 1-14 4.76 7.05 0.048 160
실시예 3 화합물 1-68 4.62 6.98 0.046 171
실시예 4 화합물 1-96 4.72 6.85 0.045 159
실시예 5 화합물 4-1 4.85 7.30 0.049 168
실시예 6 화합물 2-1 4.82 6.81 0.045 167
실시예 7 화합물 2-27 4.86 7.10 0.048 189
실시예 8 화합물 2-73 4.56 7.23 0.047 175
실시예 9 화합물 2-183 4.73 6.99 0.046 172
실시예 10 화합물 3-1 4.72 7.01 0.045 163
실시예 11 화합물 3-14 4.81 7.12 0.049 184
실시예 12 화합물 3-40 4.84 7.19 0.048 175
실시예 13 화합물 3-122 4.91 6.94 0.047 169
실시예 14 화합물 2-2 4.85 7.21 0.046 180
실시예 15 화합물 2-13 4.83 7.00 0.045 176
실시예 16 화합물 3-3 4.75 7.30 0.048 169
실시예 17 화합물 3-13 4.72 6.98 0.045 182
실시예 18 화합물 2-8 4.81 7.02 0.046 170
실시예 19 화합물2-11 4.71 7.09 0.046 177
실시예 20 화합물 3-8 4.69 6.99 0.047 183
실시예 21 화합물 3-12 4.83 7.15 0.048 169
실시예 22 화합물 3-34 4.75 7.22 0.045 189
실시예 23 화합물 4-7 4.72 7.00 0.045 240
실시예 24 화합물 4-8 4.82 6.78 0.045 255
실시예 25 화합물 4-9 4.72 6.99 0.045 246
상기 비교예 1 내지 10 및 실시예 1 내지 25과 같이 각각의 화합물을 청색 호스트 물질로 사용하여 제조한 유기 발광 소자를 20 mA/cm2 의 전류 밀도에서 실험한 결과를 상기 표 1 에 나타내었다. 비교예의 화합물들은 디벤조퓨란기에 치환되는 치환기의 수 및 위치와 안트라센에 결합되는 치환기의 수에 다르다. 이러한 비교예의 화합물들을 소자에 적용한 것에 비해 본 발명의 화합물을 소자예 적용하였을 때 구동전압이 낮으면서 효율 및 수명 상승 효과가 있음을 확인할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000119
    상기 화학식 1에서,
    Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    단, Ar2 내지 Ar4 중 적어도 둘은 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    L은 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
    R1 내지 R3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
    m 내지 o은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고,
    상기 n이 2 이상일 때, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
    상기 m이 2 이상일 때, 상기 R2는 서로 같거나 상이하고,
    상기 o가 2 이상일 때, 상기 R3은 서로 같거나 상이하다.
  2. 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 13 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000120
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000121
    상기 화학식 2 내지 13에서, 상기 Ar1 내지 Ar4, R1 내지 R3, 및 m 내지 o는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 R1 내지 R3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알키닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 아민기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기인 것인 헤테로고리 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
    상기 아릴기 또는 헤테로아릴기는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 실릴기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되는 것인 헤테로고리 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 헤테로고리 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000122
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000123
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000124
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000125
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000126
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000127
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000128
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000129
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000130
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000131
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000132
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000133
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000134
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000135
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000136
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000137
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000138
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000139
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000140
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000141
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000142
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000143
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000144
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000145
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000146
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000147
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000148
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000149
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000150
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000151
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000152
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000153
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000154
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000155
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000156
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000157
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000158
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000159
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000160
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000161
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000162
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000163
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000164
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000165
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000166
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000167
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000168
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000169
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000170
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000171
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000172
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000173
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000174
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000175
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000176
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000177
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000178
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000179
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000180
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000181
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000182
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000183
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000184
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000185
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000186
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000187
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000188
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000189
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000190
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000191
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000192
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000193
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000194
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000195
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000196
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000197
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000198
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000199
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000200
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000201
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000202
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000203
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000204
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000205
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000206
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000207
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000208
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000209
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000210
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000211
  6. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 발광층는 호스트와 도펀트를 포함하고, 상기 호스트로 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 A의 화합물을 도펀트로 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 A]
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000212
    상기 화학식 A에 있어서,
    X는 B, P(=O) 또는 P(=S)이고,
    A1 내지 A3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단환 또는 다환의 고리이며,
    G1 내지 G3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 알킬기; 아릴기; 헤테로아릴기; 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 헤테로아릴아민기이거나, 인접하는 기와 결합하여 Y3를 통해 고리를 형성할 수 있고,
    Y3는 직접결합; O; C(Rm)(Rn); N(Rp); 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이며,
    Y1 및 Y2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O 또는 N(Rp)이며,
    Rm, Rn 및 Rp는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고,
    b1 내지 b3는 각각 0 이상의 정수이고,
    b1 내지 b3가 각각 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 괄호 내의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 발광층은 하기 화합물 중 어느 하나를 도펀트로 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000213
    Figure PCTKR2019008059-appb-I000214
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