WO2021054714A1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2021054714A1
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허유진
이남진
정원장
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Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • An electroluminescent device is a type of self-luminous display device, and has advantages in that it has a wide viewing angle, excellent contrast, and a fast response speed.
  • the organic light-emitting device has a structure in which an organic thin film is disposed between two electrodes. When a voltage is applied to the organic light emitting device having such a structure, electrons and holes injected from the two electrodes are combined in the organic thin film to form a pair, and then emit light while disappearing.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers as necessary.
  • the material of the organic thin film may have a light emitting function as needed.
  • a compound capable of constituting an emission layer by itself may be used, or a compound capable of serving as a host or a dopant of the host-dopant-based emission layer may be used.
  • a compound capable of performing a role such as hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, and electron injection may be used.
  • the present specification is to provide a heterocyclic compound and an organic light-emitting device including the same.
  • An exemplary embodiment of the present application provides a heterocyclic compound represented by Formula 1 below.
  • L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 heteroaryl group,
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 heteroaryl group,
  • X 1 to X 3 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms,
  • k, l, m and n are each independently an integer of 1 to 3,
  • a is an integer from 1 to 6
  • b is an integer of 1 to 3
  • c is an integer from 1 to 4,
  • the first electrode; A second electrode; And one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers comprises a heterocyclic compound represented by Formula 1 above. Provides.
  • the compound described in the present specification can be used as an organic material layer material of an organic light emitting device.
  • the compound may serve as a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material, and the like in the organic light emitting device.
  • the compound can be used as an electron transport layer material, a hole blocking layer material, or a charge generation layer material of an organic light-emitting device.
  • the driving voltage of the device may be lowered, light efficiency may be improved, and the lifespan characteristics of the device may be improved.
  • 1 to 4 are views each exemplarily showing a stacked structure of an organic light-emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • substituted means that the hydrogen atom bonded to the carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the position at which the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent can be substituted, and when two or more are substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.
  • substituted or unsubstituted refers to a linear or branched alkyl group having 1 to 60 carbon atoms; A linear or branched alkenyl group having 2 to 60 carbon atoms; A linear or branched alkynyl group having 2 to 60 carbon atoms; A monocyclic or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 60 carbon atoms; A monocyclic or polycyclic heterocycloalkyl group having 2 to C60 carbon atoms; A monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 60 carbon atoms; A monocyclic or polycyclic heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms; Silyl group; Phosphine oxide group; And substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of an amine group, or substituted or unsubstituted with a substituent to which two or more substituents selected from the above exemplified substituents are connected.
  • substituted or unsubstituted refers to a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms; It may mean substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group.
  • "when a substituent is not indicated in the chemical formula or compound structure” may mean that all positions that can come as a substituent are hydrogen or deuterium. That is, deuterium is an isotope of hydrogen, and some hydrogen atoms may be deuterium, which is an isotope, and in this case, the content of deuterium may be 0% to 100%.
  • the content of deuterium is 0%, the content of hydrogen is 100%, and all of the substituents explicitly exclude deuterium such as hydrogen. If not, hydrogen and deuterium may be mixed and used in the compound.
  • deuterium is one of the isotopes of hydrogen and is an element having a deuteron consisting of one proton and one neutron as a nucleus, and hydrogen- It can be expressed as 2, and the element symbol can also be written as D or 2H.
  • an isotope meaning an atom having the same atomic number (Z) but different mass number (A) has the same number of protons, but neutrons
  • the number of (neutron) can be interpreted as other elements.
  • the total number of substituents that the phenyl group can have is 5 (T1 in the formula), of which the number of deuterium is 1 (T2 in the formula), it will be expressed as 20%.
  • T1 in the formula the total number of substituents that the phenyl group can have
  • T2 in the formula the number of deuterium is 1
  • I can. That is, it can be represented by the following structural formula that the content of deuterium in the phenyl group is 20%.
  • the "phenyl group having a deuterium content of 0%” may mean a phenyl group that does not contain deuterium atoms, that is, has 5 hydrogen atoms.
  • the halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group includes a straight chain or branched chain having 1 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group may be 1 to 60, specifically 1 to 40, more specifically, 1 to 20.
  • Specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, 1-methyl-butyl group, 1- Ethyl-butyl group, pentyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, hexyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 4-methyl- 2-pentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, heptyl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, cyclopentylmethyl group, cyclohexylmethyl group, octyl group, n-octyl group,
  • the alkenyl group includes a linear or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkenyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically, 2 to 20.
  • Specific examples include vinyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 3-methyl-1 -Butenyl group, 1,3-butadienyl group, allyl group, 1-phenylvinyl-1-yl group, 2-phenylvinyl-1-yl group, 2,2-diphenylvinyl-1-yl group, 2-phenyl-2 -(Naphthyl-1-yl)vinyl-1-yl group, 2,2-bis(diphenyl-1-yl)vinyl-1-yl group, stilbenyl group, styrenyl group, and the like, but are not limited thereto.
  • the alkynyl group includes a linear or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkynyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically, 2 to 20.
  • the alkoxy group may be a straight chain, branched chain, or cyclic chain.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, it is preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • the cycloalkyl group includes monocyclic or polycyclic having 3 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic refers to a group in which a cycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other cyclic group may be a cycloalkyl group, but may be a different type of cyclic group, such as a heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the number of carbon atoms of the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, and more specifically 5 to 20.
  • the heterocycloalkyl group includes O, S, Se, N or Si as a hetero atom, includes monocyclic or polycyclic having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a heterocycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other cyclic group may be a heterocycloalkyl group, but other types of cyclic groups such as a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like may be used.
  • the number of carbon atoms of the heterocycloalkyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically 3 to 20.
  • the aryl group includes monocyclic or polycyclic having 6 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic refers to a group in which an aryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other cyclic group may be an aryl group, but may be another type of cyclic group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the aryl group includes a spiro group.
  • the number of carbon atoms of the aryl group may be 6 to 60, specifically 6 to 40, and more specifically 6 to 25.
  • aryl group examples include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, anthryl group, chrysenyl group, phenanthrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, phenalenyl group, pyre Nyl group, tetracenyl group, pentacenyl group, fluorenyl group, indenyl group, acenaphthylenyl group, benzofluorenyl group, spirobifluorenyl group, 2,3-dihydro-1H-indenyl group, condensed ring groups thereof And the like, but are not limited thereto.
  • the phosphine oxide group includes a diphenylphosphine oxide group, a dinaphthylphosphine oxide, and the like, but is not limited thereto.
  • the silyl group is a substituent including Si and the Si atom is directly connected as a radical, is represented by -SiR104R105R106, R104 to R106 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Halogen group; Alkyl group; Alkenyl group; Alkoxy group; Cycloalkyl group; Aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heterocyclic group.
  • silyl group examples include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, etc. It is not limited.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the spiro group is a group including a spiro structure and may have 15 to 60 carbon atoms.
  • the spiro group may include a structure in which a 2,3-dihydro-1H-indene group or a cyclohexane group is spiro bonded to a fluorenyl group.
  • the following spiro group may include any one of the groups of the following structural formula.
  • the heteroaryl group includes S, O, Se, N, or Si as a hetero atom, includes a monocyclic or polycyclic having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a heteroaryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other cyclic group may be a heteroaryl group, but may be another type of cyclic group such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, and the like.
  • the number of carbon atoms of the heteroaryl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically 3 to 25.
  • heteroaryl group examples include pyridyl group, pyrrolyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, furanyl group, thiophene group, imidazolyl group, pyrazolyl group, oxazolyl group, isoxazolyl group, thiazolyl Group, isothiazolyl group, triazolyl group, furazinyl group, oxadiazolyl group, thiadiazolyl group, dithiazolyl group, tetrazolyl group, pyranyl group, thiopyranyl group, diazinyl group, oxazinyl group , Thiazinyl group, dioxynyl group, triazinyl group, tetrazinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinazolinyl group, isoquinazolinyl group, quinozoliryl group, naphthyridyl group,
  • the amine group is a monoalkylamine group; Monoarylamine group; Monoheteroarylamine group; -NH 2 ; Dialkylamine group; Diarylamine group; Diheteroarylamine group; Alkylarylamine group; Alkylheteroarylamine group; And it may be selected from the group consisting of an arylheteroarylamine group, the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • amine group examples include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, dibiphenylamine group, anthracenylamine group, 9- Methyl-anthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group, biphenylnaphthylamine group, phenylbiphenylamine group, biphenylfluore
  • nilamine group phenyltriphenylenylamine group, biphenyltriphenylenylamine group, etc., but are not limited thereto.
  • an arylene group means that the aryl group has two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the aryl group described above may be applied.
  • the heteroarylene group refers to a heteroaryl group having two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the aforementioned heteroaryl group may be applied.
  • the "adjacent" group means a substituent substituted on an atom directly connected to the atom where the corresponding substituent is substituted, a substituent located three-dimensionally closest to the corresponding substituent, or another substituent substituted on the atom where the corresponding substituent is substituted.
  • I can.
  • two substituents substituted with an ortho position in a benzene ring and two substituents substituted with the same carbon in an aliphatic ring may be interpreted as "adjacent" to each other.
  • a heterocyclic compound represented by the following Formula 1 is provided.
  • L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 heteroaryl group,
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 heteroaryl group,
  • X 1 to X 3 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms,
  • k, l, m and n are each independently an integer of 1 to 3,
  • a is an integer from 1 to 6
  • b is an integer of 1 to 3
  • c is an integer from 1 to 4,
  • the mobility of holes is affected by the size of the space and the orientation formed by the interaction of materials used in the deposition process.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 When the heterocyclic compound represented by Formula 1 is deposited on an organic light emitting device, it can have a space in which a certain orientation and holes can be formed at the same time, so it has excellent hole transport ability and has a homogeneous (HOMO) energy level. (level) can be stabilized.
  • HOMO homogeneous
  • X 1 to X 3 in Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently, hydrogen; heavy hydrogen; It may be a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms.
  • X 1 to X 3 are the same as or different from each other, and each independently, hydrogen or deuterium.
  • X 1 to X 3 are the same as or different from each other, and each independently, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 40 carbon atoms. It is an aryl group.
  • X 1 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms.
  • X 1 is hydrogen; Or deuterium.
  • X 1 is hydrogen
  • X 1 is deuterium
  • X 2 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms.
  • X 2 is hydrogen; Or deuterium.
  • X 2 is hydrogen
  • X 2 is deuterium
  • X 3 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms.
  • X 3 is hydrogen; Or deuterium.
  • X 3 is hydrogen
  • X 3 is deuterium
  • X 1 to X 3 are hydrogen.
  • a in Formula 1 is an integer of 1 to 6
  • b is an integer of 1 to 3
  • c may be an integer of 1 to 4
  • a, b and c are 2 or more.
  • the substituents in parentheses may be the same as or different from each other.
  • a is an integer of 1 to 6.
  • a is 6.
  • a is 5.
  • a is 4.
  • a 3.
  • a is 2.
  • a is 1.
  • b is an integer of 1 to 3.
  • b is 3.
  • b is 2.
  • b is 1.
  • c is an integer of 1 to 4.
  • c is 4.
  • c is 3.
  • c is 2.
  • c is 1.
  • k, l, m, and n in Formula 1 are each independently an integer of 1 to 3, and when k, l, m and n are 2 or more, the substituents in parentheses are each They can be the same or different.
  • m is an integer of 1 to 3.
  • m 3.
  • n is 2.
  • m is 1.
  • n is an integer of 1 to 3.
  • n 3.
  • n is 2.
  • n 1
  • n 2 or more
  • the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • Formula 1 provides a heterocyclic compound represented by any one of the following Formulas 2 to 5.
  • L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • the L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • the L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • the L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • the L 1 to L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Phenylene group; Or it may be a biphenylene group.
  • L 1 and L 2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • L 1 and L 2 may be different from each other.
  • L 1 and L 2 may be the same as each other.
  • L 1 is a direct bond
  • L 2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 1 is a direct bond
  • L 2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 1 is a direct bond
  • L 2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 2 is a direct bond
  • L 1 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 2 is a direct bond
  • L 1 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 2 is a direct bond
  • L 1 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 1 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L 1 is a direct bond; Phenylene group; Or it may be a biphenylene group.
  • L 1 is a direct bond.
  • L 1 is a phenylene group.
  • L 1 is a biphenylene group.
  • L 2 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 2 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 2 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 2 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L 2 is a direct bond; Phenylene group; Or a biphenylene group; It may be a naphthylene group.
  • L 2 is a direct bond.
  • L 2 is a phenylene group.
  • L 2 is a biphenylene group.
  • L 1 and L 2 are direct bonds.
  • L 3 and L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • L 3 and L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 3 and L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 3 and L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 3 and L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L 3 and L 4 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Phenylene group; Or it may be a biphenylene group.
  • L 3 and L 4 may be the same as each other.
  • L 3 and L 4 may be different from each other.
  • L 3 is a direct bond
  • L 4 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 3 is a direct bond
  • L 4 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 3 is a direct bond
  • L 4 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 4 is a direct bond
  • L 3 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 4 is a direct bond
  • L 3 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 4 is a direct bond
  • L 3 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 3 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 3 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 3 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 3 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L 3 is a direct bond; Phenylene group; Or it may be a biphenylene group.
  • L 3 is a direct bond.
  • L 3 is a phenylene group.
  • L 3 is a biphenylene group.
  • L 4 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L 4 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • L 4 is a direct bond; A substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L 4 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L 4 is a direct bond; Phenylene group; Or a biphenylene group; It may be a naphthylene group.
  • L 4 is a direct bond.
  • L 4 is a phenylene group.
  • L 4 is a biphenylene group.
  • Ar 1 and Ar 2 in Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • Ar 1 and Ar 2 in Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted fluorenyl group; A substituted or unsubstituted carbazole group; A substituted or unsubstituted triphenylenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted spiro [fluorene-9-9'xanthene] (spiro[fluorene-9-9
  • Ar 1 of Formula 1 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted fluorenyl group; A substituted or unsubstituted carbazole group; A substituted or unsubstituted triphenylenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted spiro [fluorene-9-9'xanthene] (spiro[fluorene-9,9'-xanthene]).
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted fluorenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group.
  • Ar 1 is a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Fluorenyl group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or it may be a spirobifluorenyl group.
  • Ar 1 of Formula 1 provides a heterocyclic compound represented by any one of the following formulas.
  • Ar 2 in Formula 1 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • Ar 2 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted fluorenyl group; A substituted or unsubstituted carbazole group; A substituted or unsubstituted triphenylenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; A substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; A substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted spiro [fluorene-9-9'xanthene] (spiro[fluorene-9,9'-xanthene]).
  • Ar 2 is a phenyl group unsubstituted or substituted with a cyano group; Biphenyl group; Terphenyl group; A naphthyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; 9,9-dimethyl-9H-fluorenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A carbazole group unsubstituted or substituted with a phenyl group or a naphthyl group; Triphenylenyl group; A dibenzofuran group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A spirobifluorenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; Or it may be
  • Ar 2 of Formula 1 provides a heterocyclic compound represented by any one of the following formulas.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted methyl group; A substituted or unsubstituted phenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group.
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently a methyl group; Phenyl group; Or it may be a spirobifluorenyl group.
  • R 1 and R 2 may be the same as each other.
  • R 1 and R 2 may be different from each other.
  • R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R 1 is a substituted or unsubstituted methyl group; A substituted or unsubstituted phenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group.
  • R 1 is a methyl group; Phenyl group; Or it may be a spirobifluorenyl group.
  • R 1 is a methyl group.
  • R 1 is a phenyl group.
  • R 1 is a spirobifluorenyl group.
  • R 2 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R 2 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R 2 is a substituted or unsubstituted methyl group; A substituted or unsubstituted phenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group.
  • R 2 is a methyl group; Phenyl group; Or it may be a spirobifluorenyl group.
  • R 2 is a methyl group.
  • R 2 is a phenyl group.
  • R 2 is a spirobifluorenyl group.
  • Formula 1 provides a heterocyclic compound represented by any one of the following compounds.
  • a compound having the inherent characteristics of the introduced substituent can be synthesized.
  • a hole injection layer material, a hole transport layer material, a light emitting layer material, an electron transport layer material, and a substituent mainly used in the charge generation layer material used in manufacturing an organic light emitting device are introduced into the core structure to meet the conditions required by each organic material layer. Materials can be synthesized.
  • the energy band gap can be finely adjusted, while the properties at the interface between organic materials can be improved, and the use of the material can be varied.
  • the heterocyclic compound has excellent thermal stability due to its high glass transition temperature (Tg). This increase in thermal stability becomes an important factor providing driving stability to the device.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may be prepared through a multi-step chemical reaction. Some intermediate compounds are prepared first, and the compound of formula 1 may be prepared from the intermediate compounds. More specifically, the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may be prepared based on Preparation Examples described below.
  • organic light-emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the "organic light emitting device” may be expressed by terms such as “organic light emitting diodes”, “organic light emitting diodes (OLEDs)", “OLED devices”, and “organic electroluminescent devices”.
  • the first electrode; A second electrode; And one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes a heterocyclic compound represented by Formula 1 Provides.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a cathode
  • the second electrode may be an anode
  • the organic light-emitting device may be a blue organic light-emitting device, and the heterocyclic compound according to Formula 1 may be used as a material of the blue organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device may be a green organic light-emitting device, and the heterocyclic compound according to Formula 1 may be used as a material of the green organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device may be a red organic light-emitting device, and the heterocyclic compound according to Formula 1 may be used as a material of the red organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device of the present application may be manufactured by a conventional method and material of an organic light-emitting device, except for forming one or more organic material layers using the above-described heterocyclic compound.
  • the heterocyclic compound may be formed as an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution coating method refers to spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spray method, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present application 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 hole auxiliary 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 a hole transport layer, and the hole transport layer may include the heterocyclic compound.
  • the hole transport layer refers to a layer that receives holes from the hole injection layer and transfers them to the light emitting layer.
  • the heterocyclic compound is a material having an appropriate hole mobility, and when the heterocyclic compound is used in the hole transport layer, excitons formed in the light emitting layer may be increased. That is, when the heterocyclic compound is used in the hole transport layer, driving, efficiency, and life of the organic light-emitting device may be excellent.
  • the organic material layer may include a hole auxiliary layer, and the hole auxiliary layer may include the heterocyclic compound.
  • the hole auxiliary layer refers to a layer that serves to prevent electrons passing from the emission layer to the hole transport layer by matching an appropriate energy level between the hole transport layer and the emission layer.
  • the heterocyclic compound is a material having an appropriate hole mobility, and when the heterocyclic compound is used in the hole auxiliary layer, it is possible to prevent the reduction of excitons formed in the light emitting layer. That is, when the heterocyclic compound is used in the hole auxiliary layer, driving, efficiency, and life of the organic light-emitting device may be excellent. Since the hole auxiliary layer can also perform the function of an electron blocking layer, it may be expressed as an electron blocking layer instead of the hole auxiliary layer.
  • the organic light-emitting device of the present invention may further include one or two or more layers selected from the group consisting of an emission layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole auxiliary layer, and a hole blocking layer.
  • FIG. 1 to 3 illustrate a stacking sequence of an electrode and an organic material layer of an organic light-emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • the scope of the present application be limited by these drawings, and the structure of an organic light-emitting device known in the art may be applied to the present application.
  • an organic light-emitting device in which an anode 200, an organic material layer 300, and a cathode 400 are sequentially stacked on a substrate 100 is shown.
  • an organic light-emitting device in which a cathode, an organic material layer, and an anode are sequentially stacked on a substrate may be implemented.
  • the organic light emitting device according to FIG. 3 includes a hole injection layer 301, a hole transport layer 302, a light emitting layer 303, a hole blocking layer 304, an electron transport layer 305, and an electron injection layer 306.
  • a hole injection layer 301 a hole transport layer 302
  • a light emitting layer 303 a hole transport layer 302
  • a hole blocking layer 304 a hole blocking layer 304
  • an electron transport layer 305 an electron injection layer 306.
  • the scope of the present application is not limited by such a lamination structure, and other layers other than the light emitting layer may be omitted, or other necessary functional layers may be further added if necessary.
  • the organic material layer including the compound represented by Formula 1 may further include other materials as needed.
  • the organic light-emitting device includes an anode, a first stack provided on the anode and including a first emission layer, a charge generation layer provided on the first stack, and a charge generation layer. And a second stack provided on and including a second emission layer, and a cathode provided on the second stack.
  • first stack and the second stack may each independently further include one or more of the aforementioned hole injection layer, hole transport layer, hole blocking layer, electron transport layer, and electron injection layer.
  • the charge generation layer may be an N-type charge generation layer, and the charge generation layer may further include a dopant known in the art in addition to the heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • an organic light-emitting device having a two-stack tandem structure is exemplarily shown in FIG. 4 below.
  • the first electron blocking layer, the first hole blocking layer, and the second hole blocking layer described in FIG. 4 may be omitted in some cases.
  • the cathode material Materials having a relatively large work function may be used as the cathode material, and transparent conductive oxides, metals, or conductive polymers may be used.
  • the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), conductive polymers such as polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the negative electrode material Materials having a relatively low work function may be used as the negative electrode material, and metal, metal oxide, or conductive polymer may be used.
  • 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; There are multilayered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
  • a known hole injection material may be used.
  • a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429 or a phthalocyanine compound disclosed in Advanced Material, 6, p.677 (1994) is described in the literature.
  • Starburst type amine derivatives such as tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), 4,4',4"-tri[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine (m- MTDATA), 1,3,5-tris[4-(3-methylphenylphenylamino)phenyl]benzene (m-MTDAPB), polyaniline/dodecylbenzenesulfonic acid or poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate) (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), polyaniline/camphor sulfonic acid or polyaniline/ Poly(4-styrenesulfonate) (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)) or the like may be used.
  • TCTA tris(
  • hole transport material pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, and the like may be used, and low molecular weight or high molecular weight materials may be used.
  • Electron transport materials include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone Derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, and the like may be used, and not only low-molecular substances but also high-molecular substances may be used.
  • LiF is typically used in the art, but the present application is not limited thereto.
  • Red, green, or blue light-emitting materials may be used as the light-emitting material, and if necessary, two or more light-emitting materials may be mixed and used. In this case, two or more light-emitting materials may be deposited as separate sources and used, or premixed and deposited as one source. Further, a fluorescent material may be used as the light emitting material, but it may also be used as a phosphorescent material. As the light emitting material, a material that emits light by combining holes and electrons respectively injected from the anode and the cathode may be used, but materials in which the host material and the dopant material are both involved in light emission may be used.
  • hosts of the same series may be mixed and used, or hosts of different types may be mixed and used.
  • any two or more types of an n-type host material or a p-type host material may be selected and used as the host material of the light emitting layer.
  • the organic material layer may include an emission layer, and the emission layer may include the heterocyclic compound as a host material of a light emitting material.
  • the emission layer may include two or more host materials, and at least one of the host materials may include the heterocyclic compound and a host material of a light-emitting material.
  • the emission layer may include two or more host materials, at least one of the host materials is a p-type host material, and the p-type host material uses the heterocyclic compound as a host of the light-emitting material. It may contain substances.
  • the emission layer may include two or more host materials, and the two or more host materials each include one or more p-type host materials and n-type host materials, and the p-type host material May include the heterocyclic compound as a host material of a light emitting material.
  • the heterocyclic compound When the heterocyclic compound is included as a host material of a light-emitting material, driving, efficiency, and life of the organic light-emitting device may be excellent. In addition, when the heterocyclic compound having excellent hole transport capability is used as a p-type host material, driving, efficiency, and lifespan of the organic light-emitting device may be further improved.
  • the organic light-emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double-sided emission type depending on the material used.
  • the heterocyclic compound according to the exemplary embodiment of the present application may function in an organic electronic device including an organic solar cell, an organic photoreceptor, an organic transistor, etc. with a principle similar to that applied to an organic light emitting device.
  • Table 1 shows the use of Compound A instead of phenylboronic acid in Preparation Example 1, and 9,9-dimethyl-N-phenyl-9H-fluoren-2-amine (9,9-dimethyl-N-phenyl -9H-fluoren-2-amine) was prepared in the same manner except that Compound B was used instead of the target compound.
  • Table 2 shows that in Preparation Example 2, compound C was used instead of A-3, and compound D was used instead of (4-bromophenyl) boronic acid), and N-(4-(9) ,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)phenyl)phenanthrene-9-amine (N-(4-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)phenyl)phenanthrene-9-amine ) Instead of using Compound E, it was prepared in the same manner to synthesize the target compound.
  • Table 3 is a measurement value of 1 H NMR (DMSO, 300 MHz), and Table 4 below is a measurement value of FD-MS: Field desorption mass spectrometry.
  • the glass substrate coated with ITO thin film to a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water and ultrasonic waves. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning was performed with a solvent such as acetone, methanol, and isopropyl alcohol, dried, and UVO treated for 5 minutes using UV in a UV scrubber. After the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), plasma treatment was performed to remove the ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • PT plasma cleaner
  • a current was applied to the cell to evaporate 2-TNATA to deposit a hole injection layer having a thickness of 600 ⁇ on the ITO substrate.
  • the following N,N'-bis( ⁇ -naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine (N,N'-bis( ⁇ -naphthyl)-N, N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB) was added, and a hole transport layer having a thickness of 300 ⁇ was deposited on the hole injection layer by evaporation by applying a current to the cell.
  • the light emitting layer was thermally vacuum deposited thereon as follows.
  • the light emitting layer is a compound of 9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-Bi-9H-carbazole as a host 400 ⁇
  • the green phosphorescent dopant was deposited by doping 7% of the weight of the host material with Ir(ppy) 3. Thereafter, BCP was deposited to a thickness of 60 ⁇ as a hole blocking layer, and Alq 3 was deposited as an electron transport layer thereon to a thickness of 200 ⁇ .
  • lithium fluoride (LiF) was deposited on the electron transport layer to a thickness of 10 ⁇ to form an electron injection layer, and then an aluminum (Al) negative electrode was deposited on the electron injection layer to a thickness of 1,200 ⁇ to form a cathode.
  • An organic electroluminescent device was manufactured.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Experimental Example 1, except that the compound shown in Table 5 below was used instead of the compound NPB used in forming the hole transport layer in the manufacturing process of the organic light-emitting device.
  • the hole transport compounds M1 to M3 of Comparative Examples 2 to 4 excluding the NPB of Comparative Example 1 are as follows.
  • T 90 was measured.
  • T 90 denotes a lifetime (unit: h, hour) which is 90% of the initial luminance.
  • the measured characteristics of the organic light-emitting device of the present invention are shown in Table 5 below.
  • Example 1 One 3.78 119.59 167
  • Example 2 3 3.52 127.88 251
  • Example 3 5 3.55 121.32 270
  • Example 4 13 3.51 130.54 254
  • Example 5 16 4.24 124.32 244
  • Example 6 21 4.12 120.33 200
  • Example 7 22 4.36 118.99 253
  • Example 8 24 3.53 126.71 266
  • Example 9 30
  • Example 10 32 3.99 124.23 246
  • Example 11 38 4.27 130.12 249
  • Example 12 43 3.61 128.76 250
  • Example 13 49 3.88 129.52 251
  • Example 14 60 3.51 129.11 244
  • Example 15 69
  • Example 16 70
  • 4.48 132.81 Example 17
  • 81 81 3.49 138.67 221
  • Example 18 83 3.87 128.76 200
  • Example 19 86 3.92 128.11 203
  • Example 20 91 4.12 126
  • M3 of Comparative Example 3 has a bi-substituted structure, so that the orientation and the size of the space formed during deposition are similar, so that the mobility of holes may be similar to that of the case of using the compound according to the present application, but the structure is three-dimensional. Looking at, it can be seen that the structure substituted at the 2nd and 3rd positions rather than the 1st and 2nd position of the naphthyl group causes steric hindrance between the substituents, destabilizing the molecule, resulting in poor lifespan characteristics of the device.
  • the transparent electrode ITO thin film obtained from the glass for an organic light-emitting device (manufactured by Samsung-Corning) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes each using trichloroethylene, acetone, ethanol, and distilled water in sequence, and then stored in isopropanol and used.
  • the ITO substrate is installed in the substrate folder of the vacuum evaporation equipment, and the following 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine ( 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenyl amine: 2-TNATA) was added.
  • a current was applied to the cell to evaporate 2-TNATA to deposit a hole injection layer having a thickness of 600 ⁇ on the ITO substrate.
  • the following N,N'-bis( ⁇ -naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine (N,N'-bis( ⁇ -naphthyl)-N, N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB) was added, and a hole transport layer having a thickness of 300 ⁇ was deposited on the hole injection layer by evaporation by applying a current to the cell.
  • a blue light emitting material having the following structure was deposited as a light emitting layer thereon. Specifically, H1, which is a blue light emitting host material, was vacuum-deposited to a thickness of 200 ⁇ in one cell of the vacuum deposition equipment, and D1, which is a blue light emitting dopant material, was vacuum-deposited 5% by weight of the host material.
  • lithium fluoride LiF
  • Al cathode As an electron injection layer, lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ , and an Al cathode was deposited to a thickness of 1,000 ⁇ to prepare an organic light emitting device.
  • all organic compounds required for manufacturing the organic light-emitting device were vacuum-sublimated and purified under 10 -6 to 10 -8 torr, respectively, for each material, and used to manufacture the organic light-emitting device.
  • the hole auxiliary layer compounds M1 to M3 of Comparative Examples 5 to 7 are as follows.
  • T 95 refers to a lifetime (unit: h, hour) that is 95% of the initial luminance.
  • the measured characteristics of the organic light-emitting device of the present invention are shown in Table 6 below.
  • Example 47 One 5.71 7.12 53
  • Example 48 3 5.88 7.09 43
  • Example 49 5 5.74 6.99 49
  • Example 50 13 5.68 7.03 59
  • Example 51 16 5.16 7.55 65
  • Example 52 21 5.22 7.41 56
  • Example 53 22 5.31 7.27 57
  • Example 54 24 5.33 7.58 58
  • Example 55 30 5.82 7.18 51
  • Example 56 32 5.37 7.92 45
  • Example 57 38 5.55 7.31 51
  • Example 58 43 5.88 6.97 42
  • Example 59 5.78 6.99 53
  • Example 60 60 5.61 6.94 58
  • Example 61 69 5.79 7.11 40
  • Example 62 70 5.23 7.29 56
  • Example 64 83 5.31 7.27 51
  • Example 65 86 6.01 6.90 40
  • Example 66 91 5.28 6.99 57
  • Example 68 100 6.09 6.97 53
  • Example 69 125 5.83 6.91
  • Example 70 126 5.77
  • the hole auxiliary layer plays a more effective role in preventing electrons from the light emitting layer from passing to the hole transport layer, like the electron blocking layer, compared to when the compound according to the present application is not used It can be performed, and additionally, the energy level and emission wavelength between the light emitting layer and the hole transport layer are more effectively tuned to have an effect of improving color purity.
  • the degree of electron blocking, the energy level between the light emitting layer and the hole transport layer, and the tuning of the light emission wavelength are also affected by the size of the space and orientation formed by the interaction of materials during deposition. It is judged to be an effect caused by the difference in the orientation characteristics of the M1 to M3 and the size of the space.
  • a glass substrate coated with a thin film of indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water and ultrasonic waves. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning was performed with a solvent such as acetone, methanol, and isopropyl alcohol, dried, and UVO treated for 5 minutes using UV in a UV scrubber. After the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), plasma treatment was performed to remove the ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • ITO indium tin oxide
  • the light emitting layer was thermally vacuum deposited thereon as follows.
  • a host the compound shown in Table 7 below is used as a single host or n-Host (n-type host) having good electron transport capability as a first host, and p-Host (p-type host) having good hole-transporting capability as a second host.
  • n-Host n-type host
  • p-Host p-type host
  • Doped with 3% of the weight of the host material or Ir(ppy) 3 was doped with 7% of the weight of the host material using Ir(ppy) 3 as a green phosphorescent dopant to the host and deposited to a thickness of 500 ⁇ .
  • BCP was deposited to a thickness of 60 ⁇ as a hole blocking layer
  • Alq 3 was deposited as an electron transport layer thereon to a thickness of 200 ⁇ .
  • n-Host when two hosts are used, the compound used as n-Host is as follows.
  • lithium fluoride (LiF) was deposited on the electron transport layer to a thickness of 10 ⁇ to form an electron injection layer, and then an aluminum (Al) cathode was deposited on the electron injection layer to a thickness of 1,200 ⁇ to form a cathode.
  • Al aluminum
  • the luminous efficiency and lifetime of the organic light emitting device of Examples 93 to 102 in which the light emitting layer was formed using the compound according to the present application as a single host material was determined by the first host material corresponding to n-Host and the compound according to the present application. It was confirmed that a case similar to or superior to the organic light emitting devices of Comparative Examples 9, 12, and 13 in which the emission layer was formed by using a compound other than that as a second host material corresponding to p-Host at the same time appeared.
  • n-Host n-type host
  • p-Host p-type host
  • the luminous efficiency and lifespan are superior to those of the light-emitting device, it means that when the compound according to the present application is used as a host material, the luminous efficiency and lifespan of the organic light-emitting device can be remarkably improved.

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Abstract

본 출원은 유기 발광 소자의 수명, 효율, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 헤테로고리 화합물 및 상기 헤테로고리 화합물이 유기물층에 함유되어 있는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 명세서는 2019년 9월 17일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2019-0114331호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공주입, 정공수송, 전자차단, 정공차단, 전자수송, 전자주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020012488-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
k, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 내지 3의 정수이고,
a는 1 내지 6의 정수이고,
b는 1 내지 3의 정수이고,
c는 1 내지 4의 정수이고,
k, l, m, n, a, b 및 c가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기발광소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기발광소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물이 유기 발광 소자의 전자 수송층 재료, 정공 저지층 재료 또는 전하 생성층 재료로서 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기물층에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층 구조를 예시적으로 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 탄소수 2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 실릴기; 포스핀옥사이드기; 및 아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "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 PCTKR2020012488-appb-I000002
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 함량 20%라는 것인 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000003
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 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)R101R102로 표시되고, R101 및 R102는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 상기 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR104R105R106로 표시되고, R104 내지 R106은 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 스피로기는 스피로 구조를 포함하는 기로서, 탄소수 15 내지 60일 수 있다. 예컨대, 상기 스피로기는 플루오레닐기에 2,3-디히드로-1H-인덴기 또는 시클로헥산기가 스피로 결합된 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하기 스피로기는 하기 구조식의 기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000004
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020012488-appb-I000005
상기 화학식 1에 있어서,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이며,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
k, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 내지 3의 정수이고,
a는 1 내지 6의 정수이고,
b는 1 내지 3의 정수이고,
c는 1 내지 4의 정수이고,
k, l, m, n, a, b 및 c가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
일반적으로 정공의 이동도는 증착하는 과정에서 사용되는 물질들의 상호 작용에 의해 형성되는 배향 및 공간의 크기에 영향을 받게 된다. 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기발광소자에 증착할 경우 일정한 배향 및 정공이 형성될 수 있는 공간을 동시에 가질 수 있으므로 정공 수송 능력이 우수하고, 호모(HOMO, Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨(level)이 안정화시킬 수 있다. 이는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자 내의 정공 수송층 또는 전자 저지층의 물질로 사용할 경우 적정 에너지 레벨과 밴드 갭을 형성하게 되어 발광영역 내의 엑시톤이 증가하게 된다. 발광영역 내의 엑시톤이 증가한다는 것은 소자의 구동전압과 효율을 증가시키는 효과를 갖는다는 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1는 수소; 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2는 수소; 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2는 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 수소; 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X3는 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 a는 1 내지 6의 정수이고, b는 1 내지 3의 정수이고, c는 1 내지 4의 정수일 수 있고, 상기 a, b 및 c가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 1 내지 6의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 6이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 5이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 1 내지 3의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 1 내지 4의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 k, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 내지 3의 정수이고, 상기 k, l, m 및 n이 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 1 내지 3의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 m이 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 1 내지 3의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 n이 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 화학식 5 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2020012488-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2020012488-appb-I000007
[화학식 4]
Figure PCTKR2020012488-appb-I000008
[화학식 5]
Figure PCTKR2020012488-appb-I000009
상기 화학식 2 내지 5에 있어서, 각 치환기의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 동일할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이고, 상기 L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이고, 상기 L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이고, 상기 L2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합이고, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합이고, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합이고, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 비페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기; 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L2는 비페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 같을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3 및 L4는 서로 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합이고, 상기 L4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합이고, 상기 L4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합이고, 상기 L4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합이고, 상기 L3은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합이고, 상기 L3은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합이고, 상기 L3은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L3은 비페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기; 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L4는 비페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로[플루오렌-9-9'크산텐](spiro[fluorene-9,9'-xanthene])일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로[플루오렌-9-9'크산텐](spiro[fluorene-9,9'-xanthene])일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 플루오레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000010
상기 Ar1으로 표시될 수 있는 화학식에서 수소는 중수소로 치환될 수 있으며, 상기
Figure PCTKR2020012488-appb-I000011
는 화학식 1에 Ar1이 결합되는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar2는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로[플루오렌-9-9'크산텐](spiro[fluorene-9,9'-xanthene])일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 시아노기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 9,9-디메틸-9H-플루오레닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 트리페닐레닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 스피로[플루오렌-9-9'크산텐](spiro[fluorene-9,9'-xanthene])일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar2은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000012
상기 Ar2로 표시될 수 있는 화학식에서 수소는 중수소로 치환될 수 있으며, 상기
Figure PCTKR2020012488-appb-I000013
는 화학식 1에 Ar2가 결합되는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 페닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 상이할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 메틸기; 페닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시 상태에서 R1은 메틸기이다.
또 다른 일 실시 상태에서 R1은 페닐기이다.
또 다른 일 실시 상태에서 R1은 스피로비플루오레닐기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 메틸기; 페닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시 상태에서 R2는 메틸기이다.
또 다른 일 실시 상태에서 R2는 페닐기이다.
또 다른 일 실시 상태에서 R2는 스피로비플루오레닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
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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 수송층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
한편, 상기 헤테로고리 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 일부 중간체 화합물이 먼저 제조되고, 그 중간체 화합물들로부터 화학식 1의 화합물이 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
본 출원의 다른 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 "유기 발광 소자"는 "유기발광다이오드", "OLED(Organic Light Emitting Diodes)", "OLED 소자", "유기 전계 발광 소자" 등의 용어로 표현될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
본 출원 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 출원 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 출원 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 보조층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다. 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 받아 발광층으로 전달하는 역할을 하는 층을 의미한다. 상기 헤테로고리 화합물은 적절한 정공 이동도를 갖는 물질로서, 상기 헤테로고리 화합물이 정공 수송층에 사용될 경우, 발광층에서 형성되는 엑시톤을 증가시킬 수 있다. 즉 상기 헤테로고리 화합물이 정공 수송층에 사용될 경우, 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공 보조층을 포함하고, 상기 정공 보조층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다. 정공 보조층은 정공 수송층과 발광층과의 적절한 에너지 레벨을 맞추어 발광층에서 정공 수송층으로 넘어오는 전자를 막는 역할을 하는 층을 의미한다. 상기 헤테로고리 화합물은 적절한 정공 이동도를 갖는 물질로서, 상기 헤테로고리 화합물이 정공 보조층에 사용될 경우, 발광층에서 형성되는 엑시톤의 감소를 막을 수 있다. 즉 상기 헤테로고리 화합물이 정공 보조층에 사용될 경우, 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다. 상기 정공 보조층은 전자 저지층의 기능도 수행할 수 있으므로 정공 보조층 대신 전자 저지층이라고 표현할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 3에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 양극, 상기 양극 상에 구비되고 제1 발광층을 포함하는 제1 스택, 상기 제1 스택 상에 구비되는 전하 생성층, 상기 전하 생성층 상에 구비되고 제2 발광층을 포함하는 제2 스택, 및 상기 제2 스택 상에 구비되는 음극을 포함한다.
또한, 상기 제1 스택 및 제2 스택은 각각 독립적으로 전술한 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 1종 이상 추가로 포함할 수 있다.
상기 전하 생성층은 N-타입 전하 생성층일 수 있고, 상기 전하 생성층은 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 이외에 당 기술분야에 알려진 도펀트를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자로서, 2-스택 텐덤 구조의 유기 발광 소자를 하기 도 4에 예시적으로 나타내었다.
이 때, 하기 도 4에 기재된 제1 전자 저지층, 제1 정공 저지층 및 제2 정공 저지층 등은 경우에 따라 생략될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)) 등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 p 타입 호스트 재료이고, 상기 p 타입 호스트 재료는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질은 각각 1개 이상의 p 타입 호스트 재료 및 n 타입 호스트 재료를 포함하고, 상기 p 타입 호스트 재료는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함할 경우, 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다. 또한, 정공 수송 능력이 우수한 상기 헤테로고리 화합물을 p 타입 호스트 재료로 사용할 경우 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 더욱 우수해질 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>
[제조예 1] 화합물 1의 제조
Figure PCTKR2020012488-appb-I000026
1) 화합물 A-2의 제조
1-브로모나프탈렌-2-올(1-bromonaphthalen-2-ol) (50g, 224.14mmol)과 페닐보론산(phenylboronic acid) (28.7g, 235.35mmol)을 톨루엔(Toluene) 500ml와 에탄올(Ethanol) 100ml, H2O 100ml에 녹인 후 Pd(PPh3)4 (12.95g, 11.21mmol)과 K2CO3 (92.93g, 672.42mmol)을 넣고 5시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride, 이하, MC)를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-2 (40g, 82%)를 얻었다.
2) 화합물 A-3의 제조
화합물 A-2 (40g, 181.60mmol)와 트리메틸아민(trimethylamine) (20.21g, 199.76mmol)을 MC 400ml에 녹인 후 ice bath에서 교반하면서, 트리플릭 무수물(triflic anhydride) (41.96g, 199.76mmol)을 천천히 적가 하였다. 그 후 실온에서 3시간동안 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 MC를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-3 (58.2g, 91%)를 얻었다.
3) 화합물 1의 제조
화합물 A-3 (7g, 19.87mmol)과 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민(9,9-dimethyl-N-phenyl-9H-fluoren-2-amine) (5.67g, 19.87mmol)을 톨루엔(Toluene) 140ml에 녹인 후 Pd(dba)2 (1.14g, 1.99mmol), P(t-Bu)3 (1.65ml, 3.97mmol), t-BuONa (3.82g, 39.74mmol)을 넣고 8시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 MC를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 1 (6.98g, 72%)을 얻었다.
다음 표 1은 상기 제조예 1에서 페닐보론산(phenylboronic acid) 대신 화합물 A를 사용하고 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민(9,9-dimethyl-N-phenyl-9H-fluoren-2-amine) 대신 화합물 B를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물을 합성한 것이다.
Figure PCTKR2020012488-appb-T000001
Figure PCTKR2020012488-appb-I000027
Figure PCTKR2020012488-appb-I000028
[제조예 2] 화합물 125의 제조
Figure PCTKR2020012488-appb-I000029
1) 화합물 A-4의 제조
화합물 A-3 (21.7g, 61.52mmol)과 (4-브로모페닐)보론산((4-bromophenyl)boronic acid) (12.97g, 64.60mmol)을 톨루엔(Toluene) 300ml와 에탄올(Ethanol) 60ml, H2O 60ml에 녹인 후 Pd(PPh3)4 (3.56g, 3.08mmol)과 K2CO3 (25.51g, 184.56mmol)을 넣고 2시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 MC를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 A-4 (16.35g, 74%)를 얻었다.
2) 화합물 125의 제조
화합물 A-4 (7.14g, 19.87mmol)과 N-(4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2- 일)페닐)페난트렌-9-아민(N-(4-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)phenyl)phenanthrene-9-amine) (9.17g, 19.87mmol)을 톨루엔(Toluene) 140ml에 녹인 후 Pd(dba)2 (1.14g, 1.99mmol), P(t-Bu)3 (1.65ml, 3.97mmol), t-BuONa (3.82g, 39.74mmol)을 넣고 12시간동안 환류 교반하였다. 반응 완료 후 반응액에 MC를 넣어 용해시킨 후 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개용매로 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 125 (12.79g, 87%)을 얻었다.
하기 표 2는 상기 제조예 2에서 A-3 대신 화합물 C를 사용하고, (4-브로모페닐)보론산((4-bromophenyl)boronic acid) 대신 화합물 D를 사용하고 N-(4-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2- 일)페닐)페난트렌-9-아민(N-(4-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)phenyl)phenanthrene-9-amine)대신 화합물 E를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물을 합성한 것이다.
Figure PCTKR2020012488-appb-T000002
Figure PCTKR2020012488-appb-I000030
Figure PCTKR2020012488-appb-I000031
Figure PCTKR2020012488-appb-I000032
Figure PCTKR2020012488-appb-I000033
상기 제조예와 같은 방법으로 본 명세서에 기재된 화합물을 제조하고, 그 제조된 화합물의 합성확인결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 하기 표 3은 1H NMR(DMSO, 300MHz)의 측정값이고, 하기 표 4는 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
화합물 1H NMR(DMSO, 300MHz)
1 δ= 8.80(1H, d), 7.97-7.86(4H, m), 7.76(1H, d), 7.51-7.20(14H, m), 7.08(2H, d), 7.00(1H, t), 1.69(6H, s)
3 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(2H, m), 7.78-7.65(5H, m), 7.55-7.28(21H, m), 7.16(1H, d), 7.11(1H, s), 1.69(6H, s)
5 δ= 8.80(1H, d), 7.97-7.86(4H, m), 7.76(3H, d), 7.55-7.17(19H, m), 1.69(6H, m)
13 δ= 8.80(1H, d), 8.10(1H, d), 7.97-7.86(4H, m), 7.76(3H, d), 7.55-7.16(22H, m), 1.69(6H, s)
16 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90(1H, d), 7.86(1H, d), 7.75-7.28(29H, m), 7.16(1H, d), 1.69(6H, s)
21 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90(1H, d), 7.86(1H, d), 7.75-7.72(5H, m), 7.55-7.25(28H, m), 7.16(1H, d), 1.69(6H, s)
22 δ= 8.98(1H, d), 8.93(1H, d), 8.84(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.11(1H, d), 7.90(2H, d), 7.86(1H, d), 7.72-7.49(14H, m), 7.41-7.28(7H, m), 7.16(1H, d), 1.69(6H, s)
24 δ= 9.08(1H, d), 8.84(1H, d), 8.80(1H, d), 8.27(1H, d), 8.05(1H, s), 7.97-7.86(5H, m), 7.70-7.17(21H, m), 1.69(6H, s)
30 δ= 8.95(1H, d), 8.93(1H, d), 8.50(1H, d), 8.31-8.20(3H, m), 8.09(1H, d), 7.90(1H, d), 7.86(1H, d), 7.77-7.65(4H, m), 7.55-7.52(9H, m), 7.41-7.28(10H, m), 7.16(1H, d), 1.69(6H, s)
32 δ= 8.95(1H, d), 8.93(1H, d), 8.50(1H, d), 8.31-8.20(3H, m), 8.09(1H, d), 7.90-7.86(2H, m), 7.77-7.54(12H, m), 7.41-7.16(16H, m), 1.69(6H, s)
38 δ= 8.93(1H, d), 8.80(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.97-7.86(4H, m), 7.76-7.65(4H, m), 7.55-7.16(25H, m), 1.69(6H, s)
43 δ= 8.80(1H, d), 8.39(1H, d), 8.19(1H, d), 7.97-7.89(3H, m), 7.75(2H, d), 7.62-7.38(12H, m), 7.28-7.16(15H, m), 6.40(1H, d), 1.69(6H, s)
49 δ= 8.80(1H, d), 7.98-7.89(4H, m), 7.76(1H, d), 7.55-7.16(18H, m), 6.91(1H, d), 1.69(6H, s)
60 δ= 8.80(1H, d), 8.46(1H, d), 7.97-7.85(7H, m), 7.76(1H, d), 7.56-7.16(15H, m), 1.69(6H, s)
69 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(3H, m), 7.72(1H, d), 7.65(2H, d), 7.55(7H, d), 7.41-7.16(13H, m), 1.69(12H, s)
70 δ= 8.80(1H, d), 7.97-7.86(5H, m), 7.76(1H, d), 7.62(1H, s), 7.55-7.16(16H, m), 7.06(1H, d), 1.69(12H, s)
81 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(3H, m), 7.72(1H, d), 7.65(2H, d), 7.55(7H, d), 7.41-7.10(23H, m), 1.69(6H, s)
83 δ= 8.93(1H, d), 8.31-8.26(2H, m), 7.90(2H, d), 7.86(2H, d), 7.72(1H, d), 7.65(2H, d), 7.55(7H, d), 7.41-7.16(22H, m), 1.69(6H, s)
86 δ= 8.80(1H, d), 8.09(1H, d), 7.97-7.86(6H, m), 7.78-7.76(2H, m), 7.55-7.10(29H, m), 1.69(6H, s)
91 δ= 8.80(1H, d), 7.97-7.86(7H, m), 7.76(1H, d), 7.61-7.16(23H, m), 7.05(1H, d), 1.69(6H, s)
92 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.85(4H, m), 7.72(1H, d), 7.65(2H, d), 7.55-7.23(23H, m), 7.16(1H, d), 7.06(1H, d), 1.69(6H, s)
100 δ= 8.80(1H, d), 7.97-7.89(4H, m), 7.76(1H, d), 7.62-7.01(27H, m), 1.69(6H, s)
125 δ= 8.98(1H, d), 8.93(1H, d), 8.84(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.11(1H, d), 8.09(1H, d), 7.90(2H, d), 7.89(1H, d), 7.78-7.49(17H, m), 7.41-7.28(8H, m), 1.69(6H, s)
126 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90(1H, d), 7.86(1H, d), 7.75(4H, d), 7.72(1H, d), 7.55-7.25(24H, m), 7.16(1H, d), 1.69(6H, s)
136 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.09(1H, d), 7.90-7.86(4H, m), 7.78-7.72(4H, m), 7.55-7.28(20H, m), 7.16(1H, d), 1.69(12H, s)
152 δ= 8.93(1H, d), 8.45(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.95-7.85(5H, m), 7.72-7.10(30H, m)
166 δ= 8.80(1H, d), 8.45(1H, d), 8.01-7.89(7H, m), 7.76(1H, d), 7.64(1H, s), 7.56-7.20(22H, m)
181 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(2H, m), 7.72(1H, d), 7.65(2H, d), 7.55(6H, d), 7.41-7.00(27H, m)
183 δ= 8.80(1H, d), 7.97-.7.86(4H, m), 7.78-7.71(5H, m), 7.55-7.10(33H, m)
184 δ= 8.93(1H, d), 8.31-8.26(2H, m), 7.90-7.86(2H, m), 7.75-7.65(5H, m), 7.55-7.10(31H, m)
223 δ= 8.80(1H, d), 7.46(1H, d), 8.19(1H, d), 7.97-7.89(3H, m), 7.76(1H, d), 7.62-7.38(14H, m), 7.28-7.10(18H, m), 6.40(1H, d)
224 δ= 8.93(1H, d), 8.55(1H, d), 8.31-8.19(3H, m), 7.94(1H, d), 7.86(1H, d), 7.72-7.16(36H, m)
240 δ= 8.93(1H, d), 8.45(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.95-7.85(5H, m), 7.72-7.10(30H, m)
241 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.09(1H, d), 7.90(1H, d), 7.89(1H, s), 7.78-7.65(4H, m), 7.55(8H, d), 7.41-7.00(23H, m)
252 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.09-7.99(4H, m), 7.90-7.86(4H, m), 7.78(1H, d), 7.72(1H, d), 7.63-7.54(8H, m), 7.40-7.10(22H, m), 1.69(6H, s)
262 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(3H, m), 7.72-7.65(3H, m), 7.54-7.10(40H, m)
264 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.08(1H, d), 7.90-7.89(4H, d), 7.72(1H, d), 7.68(1H, d), 7.55(6H, d), 7.45-7.00(30H, m)
271 δ= 8.80(1H, d), 7.97-7.86(6H, m), 7.76(1H, d), 7.55-7.16(22H, m)
273 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.94-7.86(5H, m), 7.78-7.28(31H, m), 7.16(1H, d), 7.11(1H, s)
275 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(4H, m), 7.75-7.65(5H, m), 7.55-7.16(31H, m)
284 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 7.90-7.86(4H, m), 7.75-.7.72(3H, m), 7.54-7.24(30H, m), 7.08-7.00(3H, m)
308 δ= 8.80(2H, d), 7.97-7.86(8H, m), 7.76(2H, d), 7.51-7.16(25H, m)
324 δ= 8.80(1H, d), 7.98-7.69(9H, m), 7.57-7.20(26H, m), 7.06(1H, d)
337 δ= 8.98(1H, d), 8.93(1H, d), 8.84(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.11(1H, d), 7.90-7.86(5H, m), 7.68-7.25(31H, m), 7.16(1H, d)
356 δ= 8.93(1H, d), 8.31(1H, d), 8.26(1H, d), 8.03(1H, d), 7.98(1H, d), 7.90-7.72(9H, m), 7.55-7.27(26H, m), 7.16(1H, d)
359 δ= 8.93(1H, d), 8.55(1H, d), 8.45(1H, d), 8.32-8.26(3H, m), 7.93-7.86(5H, m), 7.78-7.70(4H, m), 7.56-7.27(22H, m), 7.16(1H, d), 7.11(1H, s)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
1 m/z= 487.65 (C37H29N=487.23) 3 m/z= 689.90 (C53H39N=689.31)
5 m/z= 563.74 (C43H33N=563.26) 13 m/z= 639.84 (C49H37N=639.29)
16 m/z= 715.94 (C55H41N=715.32) 21 m/z= 792.04 (C61H45N=791.36)
22 m/z= 663.86 (C51H37N=663.29) 24 m/z= 663.86 (C51H37N=663.29)
30 m/z= 689.90 (C53H39N=689.31) 32 m/z= 766.00 (C59H43N=765.34)
38 m/z= 766.00 (C59H43N=765.34) 43 m/z= 805.04 (C61H44N2=804.35)
49 m/z= 577.73 (C43H31NO=577.24) 60 m/z= 593.79 (C43H31NS=593.22)
69 m/z= 679.91 (C52H41N=679.32) 70 m/z= 603.81 (C46H37N=603.29)
81 m/z= 804.05 (C62H45N=803.36) 83 m/z= 804.05 (C62H45N=803.36)
86 m/z= 804.05 (C62H45N=803.36) 91 m/z= 725.93 (C56H39N=725.31)
92 m/z= 802.03 (C62H43N=801.34) 100 m/z= 741.93 (C56H39NO=741.30)
125 m/z= 739.96 (C57H41N=739.32) 126 m/z= 715.94 (C55H41N=715.32)
136 m/z= 756.00 (C58H45N=756.36) 152 m/z= 794.03 (C59H39NS=793.28)
166 m/z= 715.91 (C53H33NS=715.23) 181 m/z= 763.98 (C59H41N=763.32)
183 m/z= 814.04 (C63H43N=813.34) 184 m/z= 763.98 (C59H41N=763.32)
223 m/z= 776.98 (C59H40N2=776.32) 224 m/z= 853.08 (C65H44N2=852.35)
240 m/z= 794.03 (C59H39NS=793.28) 241 m/z= 763.98 (C59H41N=763.32)
252 m/z= 930.21 (C72H51N=929.40) 262 m/z= 928.19 (C72H49N=927.39)
264 m/z= 926.17 (C72H47N=925.37) 271 m/z= 634.78 (C48H30N2=634.24)
273 m/z= 812.03 (C63H41N=811.32) 275 m/z= 838.07 (C65H43N=837.34)
284 m/z= 838.07 (C65H43N=837.34) 308 m/z= 735.93 (C57H37N=735.29)
324 m/z= 775.95 (C59H37NO=775.29) 337 m/z= 862.09 (C67H43N=861.34)
356 m/z= 852.05 (C65H41NO=851.32) 359 m/z= 842.07 (C63H39NS=841.23)
[실험예]
<실험예 1>
(1) 유기발광 소자의 제조
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 PCTKR2020012488-appb-I000034
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공주입층을 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 정공주입층 위에 300Å 두께의 정공수송층을 증착하였다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000035
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-carbazole의 화합물을 400Å의 두께로 증착하였고 녹색 인광 도펀트는 Ir(ppy)3를 호스트 재료 중량 대비 7% 도핑하여 증착하였다. 이후 정공저지층으로 BCP를 60Å의 두께로 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3를 200Å의 두께로 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å의 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, 유기발광 소자 제조에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기발광 소자 제조에 사용하였다.
상기 실험예 1의 유기발광 소자의 제조 과정에서 정공수송층 형성시 사용된 화합물 NPB 대신 하기 표 5에 표시되어있는 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
구체적으로, 실시예 1 내지 46 및 비교예 1 내지 4에서 정공수송층에 사용한 화합물은 하기 표 5와 같다.
이때, 하기 표 5에서 비교예 1의 NPB를 제외한 비교예 2 내지 4의 정공 수송 화합물 M1 내지 M3은 하기와 같다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000036
(2) 유기발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제조된 유기발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 상기, T90은 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
측정된 본 발명의 유기발광 소자의 특성은 하기 표 5와 같다.
화합물 구동전압(V) 발광효율(cd/A) 수명(T90)
실시예 1 1 3.78 119.59 167
실시예 2 3 3.52 127.88 251
실시예 3 5 3.55 121.32 270
실시예 4 13 3.51 130.54 254
실시예 5 16 4.24 124.32 244
실시예 6 21 4.12 120.33 200
실시예 7 22 4.36 118.99 253
실시예 8 24 3.53 126.71 266
실시예 9 30 4.48 123.68 238
실시예 10 32 3.99 124.23 246
실시예 11 38 4.27 130.12 249
실시예 12 43 3.61 128.76 250
실시예 13 49 3.88 129.52 251
실시예 14 60 3.51 129.11 244
실시예 15 69 4.42 128.17 231
실시예 16 70 4.48 132.81 222
실시예 17 81 3.49 138.67 221
실시예 18 83 3.87 128.76 200
실시예 19 86 3.92 128.11 203
실시예 20 91 4.12 126.08 198
실시예 21 92 3.73 126.79 209
실시예 22 100 4.69 123.97 211
실시예 23 125 3.51 140.11 218
실시예 24 126 3.91 138.62 231
실시예 25 136 3.62 137.55 238
실시예 26 152 3.88 130.79 251
실시예 27 166 3.91 129.34 263
실시예 28 181 4.32 128.59 241
실시예 29 183 4.11 129.19 253
실시예 30 184 4.20 123.55 231
실시예 31 223 3.77 137.26 264
실시예 32 224 3.59 129.87 274
실시예 33 240 3.97 129.58 197
실시예 34 241 3.92 132.99 253
실시예 35 252 3.91 134.59 167
실시예 36 262 3.89 127.85 192
실시예 37 264 3.55 132.16 261
실시예 38 271 3.97 126.85 221
실시예 39 273 4.12 126.29 213
실시예 40 275 4.10 127.62 190
실시예 41 284 4.27 130.16 173
실시예 42 308 4.01 121.76 200
실시예 43 324 3.99 126.99 237
실시예 44 337 3.88 130.86 212
실시예 45 356 3.98 127.88 233
실시예 46 359 3.62 126.17 261
비교예 1 NPB 4.51 110.59 150
비교예 2 M1 4.38 117.11 187
비교예 3 M2 4.19 116.58 190
비교예 4 M3 4.03 120.02 133
상기 실험예 1로부터 정공 수송층 형성시에 본 출원에 따른 화합물을 사용한 실시예 1 내지 46의 유기 발광 소자의 경우, 정공 수송층 형성시에 본 출원에 따른 화합물을 사용하지 않은 비교예 1 내지 4의 유기 발광 소자보다 발광 효율 및 수명이 우수함을 확인할 수 있었다.
이는 정공의 이동도와 관련이 있으며, 정공의 이동도는 증착시에 물질들의 상호작용에 의해 형성되는 배향 및 공간의 크기에 영향을 받는다. 상기 비교예 2의 M1의 경우 3치환 구조로 일정한 배향을 형성하기 어렵고 무질서한 형태로 증착이 되어 정공의 이동도가 감소하여 구동과 효율에 영향을 미친다. 상기 비교예 3의 M2의 경우는 1치환 구조로 3치환 구조에 비해서 일정한 배향을 이뤄 정공의 이동도가 우수 하지만, 증착 시에 리니어한 구조에 의해 공간이 형성되기 어려워 정공을 쉽게 형성 할 수 없어 정공의 이동도가 2치환 구조에 비해 좋지 않아 구동 및 효율이 다소 떨어진다.
또한 비교예 3의 M3의 경우 2치환 구조를 갖고 있어 증착 시에 형성되는 배향 및 공간의 크기가 유사하여 본 출원에 따른 화합물을 사용한 경우와 정공의 이동도가 비슷할 수 있지만, 3차원적으로 구조를 살펴보면 나프틸기의 1,2번 자리에 치환된 구조보다 2,3번 자리에 치환된 구조가 치환기 사이의 입체장애가 발생하여 분자를 불안정하게 하여 소자의 수명특성이 좋지 않음을 확인할 수 있다.
<실험예 2>
(1) 유기발광 소자의 제조
유기발광 소자용 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 PCTKR2020012488-appb-I000037
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공주입층을 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 정공주입층 위에 300Å 두께의 정공수송층을 증착하였다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000038
이와 같이 정공주입층 및 정공수송층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착시켰다. 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 200Å의 두께로 진공 증착시키고 그 위에 청색 발광 도판트 재료인 D1을 호스트 재료 중량 대비 5% 진공 증착시켰다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000039
Figure PCTKR2020012488-appb-I000040
이어서 전자 수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å의 두께로 증착하였다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000041
전자주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å의 두께로 증착하였고 Al 음극을 1,000Å의 두께로 하여 유기발광 소자를 제조하였다. 한편, 유기발광소자 제조에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기발광 소자 제조에 사용하였다.
실험예 2에서 NPB를 사용하여 150 Å 두께의 정공수송층을 형성한 다음 상기 정공수송층 상부에 하기 표 6에 표시되어있는 화합물을 사용하여 50Å 두께의 정공보조층을 형성한 것을 제외하고는, 실험예 2와 동일하게 수행하여 유기발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 실시예 47 내지 92 및 비교예 5 내지 7에서 정공보조층에 사용한 화합물은 하기 표 6과 같다.
이때, 하기 표 6에서 비교예 5 내지 7의 정공보조층 화합물 M1 내지 M3은 하기와 같다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000042
(2) 유기발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제조된 유기발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T95을 측정하였다. 상기, T95은 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
측정된 본 발명의 유기발광 소자의 특성은 하기 표 6과 같다.
화합물 구동전압(V) 발광효율(cd/A) 수명(T95)
실시예 47 1 5.71 7.12 53
실시예 48 3 5.88 7.09 43
실시예 49 5 5.74 6.99 49
실시예 50 13 5.68 7.03 59
실시예 51 16 5.16 7.55 65
실시예 52 21 5.22 7.41 56
실시예 53 22 5.31 7.27 57
실시예 54 24 5.33 7.58 58
실시예 55 30 5.82 7.18 51
실시예 56 32 5.37 7.92 45
실시예 57 38 5.55 7.31 51
실시예 58 43 5.88 6.97 42
실시예 59 49 5.78 6.99 53
실시예 60 60 5.61 6.94 58
실시예 61 69 5.79 7.11 40
실시예 62 70 5.23 7.29 56
실시예 63 81 5.85 6.97 48
실시예 64 83 5.31 7.27 51
실시예 65 86 6.01 6.90 40
실시예 66 91 5.28 6.99 57
실시예 67 92 4.94 7.00 51
실시예 68 100 6.09 6.97 53
실시예 69 125 5.83 6.91 44
실시예 70 126 5.77 6.97 52
실시예 71 136 5.79 6.90 49
실시예 72 152 5.99 6.91 50
실시예 73 166 5.41 7.00 59
실시예 74 181 5.48 6.95 49
실시예 75 183 5.72 6.93 46
실시예 76 184 5.97 6.98 47
실시예 77 223 6.01 6.91 41
실시예 78 224 5.93 7.07 45
실시예 79 240 5.57 7.21 50
실시예 80 241 5.88 6.92 55
실시예 81 252 5.65 6.96 53
실시예 82 262 5.79 6.97 49
실시예 83 264 6.02 7.09 43
실시예 84 271 5.41 7.35 44
실시예 85 273 5.99 7.10 41
실시예 86 275 5.66 6.99 52
실시예 87 284 5.59 7.12 54
실시예 88 308 5.61 7.08 49
실시예 89 324 5.70 7.17 45
실시예 90 337 5.99 7.03 40
실시예 91 356 5.78 7.31 58
실시예 92 359 5.81 7.27 52
비교예 5 M1 6.10 6.90 40
비교예 6 M2 6.08 6.98 42
비교예 7 M3 5.99 7.01 18
상기 실험예 2로부터 정공보조층 형성시에 본 출원에 따른 화합물을 사용한 실시예 47 내지 92의 유기 발광 소자의 경우, 정공보조층 형성시에 본 출원에 따른 화합물을 사용하지 않은 비교예 5 내지 7의 유기 발광 소자보다 발광 효율 및 수명이 우수함을 확인할 수 있었다.
이는 정공보조층으로 본 출원에 따른 화합물을 사용할 경우 본 출원에 따른 화합물을 사용하지 않은 경우보다 상기 정공보조층이 전자저지층과 같이 발광층에서의 전자가 정공수송층으로 넘어가지 못하게 하는 역할을 더 효과적으로 수행할 수 있고, 추가적으로 발광층과 정공수송층 사이의 에너지 레벨 및 발광 파장을 보다 효과적으로 조율하여 색순도가 개선되는 영향을 미친다는 것을 의미한다.
이는 전자저지의 정도 및 발광층과 정공수송층 사이의 에너지 레벨 및 발광 파장의 조율도 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.
<실험예3>
1) 유기발광 소자의 제작
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'-Di(1-naphthyl)-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 호스트 또는 제1 호스트로써 전자 수송 능력이 좋은 n-Host(n 타입 호스트)를 사용하고 제2 호스트로써 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 정공저지층으로 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 PCTKR2020012488-appb-I000043
마지막으로 전자수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 실시예 93 내지 117 및 비교예 8 내지 13에서 호스트에 사용한 화합물은 하기 표 7과 같다.
이때, 하기 표 7의 비교예 8 내지 13의 호스트로 사용된 화합물 M1 내지 M3는 하기와 같다.
Figure PCTKR2020012488-appb-I000044
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 수명장비측정장비(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)
실시예93 21 3.71 18.5 적색 101
실시예94 3.88 15.1 녹색 108
실시예95 126 3.89 17.6 적색 98
실시예96 4.02 14.3 녹색 102
실시예97 136 3.77 19.7 적색 116
실시예98 3.99 16.9 녹색 118
실시예99 284 3.70 18.8 적색 94
실시예100 3.80 17.1 녹색 102
실시예101 337 3.81 19.1 적색 106
실시예102 3.98 18.4 녹색 108
실시예103 X 21 3.69 24.6 적색 156
실시예104 126 3.61 23.6 적색 178
실시예105 136 3.57 23.2 적색 149
실시예106 284 3.59 23.8 적색 164
실시예107 337 3.70 21.9 적색 133
실시예108 Y 21 3.79 22.9 녹색 139
실시예109 126 3.71 23.7 녹색 150
실시예110 136 3.63 23.8 녹색 148
실시예111 284 3.66 21.0 녹색 150
실시예112 337 3.62 22.3 녹색 160
실시예113 Z 21 3.66 24.0 적색 138
실시예114 126 3.62 25.1 적색 132
실시예115 136 3.59 23.9 적색 129
실시예116 284 3.58 24.7 적색 141
실시예117 337 3.59 23.1 적색 131
비교예8 M1 4.45 7.2 적색 50
비교예9 X M1 4.39 18.2 적색 111
비교예10 M2 4.31 8.7 녹색 64
비교예11 Y M2 4.12 17.5 녹색 138
비교예12 M3 4.12 9.4 적색 21
비교예13 Z M3 3.99 20.9 적색 102
상기 실험예 3으로부터 본 출원에 따른 화합물을 단일 호스트 물질로 사용하여 발광층을 형성한 실시예 93 내지 102의 유기발광소자의 경우, 단일 호스트 물질로 사용하여 발광층을 형성시에 단일 호스트 물질로 본 출원에 따른 화합물을 사용하지 않은 비교예 8, 10 및 12의 유기발광소자보다 발광 효율 및 수명이 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 실험예 3으로부터 n-Host에 해당하는 제1 호스트 물질과 본 출원에 따른 화합물을 p-Host에 해당하는 제2 호스트 물질로 동시에 사용하여 발광층을 형성한 실시예 103 내지 117의 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 9, 12 및 13의 유기 발광 소자보다 발광 효율 및 수명이 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 본 출원에 따른 화합물을 단일 호스트 물질로 사용하여 발광층을 형성한 실시예 93 내지 102의 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 9, 12 및 13의 유기 발광 소자와 유사하거나 우수한 경우도 나타남을 확인할 수 있었다.
이는, 일반적으로 단일 호스트 물질보다 제1 호스트로써 전자 수송 능력이 좋은 n-Host(n 타입 호스트)를 사용하고 제2 호스트로써 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.
<도면의 주요 부호의 설명>
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 (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000045
    상기 화학식 1에 있어서,
    L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이며,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
    X1 내지 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이며,
    k, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 내지 3의 정수이고,
    a는 1 내지 6의 정수이고,
    b는 1 내지 3의 정수이고,
    c는 1 내지 4의 정수이고,
    k, l, m, n, a, b 및 c가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 "치환 또는 비치환"이란 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 탄소수 2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 실릴기; 포스핀옥사이드기; 및 아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미하는 것인 헤테로고리 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000046
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000047
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000048
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000049
    상기 화학식 2 내지 5에 있어서, 각 치환기의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar1은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000050
    상기 Ar1으로 표시될 수 있는 화학식에서 수소는 중수소로 치환될 수 있으며, 상기
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000051
    는 화학식 1에 Ar1이 결합되는 위치를 의미한다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar2은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000052
    상기 Ar2로 표시될 수 있는 화학식에서 수소는 중수소로 치환될 수 있으며, 상기
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000053
    는 화학식 1에 Ar2가 결합되는 위치를 의미한다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000054
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000055
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000056
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000057
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000058
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000059
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000060
    Figure PCTKR2020012488-appb-I000061
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  7. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 하나의 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 1층 이상의 정공 보조층을 포함하고, 상기 정공 보조층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함하는 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함하는 유기 발광 소자.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 양극, 상기 양극 상에 구비되고 제1 발광층을 포함하는 제1 스택, 상기 제1 스택 상에 구비되는 전하 생성층, 상기 전하 생성층 상에 구비되고 제2 발광층을 포함하는 제2 스택 및 상기 제2 스택 상에 구비되는 음극을 포함하는 유기 발광 소자.
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