WO2021132984A1 - 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 - Google Patents

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    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic compound, an organic light emitting device including the same, and a composition for an organic material layer of the organic light emitting device.
  • the electroluminescent device is a type of self-luminous display device, and has a wide viewing angle, excellent contrast, and 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 combine in the organic thin film to form a pair, and then disappear and emit light.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers, if necessary.
  • the material of the organic thin film may have a light emitting function if necessary.
  • a compound capable of forming the light emitting layer by itself may be used, or a compound capable of serving as a host or dopant of the host-dopant light emitting layer may be used.
  • a compound capable of performing the roles of hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, electron injection, and the like may be used.
  • Patent Document 1 US Patent No. 4,356,429
  • An object of the present specification is to provide a heterocyclic compound, an organic light emitting device including the same, and a composition for an organic material layer of the organic light emitting device.
  • An exemplary embodiment of the present application provides a heterocyclic compound represented by the following formula (1).
  • L is a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroarylene group,
  • X is O; or S;
  • N-het is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more N,
  • Ar is a substituted or unsubstituted C6-C60 aryl group; a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted amine group with one or more selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group and a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R p is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group; a substituted or unsubstituted C 3 to C 30 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 heteroaryl group,
  • a is an integer from 0 to 3, and when a is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • b is an integer from 0 to 4, and when b is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • p is an integer of 0 to 6, and when p is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • the first electrode a second electrode; and at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one organic material layer includes the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • an exemplary embodiment of the present application provides a composition for an organic material layer of an organic light emitting device comprising two or more types of heterocyclic compounds represented by Formula 1 above.
  • the heterocyclic compound described herein may 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 an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 when used in the organic material layer, it is possible to lower the driving voltage of the device, improve the light efficiency, and improve the lifespan characteristics of the device.
  • FIGS. 1 to 3 are diagrams exemplarily showing a stacked structure of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a 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, a position where the substituent is substitutable, is substituted. , two or more substituents may be the same as 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 60 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 it means that it is unsubstituted or substituted 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-exe
  • substituted or unsubstituted means 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 unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group.
  • the halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group includes a straight or branched chain having 1 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms in 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 straight or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the carbon number of the alkenyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically, 2 to 20.
  • Specific examples include a 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, etc., but are not limited thereto.
  • the alkynyl group includes a straight or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the carbon number of the alkynyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically, 2 to 20.
  • the alkoxy group may be a straight chain, branched chain or cyclic chain. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C20. Specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, isopentyloxy, n -hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, p-methylbenzyloxy, etc. may be It is not limited.
  • the cycloalkyl group includes a monocyclic or polycyclic ring having 3 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • polycyclic refers to a group in which a cycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a cycloalkyl group, but may be a different type of ring group, for example, a heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or the like.
  • the carbon number of the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, more specifically 5 to 20.
  • the heterocycloalkyl group includes O, S, Se, N or Si as a hetero atom, includes a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • polycyclic refers to a group in which a heterocycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a heterocycloalkyl group, but may be a different type of ring group, for example, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or the like.
  • the heterocycloalkyl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40 carbon atoms, and more specifically 3 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group includes a monocyclic or polycyclic having 6 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • polycyclic means a group in which an aryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be an aryl group, but may be a different type of ring group, for example, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group, or the like.
  • the aryl group includes a spiro group.
  • the carbon number of the aryl group may be 6 to 60, specifically 6 to 40, more specifically 6 to 25.
  • aryl group examples include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a chrysenyl group, a phenanthrenyl group, a perylenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, a phenalenyl group, a pyrethyl group 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 is not limited thereto.
  • the phosphine oxide group specifically includes, but is not limited to, a diphenylphosphine oxide group, a dinaphthylphosphine oxide, and the like.
  • the silyl group is a substituent including Si and the Si atom is directly connected as a radical, and is represented by -SiR104R105R106, R104 to R106 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; an 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 a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, a phenylsilyl group, and the like. It is not limited.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may combine with 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, and includes a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic refers to a group in which a heteroaryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a heteroaryl group, but may be a different type of ring group, for example, a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, or the like.
  • the heteroaryl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40 carbon atoms, and more specifically 3 to 25 carbon atoms.
  • heteroaryl group examples include a pyridyl group, a pyrrolyl group, a pyrimidyl group, a pyridazinyl group, a furanyl group, a thiophene group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an oxazolyl group, an isoxazolyl group, a thiazolyl group group, isothiazolyl group, triazolyl group, furazanyl group, oxadiazolyl group, thiadiazolyl group, dithiazolyl group, tetrazolyl group, pyranyl group, thiopyranyl group, diazinyl group, oxazinyl group , thiazinyl group, deoxynyl group, triazinyl group, tetrazinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinazolinyl group, isoquinazol
  • the amine group is a monoalkylamine group; monoarylamine group; monoheteroarylamine group; -NH 2 ; dialkylamine group; diarylamine group; diheteroarylamine group; an alkylarylamine group; an alkyl heteroarylamine group; And it may be selected from the group consisting of an aryl heteroarylamine group, the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • the amine group include a methylamine group, a dimethylamine group, an ethylamine group, a diethylamine group, a phenylamine group, a naphthylamine group, a biphenylamine group, a dibiphenylamine group, an anthracenylamine group, 9- Methyl-anthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group, biphenylnaphthylamine group, phenylbiphenylamine group, biphenyl fluorine group
  • the 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 means that the heteroaryl group has two bonding positions, that is, a divalent group. Except that each of these is a divalent group, the description of the heteroaryl group described above may be applied.
  • adjacent group means a substituent substituted on an atom directly connected to the atom in which the substituent is substituted, a substituent sterically closest to the substituent, or another substituent substituted on the atom in which the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at an ortho position in a benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in an aliphatic ring may be interpreted as "adjacent" to each other.
  • "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, in the case of deuterium, deuterium is an isotope of hydrogen, and some hydrogen atoms may be isotope deuterium, and 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 an element having a deuteron consisting of one proton and one neutron as one of the isotopes of hydrogen as an atomic nucleus, hydrogen- It can be expressed as 2, and the element symbol can also be written as D or 2H.
  • isotopes have the same number of protons (protons), but isotopes that have the same atomic number (Z), but different mass numbers (A) have the same number of protons It can also be interpreted as elements with different numbers of (neutrons).
  • the 20% content of deuterium in the phenyl group represented by means that the total number of substituents the phenyl group can have is 5 (T1 in the formula), and if the number of deuterium is 1 (T2 in the formula), it will be expressed as 20% can That is, the 20% content of deuterium in the phenyl group may be represented by the following structural formula.
  • a phenyl group having a deuterium content of 0% it may mean a phenyl group that does not contain a deuterium atom, that is, has 5 hydrogen atoms.
  • a heterocyclic compound represented by the following Chemical Formula 1 is provided.
  • L is a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroarylene group,
  • X is O; or S;
  • N-het is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more N,
  • Ar is a substituted or unsubstituted C6-C60 aryl group; a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted amine group with one or more selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group and a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R p is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group; a substituted or unsubstituted C 3 to C 30 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 heteroaryl group,
  • a is an integer from 0 to 3, and when a is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • b is an integer from 0 to 4, and when b is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • p is an integer of 0 to 6, and when p is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 has high thermal stability, and the N-het is connected without a linker, and has an appropriate molecular weight and a band gap.
  • the loss of electrons and holes is prevented, thereby helping to form an effective recombination zone between electrons and holes.
  • the current efficiency increases. Therefore, when the heterocyclic compound represented by Formula 1 is used as an organic material in the organic light emitting device, high efficiency and increased lifetime of the organic light emitting device can be expected.
  • Chemical Formula 1 may be represented by any one of Chemical Formulas 1-1 to 1-3 below.
  • L in Formula 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 heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms.
  • the L is a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 40 carbon atoms.
  • the L is a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the L is a direct bond; a substituted or unsubstituted phenylene group; a substituted or unsubstituted naphthylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the L is a direct bond; a substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • the L is a direct bond; phenylene group; Or it may be a naphthylene group.
  • L is a direct bond
  • L is a phenylene group.
  • L is a naphthylene group.
  • X of Formula 1 is O; or S.
  • X is O.
  • X is S.
  • N-het of Formula 1 may be a monocyclic or polycyclic heterocyclic group that is substituted or unsubstituted, and includes one or more N.
  • the N-het may be a monocyclic or polycyclic heterocyclic group that is substituted or unsubstituted, and contains 1 or more and 3 or less N.
  • the N-het is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 60 carbon atoms and a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, and includes one or more N It may be a monocyclic or polycyclic heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms.
  • the N-het is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 60 carbon atoms and a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, and N is 1 or more 3 It may be a monocyclic or polycyclic heterocyclic group having 2 to 60 carbon atoms including not more than one.
  • N-het may be represented by the following formula (A).
  • Y 1 to Y 5 are the same as or different from each other, each independently is N or CRa, at least one of Y 1 to Y 5 is N, and when CRa is 2 or more, each Ra is the same as or different from each other,
  • Ra is hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; and a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted C 2 to 60 hetero rings may be formed.
  • Formula A may be represented by any one of Formulas A-1 to A-7 below.
  • Z 1 to Z 16 are the same as or different from each other, each independently represent N or CH, at least one of Z 1 to Z 3 is N, at least one of Z 4 to Z 6 is N, and Z 7 and Z at least 1 or more of 8 is N, at least 1 or more of Z 9 and Z 10 is N, at least 1 or more of Z 11 and Z 12 is N, at least 1 or more of Z 13 and Z 14 is N, and Z 15 and at least one of Z 16 is N,
  • L 1 To L 9 are the same as or different from each other, each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroarylene group,
  • Ar 1 To Ar 9 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group,
  • X 1 To X 3 are the same as or different from each other, each independently O; or S;
  • q1 to q9 are each independently an integer of 0 to 2, and when q1 to q9 are each 2, the substituents in parentheses are the same or different from each other,
  • r1 to r4 are each independently an integer of 1 to 3
  • r5 to r9 are each independently an integer of 1 to 5
  • r1 to q9 are 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different from each other.
  • Z 1 to Z 3 of Formula A-1 may be the same as or different from each other, and each independently represent N or CH, and at least one of Z 1 to Z 3 may be N.
  • Z 1 is N
  • Z 2 and Z 3 are CH.
  • Z 2 is N
  • Z 1 and Z 3 are CH.
  • Z 3 is N, and Z 1 and Z 2 are CH.
  • Z 1 is CH
  • Z 2 and Z 3 are N.
  • Z 2 is CH
  • Z 1 and Z 3 are N.
  • Z 3 is CH, and Z 1 and Z 2 are N.
  • Z 1 to Z 3 are N.
  • Z 4 to Z 6 of Formula A-2 may be the same as or different from each other, and each independently represent N or CH, and at least one of Z 4 to Z 6 may be N.
  • Z 4 is N
  • Z 5 and Z 6 are CH.
  • Z 5 is N
  • Z 4 and Z 6 are CH.
  • Z 6 is N, and Z 4 and Z 5 are CH.
  • Z 4 is CH
  • Z 5 and Z 6 are N.
  • Z 5 is CH
  • Z 4 and Z 6 are N.
  • Z 6 is CH, and Z 4 and Z 5 are N.
  • Z 4 to Z 6 are N.
  • Z 7 and Z 8 of Formula A-3 may be the same as or different from each other, each independently N or CH, and at least one of Z 7 and Z 8 may be N.
  • Z 7 is N
  • Z 8 is CH
  • Z 8 is N, and Z 7 is CH.
  • Z 7 and Z 8 are N.
  • Z 9 and Z 10 of Formula A-4 may be the same as or different from each other, each independently N or CH, and at least one of Z 9 and Z 10 may be N.
  • Z 9 is N
  • Z 10 is CH
  • Z 10 is N, and Z 9 is CH.
  • Z 9 and Z 10 are N.
  • Z 11 and Z 12 of Formula A-5 may be the same as or different from each other, each independently N or CH, and at least one of Z 11 and Z 12 may be N.
  • Z 11 is N
  • Z 12 is CH
  • Z 12 is N
  • Z 11 is CH
  • Z 11 and Z 12 are N.
  • Z 13 and Z 14 of Formula A-6 may be the same as or different from each other, each independently N or CH, and at least one of Z 13 and Z 14 may be N.
  • Z 13 is N
  • Z 14 is CH
  • Z 14 is N
  • Z 13 is CH
  • Z 13 and Z 14 are N.
  • Z 15 and Z 16 of Formula A-7 may be the same as or different from each other, and each independently represent N or CH, and at least one of Z 15 and Z 16 may be N.
  • Z 15 is N
  • Z 16 is CH
  • Z 16 is N, and Z 15 is CH.
  • Z 15 and Z 16 are N.
  • L 1 to L 9 of Formulas A-1 to A-7 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 heteroarylene group having 2 to 60 carbon atoms.
  • the L 1 to L 9 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 heteroarylene group having 2 to 40 carbon atoms.
  • L 1 To L 9 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 heteroarylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the L 1 to L 9 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or it may be a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • the L 1 to L 9 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 naphthylene group.
  • the L 1 to L 9 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; phenylene group; Or it may be a naphthylene group.
  • L 1 is a direct bond.
  • L 1 is a phenylene group.
  • L 1 is a naphthylene group.
  • L 2 is a direct bond.
  • L 2 is a phenylene group.
  • L 2 is a naphthylene group.
  • L 3 is a direct bond.
  • L 3 is a phenylene group.
  • L 3 is a naphthylene group.
  • L 4 is a direct bond.
  • L 4 is a phenylene group.
  • L 4 is a naphthylene group.
  • L 5 is a direct bond.
  • L 5 is a phenylene group.
  • L 5 is a naphthylene group.
  • L 6 is a direct bond.
  • L 6 is a phenylene group.
  • L 6 is a naphthylene group.
  • L 7 is a direct bond.
  • L 7 is a phenylene group.
  • L 7 is a naphthylene group.
  • L 8 is a direct bond.
  • L 8 is a phenylene group.
  • L 8 is a naphthylene group.
  • L 9 is a direct bond.
  • L 9 is a phenylene group.
  • L 9 is a naphthylene group.
  • X 1 to X 3 of Formulas A-5 to A-7 are the same as or different from each other, and each independently O; or S.
  • the X 1 is O; or S.
  • X 1 is O.
  • X 1 is S.
  • the X 2 is O; or S.
  • X 2 is O.
  • X 2 is S.
  • the X 3 is O; or S.
  • X 3 is O.
  • X 3 is S.
  • q1 to q9 of Formulas A-1 to A-7 are each independently an integer of 0 to 2, and when q1 to q9 are 2, the substituents in parentheses are the same or different from each other. can do.
  • Ar 1 to Ar 9 of Formulas A-1 to A-7 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • Ar 1 To Ar 9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms.
  • the Ar 1 To Ar 9 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms.
  • Ar 1 To Ar 9 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 triphenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • Ar 1 To Ar 9 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; biphenyl group; terphenyl group; triphenyl group; dibenzofuran group; dibenzothiophene group; Or it may be a carbazolyl group.
  • r1 to r4 are each independently an integer of 1 to 3
  • r5 to r8 are each independently an integer of 1 to 5
  • the N-het is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 60 carbon atoms and a heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, and a pyridyl group; pyrimidyl group; pyridazinyl group; pyrazolyl group; triazinyl group; quinolyl group; isoquinolyl group; quinazolinyl group; isoquinazolinyl group; quinozolilyl group; naphthyridyl group; benzothiazole group; Or it may be a benzo [4,5] thieno [2,3-d] pyrimidine group.
  • Ar of Formula 1 is a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; Substituted or unsubstituted with one or more selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms It may be a cyclic amine group.
  • the compound in which Ar of Formula 1 is an amine group has stronger donor properties, when it is used in the organic material layer of the organic light emitting device, hole injection is further aided to solve the hole trapping phenomenon of the dopant. Efficiency can be further improved.
  • Ar is a substituted or unsubstituted C6-C60 aryl group; a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 60 carbon atoms; Or it may be a group represented by the following formula (B).
  • L 11 and L 12 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 a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 40 carbon atoms,
  • Ar 11 and Ar 12 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group; and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms, or Ar 11 and Ar 12 are bonded to each other to a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms or a substituted or unsubstituted carbon number to form a heterocyclic ring of 2 to 60;
  • n 0 or 1
  • Formula B may be represented by any one of the following Formulas B-1 to B-5.
  • L 13 and L 14 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 a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 40 carbon atoms,
  • Ar 13 and Ar 14 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 40 carbon atoms,
  • R 20 to R 26 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms,
  • X 11 is O; S; Or NRc, wherein Rc is a substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group,
  • c and d are each 0 or 1
  • e, g, j and k are each an integer of 0 to 4
  • f, h and i are each an integer of 0 to 6
  • e to k are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • L 13 and L 14 of Formula B-1 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 heteroarylene group having 2 to 40 carbon atoms.
  • L 13 and L 14 of Formula B-1 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 heteroarylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • L 13 and L 14 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; Or it may be a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • L 13 and L 14 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted phenylene group; a substituted or unsubstituted biphenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • L 13 and L 14 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; phenylene group; biphenylene group; Or it may be a naphthylene group.
  • L 13 is a direct bond.
  • L 13 is a phenylene group.
  • L 13 is a biphenylene group.
  • L 13 is a naphthylene group.
  • L 14 is a direct bond.
  • L 14 is a phenylene group.
  • L 14 is a biphenylene group.
  • L 14 is a naphthylene group.
  • Ar 13 and Ar 14 of Formula B-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 a substituted or unsubstituted carbon number 2 to 40 may be a heteroaryl group.
  • Ar 13 and Ar 14 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group or a substituted or unsubstituted C 2 to C 40 heteroaryl it can be a gimmick
  • Ar 13 and Ar 14 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 naphthyl group; a substituted or unsubstituted fluorenyl group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzofuran group.
  • Ar 13 and Ar 14 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 naphthyl group; a fluorenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of a phenyl group and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzofuran group.
  • Ar 13 and Ar 14 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 naphthyl group; a fluorenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of a phenyl group and a methyl group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzofuran group.
  • Ar 13 and Ar 14 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; biphenyl group; naphthyl group; a fluorenyl group unsubstituted or substituted with one or more selected from the group consisting of a phenyl group and a methyl group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzofuran group.
  • c and d in Formula B-1 may be 0 or 1, respectively.
  • R 20 to R 26 of Formulas B-1 to B-5 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms.
  • R 20 to R 26 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it may be a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R 20 to R 26 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or it may be a substituted or unsubstituted phenyl group.
  • R 20 to R 26 are each independently hydrogen; or a phenyl group.
  • R 20 Is hydrogen; or a phenyl group.
  • X 11 of Formula B-5 is O; S; or NRc, wherein Rc may be a substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group.
  • X 11 is O; S; or NRc, wherein Rc may be a phenyl group.
  • X 11 is O.
  • X 11 is S.
  • X 11 is NRc
  • Rc is a phenyl group.
  • X of Formula 1 is O; or S.
  • X is O.
  • X is S.
  • a in Formula 1 is an integer of 0 to 3, and when a is 2 or more, substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • a is 3.
  • a is 2.
  • a is 1.
  • a 0.
  • b in Formula 1 is an integer of 0 to 4, and when b is 2 or more, substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • b is 4.
  • b is 3.
  • b is 2.
  • b is 1.
  • b 0.
  • R p of Formula 1 is hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group; Or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms; a substituted or unsubstituted C 6 to C 40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 6 to 40 carbon atoms.
  • R p in Formula 1 is hydrogen.
  • p in Formula 1 is an integer of 0 to 6, and when p is 2, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • p is 6.
  • p is 5.
  • p is 4.
  • p is 3.
  • p is 2.
  • p is 1.
  • p 0.
  • Formula 1 provides a heterocyclic compound represented by any one of the following compounds.
  • the heterocyclic compound has a high glass transition temperature (Tg) and excellent thermal stability. This increase in thermal stability is an important factor in providing driving stability to the device.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may be prepared by a multi-step chemical reaction. Some intermediate compounds are prepared first, and the compound of Formula 1 can 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 to be described later.
  • organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the "organic light emitting device” may be expressed in terms such as “organic light emitting diode”, “OLED (Organic Light Emitting Diodes)", “OLED device”, “organic electroluminescent device”, and the like.
  • 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 organic material layer includes the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 above.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a negative electrode
  • 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 Chemical 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 Chemical 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 Chemical Formula 1 may be used as a material of the red organic light emitting device.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 Specific details of the heterocyclic compound represented by Formula 1 are the same as described above.
  • the organic light emitting device of the present application may be manufactured by a conventional method and material for manufacturing 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, spraying, 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 multi-layer 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, etc. 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 light emitting layer, and the light emitting layer may include the heterocyclic compound.
  • the heterocyclic compound is used in the light emitting layer, it is possible to spatially separate Homo (Highest Occupied Molecular Orbital) and LUMO (HOMO, Lowest Highest Unoccupied Molecular Orbital) to enable strong charge transfer.
  • the driving efficiency and lifespan of the device may be improved.
  • Driving, efficiency, and lifespan of the organic light emitting diode may be improved.
  • the organic light emitting device of the present invention may further include one or more layers selected from the group consisting of a light emitting 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.
  • 1 to 3 illustrate the stacking order of the electrode and the organic material layer of the 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 also 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 illustrated.
  • 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 diode 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 blocking layer 304 , an electron transport layer 305 , and an electron injection layer 306 .
  • the scope of the present application is not limited by such a laminated structure, and if necessary, the remaining layers except for the light emitting layer may be omitted, and other necessary functional layers may be further added.
  • the organic material layer including the compound represented by Formula 1 may further include other materials as needed.
  • materials other than the compound of Formula 1 are exemplified below, but these are for illustration only and not for limiting the scope of the present application, and are known in the art. materials may be substituted.
  • anode material Materials having a relatively large work function may be used as the anode material, and a transparent conductive oxide, metal, or conductive polymer may be used.
  • the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, 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 : Combination of metals and oxides such as Sb; conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene](PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode material Materials having a relatively low work function may be used as the cathode material, and metal, metal oxide, conductive polymer, or the like may be used.
  • the anode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof; and a multilayer structure material such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but is not limited thereto.
  • a known hole injection material may be used, for example, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine disclosed in US Pat. No. 4,356,429 or Advanced Material, 6, p.677 (1994).
  • starburst-type amine derivatives such as tris(4-carbazolyl-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), soluble conductive polymers polyaniline/dodecylbenzenesulfonic acid (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) or poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate) (Poly(3,4-ethylenedioxythiophen
  • a pyrazoline derivative an arylamine derivative, a stilbene derivative, a triphenyldiamine derivative, etc.
  • a low molecular weight or high molecular material may be used.
  • Examples of the electron transport material include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, and fluorenone.
  • Derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, etc. may be used, and polymer materials as well as low molecular weight materials may be used.
  • LiF is typically used in the art, but the present application is not limited thereto.
  • a red, green or blue light emitting material 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 and used as separate sources, or may be premixed and deposited as a single source.
  • a fluorescent material can be used as a light emitting material, it can 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 together participate in light emission may be used.
  • a host of the same series may be mixed and used, or a host of different series may be mixed and used.
  • any two or more types of n-type host material or p-type host material may be selected and used as the host material of the light emitting layer.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include the heterocyclic compound as a host material of the light emitting material.
  • the light emitting layer may include two or more host materials, and at least one of the host materials may include the heterocyclic compound as a host material of the light emitting material.
  • the light emitting layer may be used by pre-mixing two or more host materials, and at least one of the two or more host materials uses the heterocyclic compound as a host material of the light emitting material.
  • the pre-mixed means that the light emitting layer is mixed with two or more host materials before depositing them on the organic material layer and put it in one park.
  • the light emitting layer may include two or more host materials, each of the two or more host materials includes one or more p-type host materials and n-type host materials, and at least one of the host materials
  • One may include the heterocyclic compound as a host material of the light emitting material. In this case, driving, efficiency, and lifespan of the organic light emitting diode may be improved.
  • the light emitting layer may include two or more types of heterocyclic compounds represented by Formula 1 above.
  • the light emitting layer may include two kinds of the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • an exciplex may be formed to improve device performance.
  • two or more of the heterocyclic compounds represented by Formula 1 may be used as a host material at the same time.
  • composition for an organic material layer of an organic light emitting device comprising two or more types of heterocyclic compounds represented by Formula 1 above.
  • composition for an organic material layer of an organic light emitting device comprising two of the heterocyclic compounds represented by Formula 1 above.
  • the weight ratio of the two types of heterocyclic compounds represented by Formula 1 in the composition may be 1: 10 to 10: 1, 1: 8 to 8: 1, 1: 5 to 5: 1, and , 1: 2 to 2: 1 may be, but is not limited thereto.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a back emission type, or a double side emission type depending on a material used.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may act on a principle similar to that applied to an organic light emitting device in an organic electronic device including an organic solar cell, an organic photoreceptor, and an organic transistor.
  • Compound 77 (8.3 g, 72%) was prepared in the same manner as in the preparation method of Compound 1, except that Compound 77-1 was used instead of Compound 1-3 of Preparation Example 1.
  • Compound 157-1 was prepared in the same manner as in the preparation method of Compound 1-3 except that (2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid was used instead of (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid of Preparation Example 1 did.
  • Compound 157 (9.5 g, 84%) was prepared in the same manner as in the preparation method of Compound 1, except that Compound 157-1 was used instead of Compound 1-3 of Preparation Example 1.
  • Table 13 is a measurement value of 1 H NMR (CDCl 3 , 300Mz)
  • Table 14 is a measurement value of a field desorption mass spectrometry (FD-MS).
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonically. After washing with distilled water, ultrasonic washing was performed with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol, etc., dried, and UVO-treated for 5 minutes using UV in a UV washer. After transferring the substrate to a plasma cleaner (PT), plasma treatment was performed to remove the ITO work function and residual film in a vacuum state, and the substrate was transferred to a thermal deposition equipment for organic deposition.
  • ITO indium tin oxide
  • a light emitting layer was deposited thereon by thermal vacuum deposition as follows.
  • 3 wt% of (piq) 2 (Ir)(acac) was doped into the host using (piq) 2 (Ir)(acac) as a red phosphorescent dopant and the compound shown in Table 15 below as a red host, and 500 ⁇ was deposited.
  • 60 ⁇ of BCP was deposited as a hole blocking layer, and 200 ⁇ of Alq 3 was deposited thereon as an electron transport layer.
  • 60 ⁇ of BCP was deposited as a hole blocking layer, and 200 ⁇ of Alq 3 was deposited thereon as an electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited on the electron transport layer to a thickness of 10 ⁇ to form an electron injection layer, and then an aluminum (Al) cathode is deposited to a thickness of 1,200 ⁇ on the electron injection layer to form a cathode.
  • Al aluminum
  • T 90 was measured.
  • the T 90 denotes a lifetime (unit: h, time) that is 90% of the initial luminance.
  • the characteristics of the organic light emitting device of the present invention are shown in Table 15 below.
  • Comparative compounds A to F of Table 15 were as follows.
  • the driving voltage was lower than Comparative Examples 1 to 6, and the luminous efficiency and lifespan were significantly improved.
  • the compound of the present invention has high thermal stability, and a heteroaryl group is connected without a linker, and has an appropriate molecular weight and a band gap. That is, when the heterocyclic compound of the present invention is used in the light emitting layer, an appropriate band gap is formed in the light emitting layer to prevent the loss of electrons and holes, and it can help to form an effective recombination zone of electrons and holes.
  • the compound with an arylamine group has a relatively reduced lifetime and higher efficiency among the compounds of the present invention, and it can be confirmed that the strong HT characteristic of the arylamine group eliminates hole traps occurring in the dopant.
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonically. After washing with distilled water, ultrasonic washing was performed with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol, etc., dried, and UVO-treated for 5 minutes using UV in a UV washer. After transferring the substrate to a plasma cleaner (PT), plasma treatment was performed to remove the ITO work function and residual film in a vacuum state, and the substrate was transferred to a thermal deposition equipment for organic deposition.
  • ITO indium tin oxide
  • a light emitting layer was deposited thereon by thermal vacuum deposition as follows.
  • the light emitting layer was deposited as a red host by mixing an arylamine compound and a unipolar compound or by mixing an arylamine compound and a bipolar compound as shown in Table 16 below and depositing 400 ⁇ , and the red phosphorescent dopant was (piq) 2 (Ir) (acac) 3wt% was doped and deposited.
  • the organic light emitting devices of Examples 42 to 65 were manufactured in the same manner as in Examples 19 to 41, except that the compounds of the present invention and compounds G to P were used. did.
  • the characteristics of the organic light emitting device of the present invention are shown in Tables 16 and 17 below.
  • Example 42 compound 243 1: 3 4.89 22 0.628, 0.312 108
  • Example 43 1: 2 4.53 23 0.678, 0.322 112
  • Example 44 1:1 4.34 25 0.680, 0.320 120
  • Example 45 2:1 4.45 24 0.679, 0.321 109
  • Example 46 3 1 4.57 23 0.682, 0.318 105
  • Example 47 H: compound 271 1:1 4.23 25 0.681, 0.319 119
  • Example 49 J compound 356 1:1 4.12 26 0.676, 0.324 110
  • Example 50 K compound 285 1:1 4.23 24 0.683, 0.317 112
  • Example 51 G compound 295 1:1 4.64 25 0.674, 0.326 116
  • Example 52 H: compound 318 1:1 4.57 24 0.682, 0.318 120
  • Example 53 I: compound 343 1:1 4.45 25 0.628, 0.312 108
  • Example 43 1: 3 4.45 25 0.628, 0.312
  • the compounds G to K are arylamine derivatives different from the compounds of the present invention, and in the compounds L, P is a compound corresponding to a conventional biscarbazole or indolecarbazole derivative used as a P-type host. .
  • the exciplex phenomenon of the N+P compound refers to a phenomenon in which energy of the size of the HOMO level of the donor (p-host) and the LUMO level of the acceptor (n-host) is emitted through electron exchange between two molecules.

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Abstract

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

Description

헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
[규칙 제91조에 의한 정정 28.12.2020]　
본 명세서는 2019년 12월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2019-0175840호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자차단, 정공차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
(특허문헌 1) 미국 특허 제4,356,429호
본 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000001
상기 화학식 1에 있어서,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
X는 O; 또는 S이고,
N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기이고,
R p는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기이고,
a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태는, 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
마지막으로 본 출원의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
본 명세서에 기재된 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기 발광 소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기물층에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층 구조를 예시적으로 나타낸 도이다.
<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
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 실릴기; 포스핀옥사이드기; 및 아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 또는 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기 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 PCTKR2020018560-appb-img-000002
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; -NH 2; 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 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 PCTKR2020018560-appb-img-000003
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 것은 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000004
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000005
상기 화학식 1에 있어서,
L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
X는 O; 또는 S이고,
N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기이고,
R p는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기이고,
a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 상기 N-het가 링커 없이 연결되어, 적절한 분자량과 밴드갭을 갖는다. 이러한 화합물을 유기 발광 소자의 발광층에 사용할 경우, 전자와 정공의 유실을 막아, 효과적인 전자와 정공의 재결합 되는 영역(recombination zone)의 형성을 돕게 된다. 이처럼 재결합 효율이 증가하면, 전류 효율이 증가하므로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자 내 유기 물질로 사용할 경우 유기 발광 소자의 높은 효율 및 수명 증가를 기대할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000006
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000007
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000008
상기 화학식 1-1 내지 1-3에서 각 치환기의 정의는 화학식 1과 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 X는 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 3개 이하로 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 3개 이하로 포함하는 단환 또는 다환의 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 하기 화학식 A로 표시될 수 있다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000009
상기 화학식 A에서,
*는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
Y 1 내지 Y 5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고, Y 1 내지 Y 5 중 적어도 1 이상은 N이며, CRa가 2 이상일 경우, 각각의 Ra는 서로 같거나 상이하며,
상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-7 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 A-1]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000010
[화학식 A-2]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000011
[화학식 A-3]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000012
[화학식 A-4]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000013
[화학식 A-5]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000014
[화학식 A-6]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000015
[화학식 A-7]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000016
상기 화학식 A-1 내지 A-7에 있어서,
*는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
Z 1 내지 Z 16는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 1 내지 Z 3 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 4 내지 Z 6 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 7 및 Z 8 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 9 및 Z 10 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 11 및 Z 12 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 13 및 Z 14 중 적어도 1 이상은 N이고, Z 15 및 Z 16 중 적어도 1 이상은 N이고,
L 1 내지 L 9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
Ar 1 내지 Ar 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
X 1 내지 X 3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S이고,
q1 내지 q9은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, 상기 q1 내지 q9이 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하고,
r1 내지 r4는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, r5 내지 r9은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이며, 상기 r1 내지 q9이 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1의 Z 1 내지 Z 3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 1 내지 Z 3 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 1은 N이고, Z 2 및 Z 3는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 2는 N이고, Z 1 및 Z 3는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 3는 N이고, Z 1 및 Z 2는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 1은 CH이고, Z 2 및 Z 3는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 2는 CH이고, Z 1 및 Z 3는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 3는 CH이고, Z 1 및 Z 2는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 1 내지 Z 3는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-2의 Z 4 내지 Z 6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 4 내지 Z 6 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 4은 N이고, Z 5 및 Z 6은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 5는 N이고, Z 4 및 Z 6은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 6는 N이고, Z 4 및 Z 5는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 4은 CH이고, Z 5 및 Z 6은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 5는 CH이고, Z 4 및 Z 6은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 6는 CH이고, Z 4 및 Z 5는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 4 내지 Z 6는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-3의 Z 7 및 Z 8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 7 및 Z 8 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 7은 N이고, Z 8은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 8은 N이고, Z 7은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 7 및 Z 8은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-4의 Z 9 및 Z 10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 9 및 Z 10 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 9는 N이고, Z 10은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 10은 N이고, Z 9는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 9 및 Z 10은 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-5의 Z 11 및 Z 12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 11 및 Z 12 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 11은 N이고, Z 12는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 12은 N이고, Z 11은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 11 및 Z 12는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-6의 Z 13 및 Z 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 13 및 Z 14 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 13은 N이고, Z 14는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 14는 N이고, Z 13은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 13 및 Z 14는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-7의 Z 15 및 Z 16는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 15 및 Z 16 중 적어도 1 이상은 N일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 15은 N이고, Z 16는 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 16는 N이고, Z 15은 CH이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z 15 및 Z 16는 N이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 L 1 내지 L 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1 내지 L 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1 내지 L 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1 내지 L 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1 내지 L 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1 내지 L 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 1은 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 2는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 2는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 2는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 3은 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 3은 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 3은 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 4는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 4는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 4는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 5는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 5는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 5는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 6는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 6는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 6는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 7는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 7는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 7는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 8는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 8는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 8는 나프틸렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 9는 직접결합이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 9는 페닐렌기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L 9는 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-5 내지 A-7의 X 1 내지 X 3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 1은 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 1은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 1은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 2은 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 2은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 2은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 3은 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 3은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 3은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 q1 내지 q9은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, 상기 q1 내지 q9이 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 Ar 1 내지 Ar 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar 1 내지 Ar 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar 1 내지 Ar 9은 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 Ar 1 내지 Ar 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar 1 내지 Ar 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 트리페닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 카바졸릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A-1 내지 A-7의 r1 내지 r4는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, r5 내지 r8은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이며, 상기 r1 내지 r9이 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 N-het는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, 피리딜기; 피리미딜기; 피리다지닐기; 피라졸릴기; 트리아지닐기; 퀴놀릴기; 이소퀴놀릴기; 퀴나졸리닐기; 이소퀴나졸리닐기; 퀴노졸리릴기; 나프티리딜기; 벤조티아졸기; 또는 벤조[4,5]티에노[2,3-d]피리미딘기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기일 수 있다.
상기 화학식 1의 Ar이 아민기인 화합물의 경우 더욱 강한 도너 특성을 가지기 때문에 이를 유기 발광 소자의 유기물층에 사용하는 경우, 홀 주입을 더욱 도움으로 인하여 도판트의 홀 트랩 현상을 해소시키기 때문에 유기 발광 소자의 효율을 더욱 개선시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 Ar이 아민기인 화합물의 경우, 더 낮은 HOMO 및 LUMO 레벨을 가지기 때문에, 상기 화학식 1의 Ar이 아릴기 또는 헤테로아릴기인 화합물과 같이 유기 발광 소자의 유기물층에 사용할 경우 exciplex 형성에 유리한 에너지 준위 차이를 가짐으로써, 유기 발광 소자의 효율과 수명을 더욱 개선시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 하기 화학식 B로 표시되는 기일 수 있다.
[화학식 B]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000017
상기 화학식 B에서,
L 11 및 L 12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
Ar 11 및 Ar 12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 Ar 11 및 Ar 12는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성하고,
m 및 n은 각각 0 또는 1이고,
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000018
는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1 내지 B-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 B-1]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000019
[화학식 B-2]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000020
[화학식 B-3]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000021
[화학식 B-4]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000022
[화학식 B-5]
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000023
상기 화학식 B-1 내지 B-5에서,
L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
Ar 13 및 Ar 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이고,
R 20 내지 R 26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고,
X 11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이며,
c 및 d는 각각 0 또는 1이고,
e, g, j 및 k는 각각 0 내지 4의 정수이고, f, h 및 i는 각각 0 내지 6의 정수이고, e 내지 k가 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000024
는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 또는 나프틸렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13은 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13은 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13은 바이페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 13은 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 14는 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 14는 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 14는 바이페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L 14는 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 Ar 13 및 Ar 14는 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 Ar 13 및 Ar 14는 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 Ar 13 및 Ar 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar 13 및 Ar 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar 13 및 Ar 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기 및 메틸기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar 13 및 Ar 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 페닐기 및 메틸기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1의 c 및 d는 각각 0 또는 1일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-1 내지 B-5의 R 20 내지 R 26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R 20 내지 R 26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R 20 내지 R 26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R 20 내지 R 26은 각각 독립적으로 수소; 또는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R 20은 수소; 또는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B-5의 X 11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 11은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 11은 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X 11은 NRc이고, 상기 Rc는 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 X는 O; 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 a는 0 내지 3의 정수이고, 상기 a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 b는 0 내지 4의 정수이고, 상기 b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R p는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R p는 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 6이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 5이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 p는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
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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 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리 화합물이 발광층에 사용될 경우, 호모(HOMO, Highest Occupied Molecular Orbital) 및 루모(LUMO, HOMO, Lowest ighest Unoccupied Molecular Orbital)를 공간적으로 분리하여 강한 전하 이동(charge transfer)이 가능하기 때문에 유기 발광 소자 의 구동 효율 및 수명이 우수해질 수 있 있다. 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 3에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO 2 : 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 LiO 2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)) 등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함할 수 있다.
상기 예비 혼합(pre-mixed)은 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 유기물층에 증착하기 전에 먼저 재료를 섞어서 하나의 공원에 담아 혼합하는 것을 의미한다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질은 각각 1개 이상의 p 타입 호스트 재료 및 n 타입 호스트 재료를 포함하고, 상기 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 유기 발광 소자의 구동, 효율 및 수명이 우수해질 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종을 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 2종 이상 함께 발광층에 사용할 경우 들뜬 복합체(exciplex)를 형성하여 소자 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상이 동시에 호스트 물질로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 조성물 내 2종의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1일 수 있고, 1 : 8 내지 8 : 1일 수 있고, 1 : 5 내지 5 : 1 일 수 있으며, 1 : 2 내지 2 : 1일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
<제조예>
[제조예 1] 화합물 1의 제조
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000044
1) 화합물 1-1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene (50g, 150 mmol), (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid (30g, 150mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0) (17g, 15mmol), 포타슘 카보네이트(62g, 450mmol), 톨루엔 /에탄올/물 (500ml/100ml/100ml)의 혼합물을 110℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출하고, MgSO 4로 건조한 뒤 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-1을 얻었다. (48g, 88%)
2) 화합물 1-2의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-1 (48g, 132 mmol), 디클로로메탄 (1000ml)의 혼합물을 0℃로 냉각하였다. BBr 3 (26mL, 270 mmol) 를 적가한 뒤 상온으로 승온하여 2시간 교반하였다. 이 후, 증류수로 반응을 종결한 뒤, 디클로로메탄으로 추출하여 MgSO 4로 건조하였다. 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-2를 얻었다. (37g, 80%)
3) 화합물 1-3의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-2 (37g, 106mmol), Cs 2CO 3 (172g, 530mmol)의 디메틸아세트아미드 (400ml) 혼합물을 120℃ 에서 교반하였다. 이 후, 상온으로 냉각 후 여과하여 여액의 용매를 제거한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-3을 얻었다. (32g, 88%)
4) 화합물 1-4의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-3 (10g, 30 mmol), 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole) (8g, 30mmol), Cs 2CO 3 (48g, 150mmol)의 디메틸아세트아미드(100ml) 혼합물을 170℃ 에서 12h 환류 교반하였다. 이 후, 상온으로 냉각 후 여과하고 여액의 용매를 제거한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 1-4 를 얻었다. (11.3g, 73%)
5) 화합물 1-5의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-4 (11.8g, 22mmol), 비스(피나콜라토)디보론(12g, 44mmol), XPhos(2.0g, 4.4mmol), 포타슘 아세테이트(6.4g, 66mmol), Pd(dba) 2 (1.2g, 2.2mmol)의 1,4-디옥산(100ml) 혼합물을 140℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출 후 농축하여 생성된 고체를 디클로로메탄/MeOH을 사용한 재결정 정제법으로 화합물 1-5를 얻었다. (12.8g, 96%)
6) 화합물 1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-5 (12.8g, 21.1mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진(5.8g, 22mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0)(2.4g, 2.11mmol), 포타슘 카보네이트(8.7g, 63.3mmol), 1,4-디옥산/물 (120ml/24ml)을 넣은 혼합물을 120℃ 에서 3시간 환류 교반하였다. 반응 중 석출된 고체를 뜨거운 상태로 여과하고 1,4-디옥산, 증류수, MeOH로 정제하여 화합물 1을 얻었다. (10.5g, 70%)
상기 제조예 1에 있어서, 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole)대신 하기 표 1의 A를 사용하고, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 1의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1의 화합물 1의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 1의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000045
상기 제조예 1의 화합물 1-3의 제조에 있어서, 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene의 -Br, -Cl에 따라, 화합물 1-3에서의 -Br, -Cl의 위치가 달라지며, 그에 따라 합성될 수 있는 중간체는 아래와 같다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000046
상기 제조예 1에 있어서, 화합물 1-3 대신 하기 표 2에 기재된 바와 같이 상기 중간체 C-0, D-0, E-0, F-0 및 G-0 중 하나를 사용하고, 하기 표 2의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 1의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 2의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000047
[제조예 2] 화합물 9의 제조
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000048
1) 화합물 9-1의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 1-3 (30g, 90mmol), N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen-2-amine (42g, 90mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0) (10g, 9mmol), 포타슘 카보네이트(37g, 270mmol), 톨루엔 /에탄올/물 (300ml/60ml/60ml)의 혼합물을 110℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출하고, MgSO4로 건조한 뒤 실리카겔 컬럼크로마토그래피 정제법을 사용하여 화합물 9-1을 얻었다. (66g, 92%)
2) 화합물 9-2의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 9-1 (10g, 16mmol), 비스(피나콜라토)디보론(8g, 32mmol), XPhos(1.5g, 3.2mmol), 포타슘 아세테이트(4.7g, 48mmol), Pd(dba) 2 (0.9g, 1.6mmol)의 1,4-디옥산(100ml) 혼합물을 140℃ 에서 환류 교반하였다. 이 후, 디클로로메탄으로 추출 후 농축하여 생성된 고체를 디클로로메탄/MeOH을 사용한 재결정 정제법으로 화합물 9-2를 얻었다. (8.8g, 88%)
3) 화합물 9의 제조
일구의 라운드 바텀 플라스크(One neck r.b.f)에 화합물 9-2 (8.8g, 14mmol), 6-chloro-3,5-diphenyl-1,2,4-triazine (3.7g, 14mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0)(1.6g, 1.4mmol), 포타슘 카보네이트(5.7g, 42mmol), 1,4-디옥산/물 (100ml/20ml)을 넣은 혼합물을 120℃ 에서 3시간 환류 교반하였다. 이 후, 반응 중 석출된 고체를 뜨거운 상태로 여과하고 1,4-디옥산, 증류수, MeOH로 정제하여 화합물 9을 얻었다. (9.0g, 81%)
상기 제조예 2에 있어서, N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen-2-amine 대신 하기 표 3의 A를 사용하고, 6-chloro-3,5-diphenyl-1,2,4-triazine 대신 하기 표 3의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 2의 화합물 9의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 3의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000049
상기 제조예 2에서도 마찬가지로, 화합물 1-3 대신, 하기의 중간체들을 사용할 수 있다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000050
상기 제조예 2에 있어서, 화합물 1-3 대신, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 상기 C-0, D-0, E-0, F-0 및 G-0 중 하나를 사용하고, 하기 표 4의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 9의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 4의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000051
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000052
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000053
[제조예 3] 화합물 77의 제조
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000054
1) 화합물 77-1의 제조
상기 제조예 1에서 (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid 대신, (1-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid 을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1-3의 제조방법과 동일하게 화합물 77-1을 제조하였다.
2) 화합물 77의 제조
상기 제조예 1의 화합물 1-3 대신, 화합물 77-1을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1의 제조방법과 동일하게 화합물 77(8.3g, 72%)을 제조하였다.
상기 제조예 3에 있어서, 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole)대신 하기 표 5의 A를 사용하고, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 5의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 3의 화합물 77의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 5의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000055
상기 제조예 3 에 있어서, 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene의 -Br, -Cl에 따라, 화합물 1-3에서의 -Br, -Cl의 위치가 달라지며, 그에 따라 합성될 수 있는 중간체는 아래와 같다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000056
상기 제조예 3에 있어서, 화합물 77-1 대신, 하기 표 6에 기재된 바와 같이 상기 중간체 C-1, D-1, E-1, F-1 및 G-1 중 하나를 사용하고, 하기 표 6의 A, B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 77의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 6의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000057
[제조예 4] 화합물 90의 제조
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000058
1) 화합물 90-1의 제조
상기 제조예 2의 화합물 9-1 대신 상기 제조예 3의 화합물 77-1 을 사용하고, N-phenyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen-2-amine 대신, 9-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-carbazole을 사용하여 화합물 90-1을 얻었다.
2) 화합물 90의 제조
상기 제조예 2의 화합물 9-1 대신, 상기 화합물 90-1을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 화합물 90(13.2g, 72%)을 얻었다.
상기 제조예 4에 있어서, 하기 표 7의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 4의 화합물 90의 제조와 같은 방법으로, 하기 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000059
상기 제조예4 에서도 마찬가지로, 화합물 77-1 대신, 하기의 중간체들을 사용할 수 있다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000060
상기 제조예 4에 있어서, 화합물 77-1 대신, 하기 표 8에 기재된 바와 같이 C-1, D-1, E-1, F-1 및 G-1 중 하나를 사용하고, 하기 표 8의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 90의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 8의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000061
[제조예 5] 화합물 157의 제조
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000062
1) 화합물 157-1의 제조
상기 제조예 1의 (3-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid 대신, (2-methoxynaphthalen-1-yl)boronic acid 을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1-3의 제조방법과 동일하게 화합물 157-1을 제조하였다.
2) 화합물 157의 제조
상기 제조예1의 화합물 1-3 대신, 상기 화합물 157-1을 사용한 것을 제외하곤 화합물 1의 제조방법과 동일하게 화합물 157(9.5g, 84%)을 제조하였다.
상기 제조예 5에 있어서, 7H-디벤조[c,g]카바졸(7H-dibenzo[c,g]carbazole)대신 하기 표 9의 A를 사용하고, 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 9의 B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 5의 화합물 157의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 9의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000063
상기 제조예 5 에 있어서, 1-bromo-4-chloro-3-fluoro-2-iodobenzene의 -Br, -Cl에 따라, 화합물 157-1에서의 -Br, -Cl의 위치가 달라지며, 그에 따라 합성될 수 있는 중간체는 아래와 같다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000064
상기 제조예 5에 있어서, 화합물 157-1 대신, 하기 표 10에 기재된 바와C-2, 같이 D-2, E-2, F-2 및 G-2 중 하나를 사용하고, 하기 표 10의 A 및 B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 157의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 10의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000065
[제조예6] 화합물 165의 제조
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000066
1) 화합물 165의 제조
상기 제조예4의 화합물 77-1 대신 화합물 157-1을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하여 화합물 165(5.8g, 68%)을 얻었다.
상기 제조예 6에 있어서, 하기 표 11의 A, B를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 6의 화합물 165의 제조와 같은 방법으로, 하기 표 11의 목적화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000067
상기 제조예6 에서도 마찬가지로, 화합물 157-1 대신, 하기의 중간체들을 사용할 수 있다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000068
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000069
상기 제조예들과 같은 방법으로 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 하기 표 13 및 표 14에 나타내었다. 하기 표 13은 1H NMR(CDCl 3, 300Mz)의 측정값이고, 하기 표 14는 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
NO 1H NMR(CDCl 3, 300Mz)
1 8.54(m, 2H), 8.28(m, 4H), 8.16(m, 4H), 7.96~7.94(m, 2H), 7.81(d, 1H), 7.67~7.65(m, 8H), 7.51~7.41(m, 8H)
9 8.45(d, 1H), 8.28(m, 2H), 8.16(m, 2H), 7.98(m, 1H), 7.87~7.81(m, 2H), 7.73~7.67(m, 3H), 7.52~7.41(m, 15H), 7.20(m, 2H), 6.86~6.81(m, 2H), 6.69~6.63(m, 4H)
14 8.28(m, 3H), 8.16(d, 2H), 7.87(m, 1H) 7.67~7.41(m, 14H), 7.28~7.20(m, 3H), 6.81~6.75(m, 2H), 6.63(m, 3H), 6.39(d, 1H)
21 ,8.54(m, 2H), 8.23~8.16(m, 7H), 7.96~7.94(m, 2H), 7.75~7.41(m, 20H)
22 8.55(d, 1H), 8.28(m, 4H), 8.16(m, 4H), 7.94(m, 1H). 7.75~7.67(m, 5H), 7.55~7.25(m, 15H)
23 8.28(d, 2H), 8.16(m, 2H), 7.89~7.81(m, 4H), 7.72~7.67(m, 5H), 7.52~7.32(m, 15H), 7.20(m, 2H), 6.89~6.81(m, 3H), 6.69~6.59(m, 5H)
30 8.16(m, 3H), 7.89~7.79(m, 5H), 7.66~7.38(m, 17H), 7.20(m, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 4H), 6.39(d, 1H)
31 8.28(d, 4H), 8.16(t, 2H), 7.67(m, 8H), 7.51~7.36(m, 13H), 7.20(m, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 4H)
34 8.55(d, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 4H), 8.02(s, 1H), 7.94(d, 1H), 7.72~7.67(m, 5H), 7.51~7.25(m, 12H)
41 8.28(d, 4H), 8.16(t, 2H), 7.88~7.67(m, 6H), 7.51~7.36(m, 11H), 7.20(t, 2H), 7.00(s, 1H), 6.81(m, 1H), 6.63(m, 2H)
44 8.28(d, 4H), 8.16(m, 2H), 7.88~7.36(m, 21H), 7.20(t, 2H), 6.81(m, 1H), 6.69~6.63(m, 4H)
57 8.16~8.02(m, 5H), 7.83~7.79(m, 4H), 7.58~7.41(m, 15H), 7.20(t, 2H), 6.98(d, 1H), 6.89~6.81(m, 3H), 6.63~6.59(m, 3H)
64 8.28(m, 3H), 8.16(t, 2H), 7.89(d, 1H), 7.67~7.32(m, 19H), 7.20(m, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 4H), 6.39(d, 1H)
67 8.28(d, 3H), 8.16(m, 2H), 7.84~7.74(m, 4H), 7.67(m, 2H), 7.52~7.36(m, 20H), 6.69(d, 2H)
85 8.28(m, 4H), 8.16(m, 2H), 7.89~7.81(m, 4H), 7.67~7.64(m, 4H), 7.51~7.38(m, 12H), 7.20(m, 2H), 6.81(m, 1H), 6.69~6.63(m, 4H), 6.33(d, 1H)
90 8.55(d, 1H), 8.28(m, 4H), 8.16~8.12(m, 3H), 7.94~7.79(m, 6H), 7.68~7.67(m, 5H), 7.51~7.25(m, 11H)
95 8.28(d, 2H), 8.16(d, 2H), 7.89~7.81(m, 5H), 7.72~7.67(m, 5H), 7.53~7.41(m, 14H), 7.20(t, 2H), 6.88~6.81(m, 3H), 6.63~6.59(m, 5H)
103 8.28(d, 4H), 8.16(d, 2H), 7.88~7.67(m, 7H), 7.50~7.36(m, 13H), 7.20(t, 2H), 6.81(t, 1H), 6.63(d, 2H), 6.45(d, 1H)
107 8.54(m, 2H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 4H), 8.02~7.94(m, 4H), 7.72~7.63(m, 9H), 7.53~7.41(m, 7H)
117 8.28(d, 4H), 8.16(m, 2H), 7.89~7.84(m, 3H), 7.77~7.74(m, 2H), 7.67(m, 2H), 7.54~7.41(m, 19H), 6.69(d, 2H)
119 8.28(d, 4H), 8.16(m, 2H), 7.89(d, 1H), 7.67(m, 4H), 7.54~7.41(m, 6H), 7.20(t, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 6H)
122 8.28(d, 4H), 8.16(t, 2H), 7.88~7.67(m, 7H), 7.53~7.36(m, 12H), 7.00(s, 1H), 6.81(t, 1H), 6.63(m, 2H)
123 8.16(m, 3H), 7.89~7.79(m, 6H), 7.67~7.32(m, 16H), 7.20(m, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 4H), 6.39(m, 1H)
128 8.54(d, 2H), 8.28(d, 2H), 8.16(m, 4H), 7.96~7.85(m, 5H), 7.67~7.72(m, 10H), 7.52~7.41(m, 9H), 7.25(d, 2H)
130 8.55(d, 1H), 8.28(m, 4H), 8.16~8.12(m, 3H), 7.94~8.89(m, 2H), 7.76~7.41(m, 23H)
146 8.28(d, 4H), 8.16(m, 2H), 7.89(d, 1H), 7.67(m, 2H), 7.54~7.41(m, 18H), 7.20(m, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 6H)
153 8.55(d, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 4H), 7.94~7.89(m, 2H), 7.69~7.66(m, 6H), 7.55~7.33(m, 11H)
157 8.54(m, 3H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 3H), 7.96~7.94(m, 2H), 7.81(d, 1H), 7.67~7.41(m, 17H)
161 8.54(m, 2H), 8.28~8.16(m, 6H), 7.67(d, 1H), 7.81(d, 1H), 7.67~7.41(m, 22H)
165 8.55~7.79(m, 2H), 8.28(d, 4H), 8.16~8.12(m, 2H), 7.94~7.81(m, 4H), 7.66~7.25(m, 17H)
174 8.34(m, 1H), 8.16(m, 2H), 7.88~7.36(m, 30H), 6.69(d, 4H)
177 8.55~8.54(m, 2H), 8.28(m, 4H), 8.18~8.16(m, 2H), 7.94(d, 1H), 7.79~7.25(m, 21H)
188 8.55~8.54(m, 2H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 1H), 8.02(s, 1H), 7.94~7.89(m, 2H), 7.66~7.25(m, 18H)
191 8.54(m, 8.54), 8.28(m, 4H), 8.16(t, 1H), 7.54~7.41(m, 21H), 7.20(t, 2H), 6.81(m, 1H), 6.69~6.63(m, 6H)
203 8.54(d, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 1H), 7.88~7.36(m, 11H), 7.20(m, 2H), 6.81(m, 1H), 6.69~6.63(m, 4H)
204 8.54(m, 1H), 8.28(m, 4H), 8.16(m, 1H), 7.77~7.36(m, 18H), 7.20(m, 2H), 7.00(s, 1H), 6.81(m, 1H), 6.63(m, 2H)
212 8.54(m, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 1H), 7.51~7.41(m, 13H), 7.20(t, 2H), 6.89~6.81(m, 4H), 6.63~6.59(m, 5H)
221 8.55~8.54(m, 2H), 8.28~7.67(m, 4H), 8.16(m, 3H), 7.94(d, 1H), 7.67~7.25(m, 18H)
224 8.54(m, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 1H), 7.66~7.41(m, 21H), 7.20(t, 2H), 6.81(t, 1H), 6.69~6.63(m, 6H)
227 8.54(m, 3H), 8.28(d, 4H), 8.16(m, 3H), 7.96~7.94(d, 2H), 7.67~7.41(m, 18H)
243 8.28(d, 4H), 8.16(m, 2H), 8.00~7.81(m, 5H), 7.67~7.41(m, 14H), 7.25(d, 4H)
271 8.55(d, 1H), 8.42(d, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16~8.04(m, 4H), 7.67~7.41(m, 15H), 7.25(d, 4H)
285 8.28(m, 2H), 8.16(d, 2H), 8.00~7.81(m, 11H), 7.73~7.51(m, 13H), 7.25(d, 2H)
295 8.28~8.16(m, 5H), 8.00~7.89(m, 4H), 7.67~7.51(m, 20H)
318 8.55~8.54(d, 2H), 8.42(d, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16~8.04(m, 3H), 7.87~7.81(m, 2H), 7.66~7.41(m, 13H), 7.25(d, 4H)
343 8.54(d, 1H), 8.28(d, 4H), 8.16(t, 1H), 7.67~7.41(m, 25H)
353 8.28(d, 4H), 8.16(t, 2H), 7.87~7.81(m, 2H), 7.67(m, 2H), 7.51~7.41(m, 13H)
354 8.28(d, 4H), 8.16(t, 2H), 7.87~7.81(m, 2H), 7.70~7.67(m, 3H), 7.57~7.41(m, 16H)
356 8.28(d, 2H), 8.16(t, 2H), 7.95~7.66(m, 9H), 7.51~7.32(m, 12H)
360 8.55(d, 1H), 8.42(d, 2H), 8.16~7.98(m, 6H), 7.87~7.79(m, 4H), 7.67~7.41(m, 12H), 7.25(s, 4H)
363 8.55(d, 1H), 8.42(d, 1H), 8.16~8.04(m, 2H), 7.87~7.79(m, 6H), 7.67~7.55(m, 11H), 7.25(s, 4H)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
1 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 181 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24)
3 m/z=713.82 (C52H31N3O=713.25) 183 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24)
5 m/z=790.91 (C57H34N4O=790.27) 185 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24)
7 m/z=829.94 (C59H35N5O=829.28) 187 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26)
9 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 189 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26)
11 m/z=790.91 (C57H34N4O=790.27) 191 m/z=743.87 (C52H29N3OS=743.20)
13 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 193 m/z=664.75 (C47H28N4O=664.23)
15 m/z=663.76 (C48H29N3O=663.23) 195 m/z=754.83 (C53H30N4O2=754.24)
17 m/z=643.75 (C44H25N3OS=643.27) 197 m/z=664.75 (C47H28N4O=664.23)
19 m/z=858.98 (C61H38N4O2=858.30) 199 m/z=743.87 (C52H29N3OS=743.20)
21 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 201 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26)
23 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 203 m/z=704.77 (C49H28N4O2=704.22)
25 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 205 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24)
27 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26) 207 m/z=764.87 (C55H32N4O=764.26)
29 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26) 209 m/z=798.95 (C55H34N4OS=798.25)
31 m/z=743.87 (C52H29N3OS=743.20) 211 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29)
33 m/z=664.75 (C47H28N4O=664.23) 213 m/z=745.86 (C53H35N4O2=745.27)
35 m/z=754.83 (C53H30N4O2=754.24) 215 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27)
37 m/z=664.75 (C47H28N4O=664.23) 217 m/z=768.90 (C55H36N4O=768.29)
39 m/z=743.87 (C52H29N3OS=743.20) 219 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27)
41 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26) 221 m/z=731.88 (C53H37N3O=731.29)
43 m/z=704.77 (C49H28N4O2=704.22) 223 m/z=666.77 (C47H30N4O=666.24)
45 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 225 m/z=741.88 (C54H35N3O=741.28)
47 m/z=764.87 (C55H32N4O=764.26) 227 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27)
49 m/z=798.95 (C55H34N4OS=798.25) 229 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29)
51 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29) 231 m/z=722.85 (C49H30N4O=722.21)
53 m/z=745.86 (C53H35N4O2=745.27) 233 m/z=768.90 (C55H36N4O=768.29)
55 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 235 m/z=782.88 (C55H34N4O2=782.27)
57 m/z=768.90 (C55H36N4O=768.29) 237 m/z=782.88 (C55H34N4O2=782.27)
59 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 239 m/z=764.87 (C55H32N4O=764.26)
61 m/z=745.86 (C53H35N4O2=745.27) 241 m/z=727.85 (C53H33N3O=727.26)
63 m/z=666.77 (C47H30N4O=666.24) 243 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
65 m/z=755.86 (C54H33N3O2=755.26) 245 m/z=694.80 (C48H26N2O2S=694.17)
67 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 247 m/z=680.81 (C48H28N2OS=680.19)
69 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29) 249 m/z=701.81 (C51H31NO3=701.25)
71 m/z=722.85 (C49H30N4O=722.21) 251 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
73 m/z=768.90 (C55H36N4O=768.29) 253 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
75 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 255 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
77 m/z=782.88 (C55H34N4O2=782.27) 257 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
79 m/z=764.87 (C55H32N4O=764.26) 259 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
81 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 261 m/z=701.81 (C51H31NO3=701.25)
83 m/z=713.82 (C52H31N3O=713.25) 263 m/z=751.87 (C55H33N3O=751.26)
85 m/z=790.91 (C57H34N4O=790.27) 265 m/z=717.85 (C52H35N3O=717.28)
87 m/z=829.94 (C59H35N5O=829.28) 267 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
89 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 269 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
91 m/z=790.91 (C57H34N4O=790.27) 271 m/z=664.75 (C48H28N2O2=664.22)
93 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 273 m/z=700.82 (C52H32N2O=700.25)
95 m/z=663.76 (C48H29N3O=663.23) 275 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
97 m/z=643.75 (C44H25N3OS=643.27) 277 m/z=751.87 (C55H33N3O=751.26)
99 m/z=858.98 (C61H38N4O2=858.30) 279 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
101 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 281 m/z=753.89 (C55H35N3O=753.28)
103 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 283 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
105 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 285 m/z=604.72 (C42H24N2OS=604.16)
107 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26) 287 m/z=680.81 (C48H28N2OS=680.19)
109 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26) 289 m/z=701.81 (C51H31NO3=701.25)
111 m/z=743.87 (C52H29N3OS=743.20) 291 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
113 m/z=664.75 (C47H28N4O=664.23) 293 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
115 m/z=754.83 (C53H30N4O2=754.24) 295 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
117 m/z=664.75 (C47H28N4O=664.23) 297 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
119 m/z=743.87 (C52H29N3OS=743.20) 299 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
121 m/z=740.85 (C53H32N4O=740.26) 301 m/z=701.81 (C51H31NO3=701.25)
123 m/z=704.77 (C49H28N4O2=704.22) 303 m/z=751.87 (C55H33N3O=751.26)
125 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 305 m/z=717.85 (C52H35N3O=717.28)
127 m/z=764.87 (C55H32N4O=764.26) 307 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
129 m/z=798.95 (C55H34N4OS=798.25) 309 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
131 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29) 311 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
133 m/z=745.86 (C53H35N4O2=745.27) 313 m/z=700.82 (C52H32N2O=700.25)
135 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 315 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
137 m/z=768.90 (C55H36N4O=768.29) 317 m/z=751.87 (C55H33N3O=751.26)
139 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 319 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
141 m/z=745.86 (C53H35N4O2=745.27) 321 m/z=767.87 (C55H33N3O2=767.26)
143 m/z=666.77 (C47H30N4O=666.24) 323 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
145 m/z=755.86 (C54H33N3O2=755.26) 325 m/z=604.72 (C42H24N2OS=604.16)
147 m/z=742.86 (C53H34N4O=742.27) 327 m/z=680.81 (C48H28N2OS=680.19)
149 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29) 329 m/z=701.81 (C51H31NO3=701.25)
151 m/z=722.85 (C49H30N4O=722.21) 331 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
153 m/z=768.90 (C55H36N4O=768.29) 333 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
155 m/z=715.84 (C52H33N3O=715.26) 335 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
157 m/z=732.87 (C52H36N4O=732.29) 337 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
159 m/z=764.87 (C55H32N4O=764.26) 339 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
161 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 341 m/z=701.81 (C51H31NO3=701.25)
163 m/z=713.82 (C52H31N3O=713.25) 343 m/z=751.87 (C55H33N3O=751.26)
165 m/z=790.91 (C57H34N4O=790.27) 345 m/z=717.85 (C52H35N3O=717.28)
167 m/z=714.81 (C51H30N4O=714.24) 347 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
169 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 349 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
171 m/z=790.91 (C57H34N4O=790.27) 351 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
173 m/z=690.79 (C49H30N4O=690.24) 353 m/z=700.82 (C52H32N2O=700.25)
175 m/z=663.76 (C48H29N3O=663.23) 355 m/z=650.76 (C48H30N2O=650.24)
177 m/z=643.75 (C44H25N3OS=643.27) 357 m/z=751.87 (C55H33N3O=751.26)
179 m/z=858.98 (C61H38N4O2=858.30) 359 m/z=651.75 (C47H29N3O=651.23)
<실험예 1>-유기 발광 소자의 제작
1) 유기 발광 소자의 제작 (Red single host)
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 적색 호스트로 하기 표 15에 기재된 화합물, 적색 인광 도펀트로 (piq) 2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq) 2(Ir)(acac)를 3wt% 도핑하여 500Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq 3 를 200Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq 3 를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조하였다(실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 6).
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10 -6~10 -8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 6의 유기 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m 2 일 때, T 90을 측정하였다. 상기 T 90는 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 특성은 하기 표 15와 같았다.
화합물 구동전압 (V) 효율 (cd/A) 색좌표 (x, y) 수명 (T 90)
비교 예 1 비교화합물 A 5.35 10.5 0.672, 0.328 55
비교 예 2 비교화합물 B 5.20 8.7 0.676, 0.324 58
비교 예 3 비교화합물 C 5.16 9.2 0.680, 0.320 49
비교 예 4 비교화합물 D 5.28 8.1 0.677, 0.322 47
비교 예 5 비교화합물 E 5.32 7.5 0.675, 0.325 48
비교 예 6 비교화합물 F 5.19 6.9 0.674, 0.326 52
실시 예 1 화합물 1 4.23 25.1 0.679, 0.321 138
실시 예 2 화합물 14 4.56 23.9 0.674, 0.326 141
실시 예 3 화합물 23 4.85 24.5 0.685, 0.315 129
실시 예 4 화합물 30 4.61 22.9 0.673, 0.327 131
실시 예 5 화합물 90 4.51 26.0 0.688, 0.312 140
실시 예 6 화합물 103 4.23 24.5 0.686, 0.314 142
실시 예 7 화합물 128 4.44 25.7 0.672, 0.328 132
실시 예 8 화합물 130 4.56 24.8 0.683, 0.317 129
실시 예 9 화합물 161 4.75 23.9 0.675, 0.325 119
실시 예 10 화합물 174 4.21 24.5 0.672, 0.328 120
실시 예 11 화합물 191 4.32 25.3 0.673, 0.32 138
실시 예 12 화합물 212 4.33 25.4 0.687, 0.313 129
실시 예 13 화합물 243 4.32 26.2 0.677, 0.323 131
실시 예 14 화합물 271 4.40 23.9 0.675, 0.325 140
실시 예 15 화합물 285 4.21 22.7 0.684, 0.316 142
실시 예 16 화합물 295 4.18 26.5 0.682, 0.318 139
실시 예 17 화합물 318 4.51 24.9 0.673, 0.327 132
실시 예 18 화합물 343 4.71 25.5 0.684, 0.316 128
상기 표 15의 비교화합물 A 내지 F는 하기와 같았다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000070
상기 표 15의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 헤테로고리 화합물을 사용한 유기 발광 소자의 경우 비교예 1 내지 6에 비하여 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선되었다. 이는 본 발명의 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 헤테로아릴기가 링커 없이 연결되어, 적절한 분자량과 밴드갭을 갖기 때문인 것으로 판단된다. 즉, 본 발명의 헤테로고리 화합물을 발광층에 사용할 경우, 발광층에 적절한 밴드갭이 형성되어, 전자와 정공의 유실을 막고, 효과적인 전자와 정공의 재결합 되는 영역(recombination zone)의 형성을 도울 수 있다.
특히, 아릴아민기가 붙은 화합물은 본 발명의 화합물 중에서도, 수명이 비교적 감소하고, 더 높은 효율을 갖는데, 아릴아민기의 강한 HT특성이 도판트에서 일어나는 Hole trap을 해소시켜줌을 확인할 수 있다.
<실험예 2>-유기 발광 소자의 제작(Red N+P mixed host)
1) 유기 발광 소자의 제작 (Red N+P mixed host)
1,500Å의 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 적색 호스트로 하기 표 16에 기재한 바와 같이 아릴아민 화합물과 Unipolar 화합물을 혼합하거나, 아릴아민 화합물과 Bipolar 화합물을 혼합하여 400Å 증착하였고, 적색 인광 도펀트는 (piq) 2(Ir)(acac)를 3wt% 도핑하여 증착하였다.
화합물 14와 화합물 295의 소자평가 결과(실시예 19 내지 23)로부터, 1:1의 비율이 가장 우수한 퍼포먼스를 보임을 확인한 뒤, 이후의 아릴아민, Unipolar 화합물의 증착 비율은 1:1로 고정하여 진행하였고, 화합물 13과 화합물 22의 소자평가 결과(실시예 34 내지 38)로부터, 아릴아민, Bipolar 화합물의 증착 비율은 1:2로 고정하여 진행하였다.
이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq 3 를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조하였다(실시예 19 내지 41).
또한, 하기 표 17에 기재된 바와 같이 본 발명의 화합물 및 화합물 G 내지 P를 사용한 것을 제외하고, 실시예 19 내지 41의 유기 발광 소자 제조와 동일한 방법으로, 실시예 42 내지 65의 유기 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 화합물 G와 화합물 243의 증착 비율 테스트를 통해, 1:1의 비율에서 가장 우수한 퍼포먼스를 나타냄을 확인 한 뒤, 이후의 소자평가는 비율을 고정하여 진행하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10 -6~10 -8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 실시예 19 내지 65의 유기 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m 2 일 때, T 90을 측정하였다. 상기 T 90는 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 특성은 하기 표 16 및 표 17과 같았다.
발광층 화합물 비율
(N:P)		 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색좌표
(x, y)		 수명
(T 90)
실시예 19 화합물 14 : 화합물295 1 : 3 5.01 25.7 0.677, 0.323 171
실시예 20 1 : 2 4.95 26.9 0.676, 0.324 186
실시예 21 1 : 1 4.15 28.5 0.679, 0.321 241
실시예 22 2 : 1 4.65 27.1 0.674, 0.326 191
실시예 23 3 : 1 4.75 24.8 0.673, 0.327 188
실시예 24 화합물 41 : 화합물 363 1 : 1 4.35 28.5 0.674, 0.326 190
실시예 25 화합물 30 : 화합물 343 1 : 1 4.45 27.3 0.681, 0.319 181
실시예 26 화합물 31 : 화합물 243 1 : 1 4.80 30.9 0.673, 0.327 179
실시예 27 화합물 57 : 화합물 271 1 : 1 4.71 29.1 0.682, 0.318 250
실시예 28 화합물 64 : 화합물 285 1 : 1 4.65 31.8 0.677, 0.323 195
실시예 29 화합물 103 : 화합물 256 1 : 1 4.10 27.9 0.675, 0.325 234
실시예 30 화합물 122 : 화합물 254 1 : 1 4.05 28.1 0.682, 0.318 179
실시예 31 화합물 85 : 화합물 260 1 : 1 4.32 26.8 0.673, 0.327 185
실시예 32 화합물 146 : 화합물 260 1 : 1 4.86 28.2 0.675, 0.325 248
실시예 33 화합물 174 : 화합물 285 1 : 1 4.26 29.3 0.677, 0.323 239
실시예 34 화합물 13 : 화합물 22 1 : 3 4.65 25.7 0.682, 0.318 201
실시예 35 1 : 2 4.45 26.2 0.681, 0.319 222
실시예 36 1 : 1 4.38 28.2 0.677, 0.323 218
실시예 37 2 : 1 4.41 25.7 0.678, 0.322 196
실시예 38 3 : 1 4.43 24.6 0.676, 0.324 175
실시예 39 화합물 103 : 화합물 153 1 : 2 4.32 27.2 0.684, 0.316 219
실시예 40 화합물 123 : 화합물 90 1 : 2 4.22 29.8 0.685, 0.315 215
실시예 41 화합물 204 : 화합물 221 1 : 2 4.10 28.1 0.676, 0.324 194
발광층 화합물 비율
(N:P)		 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색좌표
(x, y)		 수명
(T 90)
실시예 42 G : 화합물 243 1 : 3 4.89 22 0.628, 0.312 108
실시예 43 1 : 2 4.53 23 0.678, 0.322 112
실시예 44 1 : 1 4.34 25 0.680, 0.320 120
실시예 45 2 : 1 4.45 24 0.679, 0.321 109
실시예 46 3 : 1 4.57 23 0.682, 0.318 105
실시예 47 H : 화합물 271 1 : 1 4.23 25 0.681, 0.319 119
실시예 48 I : 화합물 353 1 : 1 4.56 24 0.677, 0.323 109
실시예 49 J : 화합물 356 1 : 1 4.12 26 0.676, 0.324 110
실시예 50 K : 화합물 285 1 : 1 4.23 24 0.683, 0.317 112
실시예 51 G : 화합물 295 1 : 1 4.64 25 0.674, 0.326 116
실시예 52 H : 화합물 318 1 : 1 4.57 24 0.682, 0.318 120
실시예 53 I : 화합물 343 1 : 1 4.45 25 0.681, 0.319 117
실시예 54 J : 화합물 360 1 : 1 4.32 26 0.675, 0.325 115
실시예 55 K : 화합물 354 1 : 1 4.44 24 0.677, 0.323 109
실시예 56 G : 화합물 363 1 : 1 4.65 25 0.678, 0.322 120
실시예 57 H : 화합물 1 1 : 1 4.21 24 0.681, 0.319 121
실시예 58 I : 화합물 22 1 : 1 4.15 23 0.682, 0.318 110
실시예 59 J : 화합물 153 1 : 1 4.27 26 0.679, 0.321 104
실시예 60 K : 화합물 165 1 : 1 4.31 25 0.677, 0.323 109
실시예 61 L : 화합물 31 1 : 1 4.25 23 0.673, 0.327 170
실시예 62 M : 화합물 1 1 : 1 4.31 22 0.675, 0.325 181
실시예 63 N : 화합물 41 1 : 1 4.40 24 0.681, 0.319 169
실시예 64 O : 화합물 103 1 : 1 4.19 22 0.677, 0.323 175
실시예 65 P : 화합물 212 1 : 1 4.38 21 0.682, 0.318 184
표 17에 기재된 화합물 G 내지 P는 하기와 같았다.
Figure PCTKR2020018560-appb-img-000071
상기 화합물 G 내지 K는 본 발명의 화합물과 상이한 아릴아민 유도체이며, 상기 화합물 L에서 P는 P-type Host로 쓰이는 통상의 비스카바졸(Biscarbazole) 또는 인돌카바졸(indolecarbazole) 유도체에 해당하는 화합물이다.
상기 표 16 및 17의 결과에서 알 수 있듯이, 유기 발광 소자의 발광층을 본 출원에 따른 화합물을 혼합하여 증착하는 경우, 더 우수한 효율 및 수명 효과를 보였다. 이 결과는 일반적으로 아릴아민기를 포함하는 화합물을 유기 발광 소자의 발광층에 사용하는 경우 발생하는 수명이 감소하는 현상을 개선한 결과로 판단된다.
즉, 강한 HT특성을 갖는 Host와 본 출원에 따른 화합물을 동시에 포함하는 경우 N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다. N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상이란, 두 분자간 전자 교환으로 donor(p-host)의 HOMO level, acceptor(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상을 의미한다. 이처럼 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우, N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상으로 인하여, 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000072
    상기 화학식 1에 있어서,
    L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
    X는 O; 또는 S이고,
    N-het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1이상으로 치환 또는 비치환된 아민기이고,
    R p는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 헤테로아릴기이고,
    a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
    b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
    p는 0 내지 6의 정수이고, p가 2 이상일 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 "치환 또는 비치환"이란 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환의 아릴기; 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; 실릴기; 포스핀옥사이드기; 및 아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 의미하는 것인 헤테로고리 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000073
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000074
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000075
    상기 화학식 1-1 내지 1-3에서 각 치환기의 정의는 화학식 1과 동일하다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 N-het는 하기 화학식 A로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 A]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000076
    상기 화학식 A에서,
    *는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
    Y 1 내지 Y 5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고, Y 1 내지 Y 5 중 적어도 1 이상은 N이며, CRa가 2 이상일 경우, 각각의 Ra는 서로 같거나 상이하며,
    상기 Ra는 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성한다.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-7 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 A-1]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000077
    [화학식 A-2]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000078
    [화학식 A-3]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000079
    [화학식 A-4]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000080
    [화학식 A-5]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000081
    [화학식 A-6]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000082
    [화학식 A-7]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000083
    상기 화학식 A-1 내지 A-7에 있어서,
    *는 상기 화학식 1과 N-het가 결합하는 위치이며,
    Z 1 내지 Z 16는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이고, Z 1 내지 Z 3 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 4 내지 Z 6 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 7 및 Z 8 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 9 및 Z 10 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 11 및 Z 12 중 적어도 1 이상은 N이며, Z 13 및 Z 14 중 적어도 1 이상은 N이고, Z 15 및 Z 16 중 적어도 1 이상은 N이고,
    L 1 내지 L 9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar 1 내지 Ar 9은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기이고,
    X 1 내지 X 3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O; 또는 S이고,
    q1 내지 q9은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, 상기 q1 내지 q9이 각각 2인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하고,
    r1 내지 r4는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, r5 내지 r9은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이며, 상기 r1 내지 q9이 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 동일하거나 상이하다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로아릴기; 또는 하기 화학식 B로 표시되는 기인 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 B]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000084
    상기 화학식 B에서,
    L 11 및 L 12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar 11 및 Ar 12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 Ar 11 및 Ar 12는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 헤테로 고리를 형성하고,
    m 및 n은 각각 0 또는 1이고,
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000085
    는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 화학식 B는 하기 화학식 B-1 내지 B-5 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 B-1]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000086
    [화학식 B-2]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000087
    [화학식 B-3]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000088
    [화학식 B-4]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000089
    [화학식 B-5]
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000090
    상기 화학식 B-1 내지 B-5에서,
    L 13 및 L 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar 13 및 Ar 14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴기이고,
    R 20 내지 R 26은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고,
    X 11은 O; S; 또는 NRc이고, 상기 Rc는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이며,
    c 및 d는 각각 0 또는 1이고,
    e, g, j 및 k는 각각 0 내지 4의 정수이고, f, h 및 i는 각각 0 내지 6의 정수이고, e 내지 k가 각각 2 이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000091
    는 상기 화학식 1의 L과 결합하는 위치를 의미한다.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000092
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000093
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000094
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000095
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000096
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000097
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000098
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000099
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000100
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000101
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000102
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000103
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000104
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000105
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000106
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000107
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000108
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000109
    Figure PCTKR2020018560-appb-img-000110
  9. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함하는 유기 발광 소자.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 9에 있어서
    상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 중 적어도 1개는 상기 헤테로고리 화합물을 발광 재료의 호스트 물질로 포함하는 유기 발광 소자.
  14. 청구항 1에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 중에서 2종 이상을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 조성물 내 2종의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1 인 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
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