WO2022119116A1 - 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

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

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Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic compound, an organic light emitting device including the same, a composition for an organic material layer of the organic light emitting device, and a method of manufacturing the organic light emitting device.
  • the organic electroluminescent device is a kind of self-emission type 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
  • the present application relates to a heterocyclic compound, an organic light emitting device including the same, a composition for an organic material layer of an organic light emitting device, and a method of manufacturing an organic light emitting device.
  • a heterocyclic compound represented by the following Chemical Formula 1 is provided.
  • L1 is a direct bond; a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • X is O; or S;
  • X1 is a direct bond; O; S; NR; or CRR';
  • Ar1 is deuterium, a C6 to C60 aryl group, or a C6 to C60 aryl group unsubstituted or substituted with a C1 to C60 alkyl group; Or a C2 to C60 heteroaryl group unsubstituted or substituted with deuterium;
  • a1 is an integer from 1 to 4,
  • R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • the first electrode a second electrode provided to face the first electrode; and at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer comprises at least one heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • a light emitting device is provided.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1; and a heterocyclic compound represented by the following Chemical Formula 2 or a heterocyclic compound represented by the following Chemical Formula 3 provides a composition for an organic material layer of an organic light emitting device comprising.
  • Xa is O or S
  • Ya is a hole transporting group or a substituted or unsubstituted aryl group
  • Za is an electron-transporting group
  • L1a and L2a are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, p and q are each an integer of 0 to 3, when p is 2 or more, L1a is the same as or different from each other, and when q is 2 or more, L2a is the same as or different,
  • Ra and Rb are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring or
  • N-Het is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more N,
  • Lb is a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group; or a substituted or unsubstituted heteroarylene group, a2 is an integer of 1 to 3, and when a2 is 2 or more, Lb is the same as or different from each other,
  • R1b to R10b are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon
  • the step of preparing a substrate; forming a first electrode on the substrate; forming one or more organic material layers on the first electrode; and forming a second electrode on the organic material layer wherein the forming of the organic material layer comprises forming one or more organic material layers using the composition for an organic material layer according to an exemplary embodiment of the present application.
  • the compound described herein can be used as an organic material layer 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, etc. in the organic light emitting device.
  • the compound can be used as a material for a light emitting layer of an organic light emitting device.
  • the compound may be used alone as a light emitting material, two compounds may be used together as a light emitting material, and may be used as a host material of the light emitting layer.
  • the heterocyclic compound of Formula 1 has physical properties that satisfy the requirements for green and blue devices, and when the heterocyclic compound of Formula 1 is included, the driving voltage is lowered, and the lifespan and efficiency are excellent.
  • the driving voltage of the device is lowered and the light efficiency is improved and the thermal stability of the compound can improve the lifespan characteristics of the device.
  • 1 to 3 are views schematically showing a stacked structure of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present application, respectively.
  • FIG. 5 is a diagram showing the PL values of the P type host and the N type host of the present application.
  • FIG. 6 is a diagram showing a PL value when a P type host and an N type host of the present application are mixed.
  • "when a substituent is not indicated in the chemical formula or compound structure” may mean that all positions that may 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%, etc. If deuterium is not explicitly excluded, hydrogen and deuterium may be mixed and used in the compound. That is, when it is expressed that "substituent X is hydrogen", deuterium is not excluded, such as 100% hydrogen content and 0% deuterium content, and may mean a state in which hydrogen and deuterium are mixed.
  • deuterium is one of the isotopes of hydrogen, and as an element having a deuteron consisting of one proton and one neutron 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 atomic number (Z), but isotopes that have different mass numbers (A) have the same number of protons, but neutrons It can also be interpreted as an element with a different number of (neutron).
  • 20% of the 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 among them, 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.
  • 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, stilbenyl group, styrenyl 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 means a group in which a cycloalkyl group is directly connected to another ring group or condensed.
  • 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 ring 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 another type of ring group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group, and 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 triphenyl 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 fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may combine with each other to form a ring.
  • fluorenyl group when substituted, it may have the following structure, but is not limited thereto.
  • 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, biphenylfluorene
  • 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.
  • 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 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.
  • 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" groups.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is changed to another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the position at which the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent is substitutable, is not limited, When two or more substituents are substituted, two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • the -(L1)a1-Ar1 and The substitution position of the substituents satisfy any one of the following Structural Formulas 1-A to 1-J, and * and ** in the following Structural Formulas 1-A to 1-J are -(L1)a1-Ar1 and It may mean a location connected to .
  • the R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a substituted or unsubstituted C1 to C40 alkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a substituted or unsubstituted C1 to C40 alkyl group; or a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group.
  • the R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group; or a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group.
  • the R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a C1 to C20 alkyl group; or a C6 to C20 aryl group.
  • the R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a C1 to C10 alkyl group; or a C6 to C10 aryl group.
  • the R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a linear C1 to C10 alkyl group; or a monocyclic C6 to C10 aryl group.
  • R, R' and R" are the same as or different from each other and each independently a methyl group; or a phenyl group.
  • L1 is a direct bond; a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L1 is a direct bond; Or it may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group.
  • L1 is a direct bond; Or it may be a substituted or unsubstituted C6 to C40 arylene group.
  • L1 is a direct bond; Or it may be a C6 to C40 arylene group.
  • L1 is a direct bond; Or it may be a C6 to C20 arylene group.
  • L1 is a direct bond; phenylene group; Or it may be a biphenylene group.
  • Ar1 is a C6 to C60 aryl group or a C6 to C60 aryl group unsubstituted or substituted with a C1 to C60 alkyl group; Or it may be a C2 to C60 heteroaryl group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • Ar1 is a C6 to C40 aryl group or a C6 to C40 aryl group unsubstituted or substituted with a C1 to C40 alkyl group; Or it may be a C2 to C40 heteroaryl group unsubstituted or substituted with deuterium.
  • Ar1 is a C6 to C40 aryl group or a C6 to C40 aryl group unsubstituted or substituted with a C1 to C40 alkyl group; Or it may be a C2 to C40 heteroaryl group including O or S as a heteroatom substituted or unsubstituted with deuterium.
  • Ar1 is a C6 to C30 aryl group unsubstituted or substituted with a C6 to C20 aryl group or a C1 to C20 alkyl group; Or it may be a C2 to C30 heteroaryl group including O or S as a heteroatom substituted or unsubstituted with deuterium.
  • Ar1 is a dibenzofuran group unsubstituted or substituted with deuterium; a dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with deuterium; phenyl group; a biphenyl group unsubstituted or substituted with a phenyl group; terphenyl group; dimethyl fluorenyl group; diphenyl fluorenyl group; Or it may be a spirobifluorenyl group.
  • -(L1)a1-Ar1 may be represented by any one of Formulas 4 to 6 below.
  • L1 and a1 are the same as those in Formula 1 above,
  • A is O; or S;
  • R11 to R14 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; C6 to C60 aryl group; Or a C1 to C60 alkyl group,
  • Ar21 and Ar22 are the same as or different from each other, and each independently a C1 to C60 alkyl group; Or C6 to C60 aryl group, or two groups adjacent to each other are bonded to each other to form a C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring,
  • Ar11 is a C6 to C60 aryl group.
  • R11 to R14 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; C6 to C60 aryl group; Or it may be a C1 to C60 alkyl group.
  • R11 to R14 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; C6 to C40 aryl group; Or it may be a C1 to C40 alkyl group.
  • R11 to R14 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; C6 to C20 aryl group; Or it may be a C1 to C20 alkyl group.
  • R11 to R14 may be hydrogen or deuterium.
  • Ar21 and Ar22 are the same as or different from each other, and each independently a C1 to C60 alkyl group; Or a C6 to C60 aryl group, or two groups adjacent to each other may combine with each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring.
  • Ar21 and Ar22 are the same as or different from each other, and each independently a C1 to C40 alkyl group; Alternatively, it is a C6 to C40 aryl group, or two groups adjacent to each other may combine with each other to form a C6 to C40 aromatic hydrocarbon ring.
  • Ar21 and Ar22 are the same as or different from each other, and each independently a C1 to C20 alkyl group; Alternatively, it is a C6 to C20 aryl group, or two groups adjacent to each other may combine with each other to form a C6 to C20 aromatic hydrocarbon ring.
  • Ar21 and Ar22 are the same as or different from each other, and each independently a methyl group; Or a phenyl group, or two adjacent groups may combine with each other to form a fluorenyl ring.
  • Ar11 is a C6 to C60 aryl group.
  • Ar11 is a C6 to C40 aryl group.
  • Ar11 is a monocyclic C6 to C10 aryl group; Or it may be a polycyclic C10 to C40 aryl group.
  • Ar11 is a phenyl group; biphenyl group; Or it may be a terphenyl group.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; and a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group comprising O or S as a heteroatom; or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C40 aromatic hydrocarbon ring Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heterocycle may be formed.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; a C6 to C40 aryl group unsubstituted or substituted with a C1 to C40 alkyl group; and a C2 to C40 heteroaryl group comprising O or S as a heteroatom; or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other and unsubstituted or substituted with a C1 to C40 alkyl group C6 to C40 aromatic hydrocarbon A ring or a C2 to C40 heterocyclic ring unsubstituted or substituted with a C2 to C40 heteroaryl group may be formed.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; dibenzofuran group; dibenzothiophene group; dimethyl fluorenyl group; or a triphenylenyl group, or an indole ring unsubstituted or substituted with a phenyl group by bonding two or more groups adjacent to each other; benzothiophene ring; benzofuran ring; Alternatively, an indene ring substituted or unsubstituted with a methyl group may be formed.
  • * is is a connection position of
  • ** is a connection position of -(L1)a1-Ar1
  • R1 to R8 are all hydrogen, or when at least one of R1 to R8 has a phenyl group
  • Ar1 is deuterium
  • C6 to C60 It may be a C6 to C60 aryl group unsubstituted or substituted with an aryl group or a C1 to C60 alkyl group.
  • Chemical Formula 4 may be represented by any one of the following Chemical Formulas 4-1 to 4-4.
  • L1, a1 and A are the same as those in Formula 4 above.
  • Chemical Formula 5 may be represented by the following Chemical Formula 5-1 or 5-2.
  • Chemical Formula 1 may be represented by any one of the following compounds, but is not limited thereto.
  • the first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes at least one heterocyclic compound according to Formula 1 above. provide a component.
  • the first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer includes one heterocyclic compound according to Formula 1 provides
  • the first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer includes two heterocyclic compounds according to Formula 1 above. provide a component.
  • the types of heterocyclic compounds may be the same or different.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 Specific details of the heterocyclic compound represented by Formula 1 are the same as described above.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a cathode
  • the second electrode may be an anode
  • the organic light emitting device may be a blue organic light emitting device
  • the heterocyclic compound according to Chemical Formula 1 may be used as a material of the blue organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound according to Formula 1 may be included in the host material of the blue light emitting layer 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 heterocyclic compound according to Formula 1 may be included in the host material of the green light emitting layer of the green organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a red organic light emitting device
  • the heterocyclic compound according to Chemical Formula 1 may be used as a material of the red organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound according to Formula 1 may be included in the host material of the red light emitting layer of the red organic light emitting device.
  • the organic light emitting device of the present invention may be manufactured by a conventional method and material for manufacturing an organic light emitting device, except 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 invention 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 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 an emission layer, and the emission layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer may include an emission layer, the emission layer may include a host material, and the host material may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer including the heterocyclic compound includes the heterocyclic compound represented by Formula 1 as a host, and may be used together with an iridium-based dopant.
  • the organic material layer may include an electron injection layer or an electron transport layer, and the electron transport layer or the electron injection layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer or a hole blocking layer, and the electron blocking layer or the hole blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic light emitting device of the present invention includes a light emitting layer, a hole injection layer, and a hole transport layer. It may further include one or more layers selected from the group consisting of an electron injection layer, an electron transport layer, an electron blocking 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 of Formula 1 may further include other materials as needed.
  • the organic material layer may include a heterocyclic compound represented by the following Chemical Formula 2; Or it may further include a heterocyclic compound represented by the following formula (3).
  • Xa is O or S
  • Ya is a hole transporting group or a substituted or unsubstituted aryl group
  • Za is an electron-transporting group
  • L1a and L2a are the same as or different from each other, and each independently a direct bond; a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, p and q are each an integer of 0 to 3, when p is 2 or more, L1a is the same as or different from each other, and when q is 2 or more, L2a is the same as or different,
  • Ra and Rb are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring or
  • N-Het is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more N,
  • Lb is a direct bond; a substituted or unsubstituted arylene group; or a substituted or unsubstituted heteroarylene group, a2 is an integer from 1 to 3, and when a is 2 or more, Lb is the same as or different from each other,
  • R1b to R10b are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon
  • an exciplex phenomenon occurs.
  • the exciplex phenomenon refers to the formation of a binary complex in an excited state by electron exchange between a molecule having a strong donor property and a molecule having a strong acceptor property.
  • FIG. 4 is a view for explaining the exciplex phenomenon.
  • an exciplex phenomenon occurs as shown in FIG. 4 , a new S1 energy level and a T1 energy level are formed, and a change in PL that is redshifted from each molecule can be confirmed.
  • RISC Reverse Intersysterm Crossing
  • Chemical Formula 2 may be represented by the following Chemical Formula 2-1-1.
  • N-Het is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heteroaryl group containing one or more N, and the remaining substituents are the same as defined in Formula 2.
  • N-Het of Formula 2-1-1 is a monocyclic heteroaryl group that is substituted or unsubstituted and includes at least one N.
  • N-Het of Formula 2-1-1 is a substituted or unsubstituted, bicyclic or more polycyclic heteroaryl group containing one or more N.
  • N-Het of Formula 2-1-1 is a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heteroaryl group containing two or more N.
  • N-Het of Formula 2-1-1 is a bicyclic or more polycyclic heteroaryl group containing two or more N.
  • N-Het of Formula 2-1-1 is a monocyclic heteroaryl group including three Ns.
  • N-Het of Formula 2-1-1 forms a carbon-carbon bond with L1a.
  • N-Het of Formula 2-1-1 has an sp2 bond with C adjacent to N constituting a ring.
  • Ya is a substituted or unsubstituted dibenzofuran group; a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; a substituted or unsubstituted carbazole group; a group in which a substituted or unsubstituted and monocyclic or polycyclic ring is condensed to carbazole; a substituted or unsubstituted silyl group; Or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Chemical Formula 2 may be represented by one of the following Chemical Formulas 3-1-1 to 5-1-1.
  • X1a is CR11a or N
  • X2a is CR12a or N
  • X3a is CR13a or N
  • X4a is CR14a or N
  • X5a is CR15a or N
  • R11a to R15a and R17a to R22a are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C
  • Chemical Formula 2 may be represented by the following Chemical Formulas 6-1-1 to 8-1-1.
  • Xa1 is S, O, CRcRd or NRe;
  • R31a to R34a, Rc, Rd and Re are the same as or different from each other, and each independently represent each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstit
  • Ara is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted silyl group,
  • Xa is S and Chemical Formula 2 may be represented by one of Chemical Formulas 6-1-1 to 8-1-1.
  • Xa is O
  • Formula 2 is represented by one of Formulas 6-1-1 to 8-1-1
  • L2a of Formula 7-1-1 is a direct bond.
  • Xa is O
  • Chemical Formula 2 may be represented by Chemical Formula 6-1-1 or Chemical Formula 8-1-1.
  • Chemical Formulas 9-1-1 to 11-1-1 may be represented by one of the following Chemical Formulas 9-1-1 to 11-1-1. here, is a site connected to L1a.
  • At least one of X1a, X2a, and X5a is N, and the rest are as defined in Formula 3-1-1,
  • At least one of X1a to X3a is N, and the rest are as defined in Formula 3-1-1,
  • R12a, R14a and R23a to R26a are the same as or different from each other, and each independently represent hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted
  • Chemical Formula 9-1-1 may be selected from the following structural formulas.
  • Chemical Formula 10-1-1 may be represented by the following Chemical Formula 12-1-1.
  • Chemical Formula 11-1-1 may be represented by the following Chemical Formula 13-1-1.
  • Chemical Formula 10-1-1 may be represented by the following Chemical Formula 14-1-1.
  • R27a is the same as or different from each other and is hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; At least two groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring
  • Chemical Formula 2 may be represented by the following Chemical Formula 15-1-1.
  • Chemical Formula 2 may be represented by the following Chemical Formula 16-1-1.
  • Chemical Formula 2 may be represented by any one of the following compounds.
  • Chemical Formula 3 may be represented by one of the following Chemical Formulas 2-2-1 to 5-2-1.
  • N-Het is a monocyclic or polycyclic heterocycle which is substituted or unsubstituted, and includes one or more N.
  • N-Het is a monocyclic or polycyclic heterocycle including one or more N, which is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an aryl group and a heteroaryl group.
  • N-Het is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a dimethyl fluorene group, a dibenzofuran group, and a dibenzothiophene group, and , is a monocyclic or polycyclic heterocycle containing one or more N.
  • N-Het is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a dimethyl fluorene group, a dibenzofuran group, and a dibenzothiophene group, and , It is a monocyclic or polycyclic heterocyclic ring containing 1 or more and 3 or less N.
  • N-Het is a monocyclic heterocycle which is substituted or unsubstituted and includes one or more N.
  • N-Het is a substituted or unsubstituted, two or more heterocyclic rings including one or more N.
  • N-Het is a monocyclic or polycyclic heterocycle which is substituted or unsubstituted, and includes two or more N.
  • N-Het is a bicyclic or more polycyclic heterocycle containing two or more N.
  • Chemical Formula 3 is represented by one of the following Chemical Formulas 6-2-1 to 8-2-1.
  • X1b is CR11b or N
  • X2b is CR12b or N
  • X3b is CR13b or N
  • X4b is CR14b or N
  • X5b is CR15b or N
  • R11b to R15b and R17b to R22b are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; a substituted or C2 to C60 unsubstituted alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Two or more groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group or adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C
  • Chemical Formula 3 may be represented by any one of the following compounds.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 2 or Formula 3 may be included in the light emitting layer of the organic material layer.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 2 or Formula 3 may be included in the light emitting layer of the organic material layer, and specifically may be used as a host material of the light emitting layer.
  • the host material of the light emitting layer of the organic light emitting device is a heterocyclic compound of Formula 1; And the heterocyclic compound of Formula 2 or the heterocyclic compound of Formula 3 may be included at the same time.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 in an exemplary embodiment of the present application, provides a composition for an organic material layer of an organic light emitting device comprising the heterocyclic compound of Formula 2 or the heterocyclic compound of Formula 3 above.
  • the weight ratio of the heterocyclic compound represented by Formula 1 in the composition: the heterocyclic compound of Formula 2 or the heterocyclic compound of Formula 3 may be 1: 10 to 10: 1, and 1: 8 to 8: 1 day and may be 1: 5 to 5: 1, and 1: 2 to 2: 1, but is not limited thereto.
  • the step of forming the organic material layer is formed by using a thermal vacuum deposition method by mixing (pre-mixed) the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 It provides a method for manufacturing an organic light emitting device.
  • the pre-mixed refers to mixing the materials in one park before depositing the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 on the organic layer.
  • the pre-mixed refers to mixing the materials in one park before depositing the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 3 on the organic layer.
  • the premixed material may be referred to as a composition for an organic material layer according to an exemplary embodiment of the present application.
  • materials other than the compound of Formula 1 are exemplified below, but these are for illustration only and not to limit 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 transparent conductive oxides, metals, conductive polymers, or the like 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.
  • anode material Materials having a relatively low work function may be used as the anode material, and a 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 multi-layered 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 U.S. Patent 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), polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid or poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate) (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), polyaniline/Camph
  • a pyrazoline derivative, an arylamine derivative, a stilbene derivative, a triphenyldiamine derivative, etc. may be used as a hole transport material, and 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, 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 individual sources, or may be premixed and deposited as a single source for use.
  • a fluorescent material can be used as a light emitting material, it can also be used as a phosphorescent material.
  • a material that emits light by combining holes and electrons respectively injected from the anode and the cathode may be used alone, but materials in which the host material and the dopant material together participate in light emission may be used.
  • a host of a light emitting material When a host of a light emitting material is mixed and used, a host of the same type may be mixed and used, or a host of a different type may be mixed and used. For example, any two or more types of an n-type host material or a p-type host material may be selected and used as the host material of the light emitting layer.
  • the organic 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.
  • 6-bromo-3-chlorodibenzo [b, d] furan (6-bromo-3-chlorodibenzo [b, d] furan) 14.6 g (51.9 mM)
  • dibenzo [b, d] furan-4-ylbo ronic acid (dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid) 12.1g (57.1mM)
  • tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) tetrakis(triphenylhosphine)palladium(0), Pd(PPh 3 ) 4 ) 3.0 g (2.6 mM)
  • K 2 CO 3 14.5 g (105.0 mM) were dissolved in 1,4-dioxane (1,4-dioxane)/H 2 O 400 mL/80 mL and refluxed for 24 hours.
  • intermediate A of Table 1 was used instead of 6-bromo-3-chlorodibenzo [b, d] furan, and dibenzo [ b, d] furan-4-ylboronic acid (dibenzo [b, d] furan-4-ylboronic acid) using the intermediate B of Table 1 below, and using the intermediate C of Table 1 in place of 9H-carbazole, except that was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 to synthesize the following target compounds.
  • 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 then treated with UVO (Ultraviolet ozone) for 5 minutes using UV in a UV (Ultraviolet) washer. Thereafter, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), and then plasma-treated in a vacuum to increase the work function of ITO and remove the remaining film, and then 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 by depositing the compound of Formula 1 described in Table 5 as a host to a thickness of 400 ⁇ , doping a green phosphorescent dopant [Ir(ppy) 3 ] to 7% of the deposition thickness of the light emitting layer.
  • a blue phosphorescent dopant [Firpic] was deposited.
  • BCP bathhocuproine
  • Alq 3 was deposited thereon to a thickness of 200 ⁇ as an electron transport layer.
  • an organic light emitting device was manufactured.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic light emitting device manufactured as described above were measured with M7000 of McScience, and the reference luminance was set to 6,000 cd using the lifespan measuring device (M6000) manufactured by McScience with the measurement results.
  • T 90 of the green phosphorescent device was measured as /m 2
  • T 90 of the blue phosphorescent device was measured with a reference luminance of 1,000 cd/m 2 .
  • T 90 denotes a lifetime (unit: h, time) that is 90% of the initial luminance.
  • Example 16 1-48 5.35 12.2 102
  • Example 17 1-49 5.41 12.8 91
  • Example 18 1-53 5.67 11.2 94
  • the organic electroluminescent device using the organic electroluminescent device light emitting layer material of the present invention has a lower driving voltage than Comparative Examples 1 to 5, and not only has improved luminous efficiency but also significantly improved lifespan. .
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 in the heterocyclic compound represented by Formula 1, three or more aromatic rings are bonded through a single bond. It can be confirmed that the efficiency and lifespan of the device are improved by introducing at least one electron-donating hetero ring to improve hole mobility and stability. The remaining two aromatic rings can delocalize or localize the LUMO orbital to control the LUMO level, electron mobility, and stability.
  • 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 then treated with UVO (Ultraviolet ozone) for 5 minutes using UV in a UV (Ultraviolet) washer. Thereafter, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), and then plasma-treated in a vacuum to increase the ITO work function and remove the residual film, and then 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 is, as described in Table 7 below, as a host, one type of compound represented by Formula 1 of the present invention (P-type) and one type of compound represented by Formula 2 or 3 of the present invention (N- type) was pre-mixed, deposited to a thickness of 400 ⁇ from one source, and a green phosphorescent dopant [Ir(ppy) 3 ] was doped in an amount of 7wt% of the light-emitting layer deposition thickness and deposited.
  • a blue phosphorescent dopant [Firpic] was deposited.
  • BCP bathhocuproine
  • Alq 3 was deposited thereon to a thickness of 200 ⁇ as an electron transport layer.
  • an organic light emitting device was manufactured.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic light emitting device manufactured as described above were measured with M7000 of McScience, and the reference luminance was set to 6,000 cd using the lifespan measuring device (M6000) manufactured by McScience with the measurement results.
  • T 90 of the green phosphorescent device was measured as /m 2
  • T 90 of the blue phosphorescent device was measured with a reference luminance of 1,000 cd/m 2 .
  • T 90 denotes a lifetime (unit: h, time) that is 90% of the initial luminance.
  • Example 17 4-129: 1-10 1:8 4.73 10.8 blue 116
  • Example 18 1: 5 4.69 11.2 174
  • Example 19 1: 2 4.33 15.1 269
  • Example 20 1:1 4.48 13.4 243
  • Example 21 2:1 4.69 13.5 218
  • Example 22 5 : 1 4.32 11.2 181
  • Example 23 8:1 4.21 10.4 136
  • Example 26 2:1 4.66 71.2 528
  • Example 27 4-144: 1-275 1: 2 4.33 75.2 620
  • Example 28 1:1 4.48 70.2 582
  • Example 29 2:1 4.69 69.2 543
  • the exciplex phenomenon is a phenomenon in which energy having the size of the HOMO energy level of the donor (p-host) and the LUMO energy level of the acceptor (n-host) is emitted through electron exchange between two molecules.
  • RISC reverse intersystem crossing
  • the donor role is the compound represented by Chemical Formula 1 and the acceptor role is the compound represented by Chemical Formula 2 or the compound represented by Chemical Formula 3 is used as a light emitting layer host, excellent device properties It could be confirmed that the
  • PL of Chemical Formula 1 is mid-300 to early 400
  • PL of Chemical Formula 2 or Formula 3 an N-type host of the present application, represents mid-400 to early 500.

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법
본 출원은 2020년 12월 01일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2020-0165889호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 차단, 정공 차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
유기 발광 소자에서 사용 가능한 물질에 요구되는 조건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있으며, 치환기에 따라 유기 발광 소자에서 요구되는 다양한 역할을 할 수 있는 화학 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 대한 연구가 필요하다.
<선행기술문헌>
(특허문헌 1) 미국 특허 제4,356,429호
본 출원은 본 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000001
상기 화학식 1에 있어서,
상기 -(L1)a1-Ar1 및
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000002
\의 치환기의 치환 위치가 하기 구조식 1-A 내지 1-J 중 어느 하나를 만족하며, 하기 구조식 1-A 내지 1-J에 있어서 * 및 **는 -(L1)a1-Ar1 및
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000003
와 연결되는 위치를 의미하고,
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000004
L1은 직접 결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
X는 O; 또는 S이고,
X1은 직접결합; O; S; NR; 또는 CRR'이며,
Ar1은 중수소, C6 내지 C60의 아릴기 또는 C1 내지 C60의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기; SiRR'R”; -P(=O)RR'; 및 -NRR'기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며,
a1는 1 내지 4의 정수이고,
상기 1-B 및 1-J의 구조식에서, *가
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000005
의 연결 위치이고, **가 -(L1)a1-Ar1의 연결 위치이며, 상기 R1 내지 R8이 모두 수소이거나, R1 내지 R8 중 적어도 하나가 페닐기를 갖는 경우, 상기 Ar1은 중수소, C6 내지 C60의 아릴기 또는 C1 내지 C60의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
상기 화학식 1에 있어서, 치환기로 표시되지 않은 경우 수소; 또는 중수소이고,
상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 하나 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물; 및 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물;을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000006
상기 화학식 2에 있어서,
Xa는 O 또는 S이고,
Ya는 정공수송성 기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
Za는 전자수송성 기 이고,
L1a 및 L2a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며, p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 L1a은 서로 같거나 상이하고, q가 2 이상인 경우 L2a는 서로 같거나 상이하며,
Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우 Ra는 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 Rb는 서로 같거나 상이하며,
[화학식 3]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000007
상기 화학식 3에 있어서,
N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Lb는 직접 결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고, a2 는 1 내지 3의 정수이며, a2가 2 이상인 경우 Lb는 서로 같거나 상이하고,
R1b 내지 R10b은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, b2 및 c2는 각각 0 내지 3의 정수이고, b2가 2 이상인 경우 R9b는 서로 같거나 상이하고, c2가 2 이상인 경우 R10b는 서로 같거나 상이하다.
마지막으로, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기발광소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기발광소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물이 유기발광소자의 발광층 재료로서 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화합물은 단독으로 발광 재료로 사용될 수도 있고, 상기 화합물은 2개의 화합물이 함께 발광 재료로 사용될 수 있으며, 발광층의 호스트 재료로서 사용될 수 있다.
특히, 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 녹색과 청색 소자에서 필요한 요건을 만족하는 물성을 가지며, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 포함하는 경우, 구동 전압이 낮아지며, 수명 및 효율이 우수한 특징을 갖게 된다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물을 동시에 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 엑시플렉스 현상에 대한 설명을 나타낸 도이다.
도 5는 본원 P type host 및 N type host의 PL값을 나타낸 도이다.
도 6는 본원 P type host 및 N type host가 Mixed 된 경우 PL값을 나타낸 도이다.
이하 본 출원에 대해서 자세히 설명한다.
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% 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다. 즉, "치환기 X는 수소이다"라고 표현하는 경우에는 수소의 함량이 100%, 중수소의 함량이 0%등 중수소를 배제하지 않는 것으로, 수소와 중수소가 혼재되어 있는 상태를 의미할 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 PCTKR2021014775-appb-img-000008
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 PCTKR2021014775-appb-img-000009
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 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, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우, 하기 구조 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000010
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)R101R102로 표시되고, R101 및 R102는 서로 동일하거나 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 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
인접한 기들이 형성할 수 있는 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로고리는 1가기가 아닌 것을 제외하고는 전술한 시클로알킬기, 시클로헤테로알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기로 예시된 구조들이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 중수소; 할로겐기; 시아노기; C1 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C3 내지 C60의 단환 또는 다환의 시클로알킬; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴아민; 및 C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 -(L1)a1-Ar1 및
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000011
의 치환기의 치환 위치가 하기 구조식 1-A 내지 1-J 중 어느 하나를 만족하며, 하기 구조식 1-A 내지 1-J에 있어서 * 및 **는 -(L1)a1-Ar1 및
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000012
와 연결되는 위치를 의미할 수 있다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000013
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기; 또는 C6 내지 C20의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 C1 내지 C10의 알킬기; 또는 C6 내지 C10의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 직쇄의 C1 내지 C10의 알킬기; 또는 단환의 C6 내지 C10의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 메틸기; 또는 페닐기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접 결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접 결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접 결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기일 수 있다.
*또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접 결합; 또는 C6 내지 C40의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접 결합; 또는 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, L1은 직접 결합; 페닐렌기; 또는 비페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 C6 내지 C60의 아릴기 또는 C1 내지 C60의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 C6 내지 C40의 아릴기 또는 C1 내지 C40의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 C6 내지 C40의 아릴기 또는 C1 내지 C40의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 C6 내지 C20의 아릴기 또는 C1 내지 C20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar1은 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 터페닐기; 디메틸플루오레닐기; 디페닐플루오레닐기; 또는 스피로비플루오레닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, -(L1)a1-Ar1은 하기 화학식 4 내지 6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000014
[화학식 5]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000015
[화학식 6]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000016
상기 화학식 4 내지 6에 있어서,
L1 및 a1의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
A는 O; 또는 S이고,
R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C6 내지 C60의 아릴기; 또는 C1 내지 C60의 알킬기이며,
Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 C6 내지 C60의 아릴기이거나, 서로 인접하는 2개의 기는 서로 결합하여 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리를 형성하며,
Ar11은 C6 내지 C60의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C6 내지 C60의 아릴기; 또는 C1 내지 C60의 알킬기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C6 내지 C40의 아릴기; 또는 C1 내지 C40의 알킬기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C6 내지 C20의 아릴기; 또는 C1 내지 C20의 알킬기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R11 내지 R14는 수소 또는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 C6 내지 C60의 아릴기이거나, 서로 인접하는 2개의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C40의 알킬기; 또는 C6 내지 C40의 아릴기이거나, 서로 인접하는 2개의 기는 서로 결합하여 C6 내지 C40의 방향족 탄화수소고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기; 또는 C6 내지 C20의 아릴기이거나, 서로 인접하는 2개의 기는 서로 결합하여 C6 내지 C20의 방향족 탄화수소고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 또는 페닐기이거나, 인접하는 2개의 기는 서로 결합하여 플루오레닐고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11은 C6 내지 C60의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11은 C6 내지 C40의 아릴기이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11은 단환의 C6 내지 C10의 아릴기; 또는 다환의 C10 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar11은 페닐기; 비페닐기; 또는 터페닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기; -P(=O)RR'; 및 -NRR'기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기; -P(=O)RR'; 및 -NRR'기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C1 내지 C40의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 및 C2 내지 C40의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 C1 내지 C40의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 방향족 탄화수소고리 또는 C2 내지 C40의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 디메틸플루오레닐기; 또는 트리페닐레닐기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 페닐기로 치환 또는 비치환된 인돌고리; 벤조티오펜고리; 벤조퓨란고리; 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 인덴고리를 형성할 수 있다.
특히, 상기 1-B 및 1-J의 구조식에서, *가
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000017
의 연결 위치이고, **가 -(L1)a1-Ar1의 연결 위치인 경우, 상기 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기; -P(=O)RR'; 및 -NRR'기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성할 수 있다.
상기 1-B 및 1-J의 구조식에서, *가
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000018
의 연결 위치이고, **가 -(L1)a1-Ar1의 연결 위치인 경우, 상기 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 치환기를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1-B 및 1-J의 구조식에서, *가
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000019
의 연결 위치이고, **가 -(L1)a1-Ar1의 연결 위치이며, 상기 R1 내지 R8이 모두 수소이거나, R1 내지 R8 중 적어도 하나가 페닐기를 갖는 경우, 상기 Ar1은 중수소, C6 내지 C60의 아릴기 또는 C1 내지 C60의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 4-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 4-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000020
[화학식 4-2]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000021
[화학식 4-3]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000022
[화학식 4-4]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000023
상기 화학식 4-1 내지 4-4에 있어서,
L1, a1 및 A의 정의는 상기 화학식 4에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 5는 하기 화학식 5-1 또는 5-2로 표시될 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000024
[화학식 5-2]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000025
상기 화학식 5-1 및 5-2에 있어서,
각 치환기의 정의는 상기 화학식 5에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000026
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000027
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000028
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또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물을 하나 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물 하나를 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물을 2개 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 유기 발광 소자에 있어서, 2 이상의 헤테로고리 화합물이 포함되는 경우 상기 헤테로고리 화합물의 종류는 같거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 청색 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 녹색 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 적색 발광층의 호스트 물질에 포함될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 하나의 예로서, 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 호스트로서 포함하고, 이리듐계 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자저지층 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층 또는 정공저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 3에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물; 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000056
상기 화학식 2에 있어서,
Xa는 O 또는 S이고,
Ya는 정공수송성 기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
Za는 전자수송성 기 이고,
L1a 및 L2a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며, p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 L1a은 서로 같거나 상이하고, q가 2 이상인 경우 L2a는 서로 같거나 상이하며,
Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우 Ra는 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 Rb는 서로 같거나 상이하며,
[화학식 3]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000057
상기 화학식 3에 있어서,
N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Lb는 직접 결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고, a2 는 1 내지 3의 정수이며, a가 2 이상인 경우 Lb는 서로 같거나 상이하고,
R1b 내지 R10b은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, b2 및 c2는 각각 0 내지 3의 정수이고, b2가 2 이상인 경우 R9b는 서로 같거나 상이하고, c2가 2 이상인 경우 R10b는 서로 같거나 상이하다.
특히, 상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함하는 경우, 엑시플렉스 현상이 발생하게 된다. 상기 엑시플렉스(exciplex)현상은 강한 donor 특성을 가지는 분자와 강한acceptor 특성을 가지는 분자간의 전자 교환으로 들뜬 상태의 이복합체를 형성하는 것을 말한다.
도 4는 엑시플렉스 현상을 설명하는 도이다. 도 4와 같이 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나게 되면 새로운 S1 에너지 준위와 T1에너지 준위가 형성되고 각각의 분자들보다 red shift된 PL의 변화를 확인 할 수 있다.
즉, donor와 acceptor분자 사이에서 들뜬 상태의 이복합체 형태인 엑시플렉스(exciplex)가 형성이 되면, donor와 acceptor의 에너지 준위와 다른 새로운 에너지 준위를 가지게 되며, 이때 이 에너지 준위에서 발광하는 빛이 donor와 accepter 각각이 발광하는 빛보다 red shift된 빛이 발광되며 이를 확인 하기 위해 PL를 측정한다. 따라서, 상기 PL데이터로부터 단일 호스트의 발광 파장과 mixed된 호스트의 발광 파장을 비교하여 이 분자가 엑시플렉스(exciplex)가 일어났는지 확인 할 수 있다.
이렇게 두 분자간의 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 Reverse Intersysterm Crossing(RISC)가 일어나게 되고 이로 인해 내부양자 효율이 100%까지 올라갈 수 있다.
이하, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대하여 설명한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000058
상기 화학식 2-1-1에 있어서, N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이고, 나머지 치환기는 화학식 2에서 정의한 것과 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 2환 이상의 다환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 치환 또는 비치환되고, N을 2개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 N을 2개 이상 포함하는 2환 이상의 다환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 N을 3개 포함하는 단환의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 L1a과 탄소-탄소간 결합을 한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2-1-1의 N-Het는 고리를 구성하는 N이 이웃하는 C와 sp2 결합을 갖는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Ya는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환되고 단환 또는 다환의 고리가 카바졸에 축합된 기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 3-1-1 내지 5-1-1 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000059
[화학식 4-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000060
[화학식 5-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000061
상기 화학식 3-1-1 내지 5-1-1에 있어서,
X1a은 CR11a 또는 N이고, X2a는 CR12a 또는 N이고, X3a은 CR13a 또는 N이고, X4a는 CR14a 또는 N이고, X5a는 CR15a 또는 N이고,
R11a 내지 R15a 및 R17a 내지 R22a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며,
그 외 나머지 치환기의 정의는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 6-1-1 내지 8-1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 6-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000062
[화학식 7-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000063
[화학식 8-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000064
상기 화학식 6-1-1 내지 8-1-1에 있어서,
Xa1는 S, O, CRcRd 또는 NRe이고,
R31a 내지 R34a, Rc, Rd 및 Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고, c, e 및 f는 각각 0 내지 4의 정수이고, d는 0 내지 3의 정수이며, c가 2 이상인 경우 R31a은 서로 같거나 상이하고, d가 2 이상인 경우 R32a는 서로 같거나 상이하며, e가 2 이상인 경우 R33a는 서로 같거나 상이하고, f가 2 이상인 경우 R34a는 서로 같거나 상이하며,
Ara은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이고,
나머지 치환기의 정의는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Xa가 S이고 상기 화학식 2는 상기 화학식 6-1-1 내지 8-1-1중 하나로 표시될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Xa가 O이고 상기 화학식 2는 상기 화학식 6-1-1 내지 8-1-1 중 하나로 표시되며, 화학식 7-1-1의 L2a는 직접결합이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, Xa가 O이고 상기 화학식 2는 상기 화학식 6-1-1 또는 상기 화학식 8-1-1로 표시될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서,
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000065
는 하기 화학식 9-1-1 내지 11-1-1 중 하나로 표시될 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000066
은 L1a에 연결되는 부위이다.
[화학식 9-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000067
[화학식 10-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000068
[화학식 11-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000069
화학식 9-1-1에 있어서, X1a, X3a 및 X5a 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3-1-1에서 정의한 바와 같고,
화학식 10-1-1에 있어서, X1a, X2a 및 X5a 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3-1-1에서 정의한 바와 같고,
화학식 11-1-1에 있어서, X1a 내지 X3a 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3-1-1에서 정의한 바와 같고,
R12a, R14a 및 R23a 내지 R26a은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 9-1-1는 하기 구조식들에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000070
상기 구조식에 있어서, 각 치환기의 정의는 상기 화학식 9-1-1에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 10-1-1은 하기 화학식 12-1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 12-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000071
상기 화학식 12-1-1의 치환기들은 화학식 10-1-1에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 11-1-1은 하기 화학식 13-1-1으로 표시될 수 있다.
[화학식 13-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000072
상기 화학식 13-1-1의 치환기들은 화학식 11-1-1에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 10-1-1은 하기 화학식 14-1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 14-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000073
화학식 14-1-1에 있어서, R27a는 서로 같거나 상이하고 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, e는 0 내지 7의 정수이고 e가 2 이상인 경우 R27a는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 15-1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 15-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000074
화학식 15-1-1에 있어서, 치환기들은 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 16-1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 16-1-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000075
화학식 16-1-1에 있어서, 치환기들은 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000076
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000077
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000078
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000079
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000080
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000081
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000082
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000083
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000084
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000085
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000086
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000087
이하, 상기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대하여 설명한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 2-2-1 내지 5-2-1 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000088
[화학식 3-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000089
[화학식 4-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000090
[화학식 5-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000091
상기 화학식 2-2-1 내지 5-2-1에 있어서, 치환기들은 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 디메틸플루오렌기, 디벤조퓨란기 및 디벤조티오펜기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 디메틸플루오렌기, 디벤조퓨란기 및 디벤조티오펜기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 3개 이하로 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 헤테로고리이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 2환 이상의 헤테로고리이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 2개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, N-Het"는 N을 2개 이상 포함하는 2환 이상의 다환 헤테로고리이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 6-2-1 내지 8-2-1 중 하나로 표시된다.
[화학식 6-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000092
[화학식 7-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000093
[화학식 8-2-1]
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000094
상기 화학식 6-2-1 내지 8-2-1에 있어서,
X1b은 CR11b 또는 N이고, X2b는 CR12b 또는 N이고, X3b은 CR13b 또는 N이고, X4b는 CR14b 또는 N이고, X5b는 CR15b 또는 N이고,
R11b 내지 R15b 및 R17b 내지 R22b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
나머지 치환기 정의는 상기 화학식 3에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000095
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Figure PCTKR2021014775-appb-img-000106
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 유기물층 중 발광층에 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기 유기물층 중 발광층에 포함될 수 있으며, 구체적으로 발광층의 호스트 물질로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자의 발광층의 호스트 물질은 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물; 및 상기 화학식 2의 헤테로고리 화합물 또는 상기 화학식 3의 헤테로고리 화합물을 동시에 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물; 및 상기 화학식 2의 헤테로고리 화합물 또는 상기 화학식 3의 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 2의 헤테로고리 화합물 또는 상기 화학식 3의 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 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 혼합(pre-mixed)하여 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 예비 혼합(pre-mixed)은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기물층에 증착하기 전 먼저 재료를 섞어서 하나의 공원에 담아 혼합하는 것을 의미한다.
상기 예비 혼합(pre-mixed)은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기물층에 증착하기 전 먼저 재료를 섞어서 하나의 공원에 담아 혼합하는 것을 의미한다.
예비 혼합된 재료는 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기물층용 조성물로 언급될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
< 제조예 >
< 제조예 1> 화합물 1-1의 제조
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000107
1) 화합물 1-1-1의 제조
6-브로모-3-클로로디벤조[b,d]퓨란(6-bromo-3-chlorodibenzo[b,d]furan) 14.6g(51.9mM), 디벤조[b,d]퓨란-4-일보론산(dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid) 12.1g(57.1mM), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (tetrakis(triphenylhosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) 3.0g(2.6mM) 및 K2CO3 14.5g(105.0mM)를 1,4-디옥산(1,4-dioxane)/H2O 400mL/80mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 디클로로메탄(dichloromethane, DCM)을 넣고 추출하였고, 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:5)로 정제하고, 메탄올로 재결정하여 목적 화합물 1-1-1 15.3g(80%)을 얻었다.
2) 화합물 1-1의 제조
화합물 1-1-1 13.8g(37.4mM), 9H-카바졸 6.9g(41.1mM), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 1.7g(1.9mM), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 1.8g(3.8mM), 소듐 t-부톡사이드(NaOt-Bu) 7.2g(74.8mM)를 자일렌(xylene) 400mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:3)로 정제하고, 메탄올로 재결정하여 목적 화합물 1-1 15.9g(85%)을 얻었다.
상기 제조예 1에서 6-브로모-3-클로로디벤조[b,d]퓨란(6-bromo-3-chlorodibenzo[b,d]furan) 대신 하기 표 1의 중간체 A를 사용하고, 디벤조[b,d]퓨란-4-일보론산(dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid) 대신 하기 표 1의 중간체 B를 사용하고 9H-카바졸 대신 하기 표 1의 중간체 C를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1의 제조방법과 동일한 방법으로 제조하여 하기의 목적화합물들을 합성하였다.
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< 제조예 2> 화합물 3-191의 제조
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000116
1) 화합물 3-191-2의 제조
3-브로모-7-클로로디벤조[b,d]퓨란(3-bromo-7-chlorodibenzo[b,d]furan) 14.6g(51.9mM), B(Pin)2 17.1g(67.5mM), PdCl2(dppf) 3.8g(5.2mM), KOAc 15.3g(155.7mM)를 1,4-디옥산(1,4-dioxane) 300mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 디클로로메탄(dichloromethane, DCM)을 넣고 추출하였고, 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:2)로 정제하고, 메탄올로 재결정하여 목적 화합물 3-191-2 14.2g(83%)을 얻었다.
1) 화합물 3-191-1의 제조
3-191-2 17.1g(51.9mM), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진(2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine) 15.3g(57.1mM), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (tetrakis(triphenylhosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) 3.0g(2.6mM) 및 K2CO3 14.5g(105.0mM)를 1,4-디옥산(1,4-dioxane)/H2O 400mL/80mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 디클로로메탄(dichloromethane, DCM)을 넣고 추출하였고, 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:3)로 정제하고, 메탄올로 재결정하여 목적 화합물 3-191-1 18.0g(80%)을 얻었다.
2) 화합물 3-191의 제조
화합물 3-191-1 16.2g(37.4mM), 9H-카바졸 6.9g(41.1mM), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) 1.7g(1.9mM), 디사이클로헥실(2',4',6'-트리아이소프로필-[1,1'-바이페닐]-2-일)포스핀(Dicyclohexyl(2',4',6'-triisopropyl-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphine, Xphos) 1.8g(3.8mM), 소듐 t-부톡사이드(NaOt-Bu) 7.2g(74.8mM)를 자일렌(xylene) 400mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고, 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후, 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hexane=1:3)로 정제하고, 메탄올로 재결정하여 목적 화합물 3-191 20.4g(85%)을 얻었다.
상기 제조예 1 및 2에서 3-브로모-7-클로로디벤조[b,d]퓨란(3-bromo-7-chlorodibenzo[b,d]furan) 대신 하기 표 2의 중간체 A를 사용하고, 9H-카바졸 대신 하기 표 2의 중간체 B를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2의 제조방법과 동일한 방법으로 제조하여 하기의 목적화합물들을 합성하였다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000117
상기 제조예 1, 2, 표 1 및 2에 기재된 화합물 이외의 나머지 화합물도 전술한 제조예에 기재된 방법과 마찬가지로 제조하였다.
상기에서 제조된 화합물들의 합성 확인자료는 하기 [표 3] 및 [표 4]에 기재한 바와 같다.
화합물
번호		 1H NMR(CDCl3, 200Mz)
1-1 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (7H, m), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-2 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (6H, m), 7.58-7.50 (7H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-3 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (6H, m), 7.82 (1H, d), 7.76 (1H, s), 7.58-7.31 (9H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
1-4 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (6H, m), 7.82 (1H, d), 7.76 (1H, s), 7.58-7.50 (5H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-5 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (4H, m), 7.82-7.74 (3H, m), 7.61-7.16 (11H, m)
1-6 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (5H, m), 7.82-7.76 (2H, m), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-7 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.79 (8H, m), 7.54-7.50 (5H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-8 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.79 (7H, m), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-9 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (5H, m), 7.82 (1H, d), 7.69 (1H, d), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-10 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (4H, m), 7.82-7.16 (15H, m)
1-11 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.08-7.94 (4H, m), 7.82 (1H, d), 7.69 (1H, d), 7.57-7.50 (7H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-15 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.03-7.94 (5H, m), 7.82-7.76 (4H, m), 7.58-7.50 (4H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-21 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.03-7.94 (3H, m), 7.82-7.50 (10H, m), 7.39-7.31 (4H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
1-33 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 7.98-7.79 (6H, m), 7.69 (1H, d), 7.58-7.52 (6H, m), 7.39-7.16 (6H, m)
1-43 δ= 8.55 (1H, d), 8.19 (1H, d), 7.98-7.94 (2H, m), 7.82-7.50 (11H, m), 7.39-7.31 (4H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
1-48 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.03-7.93 (4H, m), 7.82-7.70 (3H, m), 7.58-7.49 (5H, m), 7.35 (1H, t), 7.25-7.16 (3H, m)
1-49 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.03-7.93 (3H, m), 7.74-7.49 (9H, m), 7.35-7.31 (2H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
1-53 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.19 (1H, d), 7.98-7.93 (3H, m), 7.82 (1H, d), 7.70-7.69 (2H, m), 7.58-7.49 (6H, m), 7.35 (1H, t), 7.25-7.16 (3H, m)
1-54 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.19 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.94-7.49 (10H, m), 7.35-7.31 (2H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
1-240 δ= 8.55 (1H, d), 8.24 (1H, d), 8.08-7.94 (6H, m), 7.88 (1H, s), 7.82-7.74 (3H, m), 7.57-7.49 (5H, m), 7.39-7.25 (5H, m), 7.16 (1H, t), 1.69 (6H, s)
1-241 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.03-7.70 (12H, m), 7.56-7.35 (7H, m), 7.25 (1H, d), 7.16 (1H, t)
1-250 δ= 8.55 (3H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.12 (1H, d), 8.03 (1H, d), 7.94-7.93 (3H, m), 7.82-7.49 (13H, m), 7.35-7.31 (3H, m), 7.16 (2H, t)
1-252 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.24 (1H, d), 8.03 (1H, d), 7.94-7.88 (3H, m), 7.82-7.70 (5H, m), 7.61-7.49 (5H, m), 7.38-7.31 (3H, m), 7.16 (1H, t), 1.69 (6H, s)
1-264 δ= 8.55 (1H, d), 8.24 (1H, d), 8.08-7.94 (5H, m), 7.88 (1H, s), 7.82 (1H, d), 7.74-7.69 (2H, m), 7.57-7.49 (6H, m), 7.39-7.25 (5H, m), 1.69 (6H, s)
1-265 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 7.99-7.69 (11H, m), 7.57-7.35 (8H, m), 7.25-7.16 (2H, m)
1-275 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.08-7.93 (6H, m), 7.82-7.31 (14H, m), 7.16 (1H, t)
1-276 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.24 (1H, d), 7.94-7.88 (3H, m), 7.74-7.69 (4H, m), 7.61-7.49 (6H, m), 7.38-7.31 (3H, m), 7.16 (1H, t), 1.69 (6H, s)
1-299 δ= 8.55 (1H, d), 8.24 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.88 (1H, s), 7.82-7.69 (6H, m), 7.61-7.57 (3H, m), 7.49-7.31 (7H, m), 7.16 (1H, t)
2-10 δ= 8.55 (1H, d), 8.19-7.94 (9H, m), 7.68 (1H, t), 7.58-7.31 (8H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
2-48 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.24-8.17 (5H, m), 7.98-7.93 (3H, m), 7.70 (1H, t), 7.58-7.45 (5H, m), 7.35 (1H, t), 7.20-7.16 (2H, m)
2-240 δ= 8.55 (1H, d), 8.24-8.17 (5H, m), 8.08-7.94 (5H, m), 7.88 (1H, s), 7.74 (1H, d), 7.57-7.31 (9H, m), 7.16 (1H, t), 1.69 (6H, s)
2-275 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.10-7.90 (10H, m), 7.68-7.31 (10H, m), 7.16 (1H, t)
2-276 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.32 (1H, d), 8.24 (1H, d), 8.10-8.03 (2H, m), 7.94-7.88 (5H, m), 7.74-7.68 (3H, m), 7.57-7.38 (7H, m), 7.16 (1H, t), 1.69 (6H, s)
3-191 δ= 8.55 (1H, d), 8.36 (4H, d), 8.03-7.89 (5H, m), 7.86-7.75 (5H, m), 7.54-7.35 (11H, m), 7.25 (1H, d), 7.16 (1H, t)
4-129 δ= 8.55 (1H, d), 8.36 (4H, d), 8.19 (1H, d), 7.98-7.94 (2H, m), 7.82 (1H, d), 7.69 (1H, d), 7.58-7.50 (10H, m), 7.35 (1H, t), 7.25-7.16 (3H, t)
4-144 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.36 (4H, d), 8.05 (1H, d), 7.98-7.93 (3H, m), 7.82 (1H, d), 7.69 (1H, d), 7.60-7.49 (11H, m), 7.35 (1H, t), 7.25 (1H, d),7.16 (1H, t)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
1-1 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-2 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-3 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-4 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-5 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-6 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-7 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-8 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-9 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-10 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-11 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-15 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-21 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-33 m/z= 499.16
(C36H21NO2=499.57)
1-43 m/z= 499.16(C36H21NO2=499.57) 1-48 m/z= 515.13
(C36H21NOS=515.63)
1-49 m/z= 515.13(C36H21NOS=515.63) 1-53 m/z= 515.13
(C36H21NOS=515.63)
1-54 m/z= 515.13(C36H21NOS=515.63) 1-240 m/z= 615.22
(C45H29NO2=615.73)
1-241 m/z= 591.17(C45H25NOS=591.73) 1-250 m/z= 680.19
(C48H28N2OS=680.83)
1-252 m/z= 631.20(C45H29NOS=631.79) 1-264 m/z= 615.22
(C45H29NO2=615.73)
1-265 m/z= 591.17(C45H25NOS=591.73) 1-275 m/z= 605.14
(C45H23NO2S=605.71)
1-276 m/z= 631.20(C45H29NOS=631.79) 1-299 m/z= 525.21
(C39H27NO=525.65)
2-10 m/z= 515.13(C36H21NOS=515.63) 2-48 m/z= 531.11
(C36H21NS2=531.69)
2-240 m/z= 631.20(C45H29NOS=631.79) 2-275 m/z= 621.12
(C42H23NOS2=621.77)
2-276 m/z= 647.17(C45H29NS2=647.85) 3-191 m/z= 640.23
(C45H28N4O=640.75)
4-129 m/z= 564.20(C39H24N4O=564.65) 4-144 m/z= 670.18
(C45H26N4OS=670.79)
<실험예 1>
(1) 유기 발광 소자의 제조
1,500Å의 두께로 ITO(Indium tin oxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고, 건조시킨 후, UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultraviolet ozone)처리하였다. 이후, 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO의 일함수 증대 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) 및 정공 수송층 NPB(N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 하기 표 5에 기재된 화학식 1의 화합물을 400Å의 두께로 증착하였고, 녹색 인광 도펀트[Ir(ppy)3]를 발광층 증착 두께의 7%로 도핑하여 증착하였다. 청색 인광 소자를 제작할 때는 청색 인광 도펀트[Firpic]를 증착하였다. 이후, 정공 저지층으로 BCP(bathocuproine)를 60Å의 두께로 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3를 200Å의 두께로 증착하였다. 마지막으로, 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å의 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-8~10-6torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
(2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도를 6,000 cd/m2로 하여 녹색 인광 소자의 T90을 측정하였고, 기준 휘도 1,000 cd/m2로 하여, 청색 인광 소자의 T90을 측정하였다. 상기, T90은 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
본 발명에 따라 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 색(EL color), 수명을 측정한 결과는 하기 표 5와 같다.
발광층
화합물		 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색
EL color		 수명
(T90)
실시예 1 1-1 5.85 11.8 청색 139
실시예 2 1-2 5.37 12.5 146
실시예 3 1-3 5.33 12.2 141
실시예 4 1-4 5.42 12.7 159
실시예 5 1-5 5.42 12.1 155
실시예 6 1-6 5.03 12.7 150
실시예 7 1-7 5.66 12.8 127
실시예 8 1-8 5.47 11.2 120
실시예 9 1-9 5.52 12.8 157
실시예 10 1-10 5.21 13.0 152
실시예 11 1-11 5.42 12.7 115
실시예 12 1-15 5.66 11.1 130
실시예 13 1-21 5.33 12.2 134
실시예 14 1-33 5.48 10.2 111
실시예 15 1-43 5.69 12.2 128
실시예 16 1-48 5.35 12.2 102
실시예 17 1-49 5.41 12.8 91
실시예 18 1-53 5.67 11.2 94
실시예 19 1-54 5.38 12.4 105
실시예 20 1-240 4.67 72.5 녹색 390
실시예 21 1-241 4.45 72.8 370
실시예 22 1-250 4.66 73.5 360
실시예 23 1-252 4.35 76.1 382
실시예 24 1-264 4.67 71.5 326
실시예 25 1-265 4.56 70.3 352
실시예 26 1-275 4.33 74.4 405
실시예 27 1-276 4.61 73.6 317
실시예 28 1-299 4.32 71.5 309
실시예 29 2-10 5.40 11.3 청색 88
실시예 30 2-48 5.42 10.1 75
실시예 31 2-240 4.67 72.9 녹색 277
실시예 32 2-275 4.69 70.9 271
실시예 33 2-276 4.60 71.1 269
비교예 1 Ref. 1 6.48 10.2 청색 43
비교예 2 Ref. 2 6.69 9.9 31
비교예 3 Ref. 3 6.35 10.2 38
비교예 4 Ref. 4 6.41 10.8 30
비교예 5 Ref. 5 6.48 10.3 40
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000118
상기 표 5의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 발광층 재료를 이용한 유기 전계 발광 소자는 비교예 1 내지 5에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율이 향상되었을 뿐만 아니라 수명도 현저히 개선되었다.
구체적으로, 본 발명에 따른 화합물의 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 있어서, 3개 이상의 방향족 고리들이 단일결합을 통해 결합되어 있다. 최소 1개의 전자 밀어주는 헤테로 고리를 도입하여 정공의 이동도 및 안정성을 향상시켜 소자의 효율 및 수명을 향상됨을 확인 할 수 있다. 나머지 2개의 방향족 고리는 LUMO 오비탈을 비편재하거나 편재화하여 LUMO level, 전자의 이동도 및 안정성을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물인 1-3, 1-5 및 1-10 화합물은 Ref. 1 내지 5에 비하여 LUMO 오비탈의 비편재화 및 낮은 LUMO level을 가짐으로써, 전자의 안정성 및 이동도를 향상시킬 수 있고 호스트에서 도펀트로 전자를 쉽게 전달하여 소자의 효율 및 수명이 향상됨을 확인할 수 있다.
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000119
Figure PCTKR2021014775-appb-img-000120
<실험예 2>
(1) 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO(Indium tin oxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고, 건조시킨 후, UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultraviolet ozone)처리하였다. 이후, 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 증대 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, 하기 표 7에 기재한 바와 같이, 호스트로 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 1 종(P-type)과 본 발명의 상기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물 중 1종(N-type)을 예비 혼합(pre-mixed) 후, 하나의 공급원에서 400Å의 두께로 증착하였고, 녹색 인광 도펀트[Ir(ppy)3]를 발광층 증착 두께의 7wt%의 양으로 도핑하여 증착하였다. 청색 인광 소자를 제작할 때는 청색 인광 도펀트[Firpic]를 증착하였다. 이후, 정공 저지층으로 BCP(bathocuproine)를 60Å의 두께로 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3를 200Å의 두께로 증착하였다.
마지막으로, 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å의 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제조에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-8~10-6torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제조에 사용하였다.
(2) 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제조된 유기 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도를 6,000 cd/m2로 하여 녹색 인광 소자의 T90을 측정하였고, 기준 휘도 1,000 cd/m2로 하여, 청색 인광 소자의 T90을 측정하였다. 상기, T90은 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간인 수명(단위: h, 시간)을 의미한다.
본 발명에 따라 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 색(EL color), 및 수명을 측정한 결과는 하기 표 7과 같다.
발광층
화합물		 비율 구동전압
(V)		 효율
(cd/A)		 색
EL color		 수명
(T90)
실시예 17 4-129 :
1-10		 1 : 8 4.73 10.8 청색 116
실시예 18 1 : 5 4.69 11.2 174
실시예 19 1 : 2 4.33 15.1 269
실시예 20 1 : 1 4.48 13.4 243
실시예 21 2 : 1 4.69 13.5 218
실시예 22 5 : 1 4.32 11.2 181
실시예 23 8 : 1 4.21 10.4 136
실시예 24 3-191 :
2-240		 1 : 2 4.33 74.2 녹색 562
실시예 25 1 : 1 4.42 72.2 553
실시예 26 2 : 1 4.66 71.2 528
실시예 27 4-144 :
1-275		 1 : 2 4.33 75.2 620
실시예 28 1 : 1 4.48 70.2 582
실시예 29 2 : 1 4.69 69.2 543
상기 표 7의 결과를 보면, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(P type) 및 본 발명의 상기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물(N type) 을 동시에 포함하는 경우, 더 우수한 효율 및 수명 효과를 보이는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 두 화합물을 동시에 포함하는 경우 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남을 예상할 수 있다.
상기 엑시플렉스(exciplex) 현상은 두 분자간 전자 교환으로 도너(donor, p-host)의 HOMO 에너지 레벨, 억셉터(acceptor, n-host) LUMO 에너지 레벨 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 두 분자간 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 역항간 교차(Reverse Intersystem Crossing, RISC)가 일어나게 되고, 이로 인하여 형광의 내부양자 효율이 100%까지 증가할 수 있다. 정공 수송 능력이 좋은 도너(donor, p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 억셉터(acceptor, n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우, 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 도움을 줄 수 있다.
본 발명에서는 도너(donor) 역할은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 억셉터(acceptor) 역할은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물이 발광층 호스트로 사용되었을 경우에 우수한 소자 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
도 5는 본원 P type 호스트인 화학식 1의 PL이며, 본원 화학식 1의 PL은 300 중반~ 400 초반을 나타내고 있으며, 본원 N type 호스트인 화학식 2 또는 화학식 3의 PL은 400 중반~ 500 초반을 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 특히, 도 6에서 두 화합물을 동시에 포함하는 경우 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어남에 따라 PL 값이 527.45를 나타냄을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000121
    상기 화학식 1에 있어서,
    상기 -(L1)a1-Ar1 및
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000122
    \의 치환기의 치환 위치가 하기 구조식 1-A 내지 1-J 중 어느 하나를 만족하며, 하기 구조식 1-A 내지 1-J에 있어서 * 및 **는 -(L1)a1-Ar1 및
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000123
    와 연결되는 위치를 의미하고,
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000124
    L1은 직접 결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
    X는 O; 또는 S이고,
    X1은 직접결합; O; S; NR; 또는 CRR'이며,
    Ar1은 중수소, C6 내지 C60의 아릴기 또는 C1 내지 C60의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기; SiRR'R”; -P(=O)RR'; 및 -NRR'기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며,
    a1는 1 내지 4의 정수이고,
    상기 1-B 및 1-J의 구조식에서, *가
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000125
    의 연결 위치이고, **가 -(L1)a1-Ar1의 연결 위치이며, 상기 R1 내지 R8이 모두 수소이거나, R1 내지 R8 중 적어도 하나가 페닐기를 갖는 경우, 상기 Ar1은 중수소, C6 내지 C60의 아릴기 또는 C1 내지 C60의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    상기 화학식 1에 있어서, 치환기로 표시되지 않은 경우 수소; 또는 중수소이고,
    상기 R, R' 및 R”은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, -(L1)a1-Ar1은 하기 화학식 4 내지 6 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000126
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000127
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000128
    상기 화학식 4 내지 6에 있어서,
    L1 및 a1의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
    A는 O; 또는 S이고,
    R11 내지 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; C6 내지 C60의 아릴기; 또는 C1 내지 C60의 알킬기이며,
    Ar21 및 Ar22는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 C6 내지 C60의 아릴기이거나, 서로 인접하는 2개의 기는 서로 결합하여 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리를 형성하며,
    Ar11은 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    상기 화학식 4 내지 6에 있어서, 치환기로 표시되지 않은 경우 수소; 또는 중수소일 수 있다.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 4-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 4-1]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000129
    [화학식 4-2]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000130
    [화학식 4-3]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000131
    [화학식 4-4]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000132
    상기 화학식 4-1 내지 4-4에 있어서,
    L1, a1 및 A의 정의는 상기 화학식 4에서의 정의와 동일하다.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 5는 하기 화학식 5-1 또는 5-2로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 5-1]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000133
    [화학식 5-2]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000134
    상기 화학식 5-1 및 5-2에 있어서,
    각 치환기의 정의는 상기 화학식 5에서의 정의와 동일하다.
  5. 청구항 1에 있어서, R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 디메틸플루오레닐기; 또는 트리페닐레닐기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 페닐기로 치환 또는 비치환된 인돌고리; 벤조티오펜고리; 벤조퓨란고리; 또는 메틸기로 치환 또는 비치환된 인덴고리를 형성하는 것인 헤테로고리 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000135
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000136
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000137
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000138
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000139
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000140
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000141
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000142
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000143
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000144
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000145
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000146
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000147
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000148
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000149
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000150
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000151
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000152
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000153
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000154
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000155
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000156
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000157
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    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000159
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    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000161
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    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000163
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000164
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 헤테로고리 화합물을 하나 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자주입층 또는 전자수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 유기물층은 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물; 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000165
    상기 화학식 2에 있어서,
    Xa는 O 또는 S이고,
    Ya는 정공수송성 기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    Za는 전자수송성 기 이고,
    L1a 및 L2a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며, p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 L1a은 서로 같거나 상이하고, q가 2 이상인 경우 L2a는 서로 같거나 상이하며,
    Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우 Ra는 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 Rb는 서로 같거나 상이하며,
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000166
    상기 화학식 3에 있어서,
    N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
    Lb는 직접 결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고, a2 는 1 내지 3의 정수이며, a2가 2 이상인 경우 Lb는 서로 같거나 상이하고,
    R1b 내지 R10b은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, b2 및 c2는 각각 0 내지 3의 정수이고, b2가 2 이상인 경우 R9b는 서로 같거나 상이하고, c2가 2 이상인 경우 R10b는 서로 같거나 상이하다.
  14. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물; 및 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물;을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000167
    상기 화학식 2에 있어서,
    Xa는 O 또는 S이고,
    Ya는 정공수송성 기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
    Za는 전자수송성 기 이고,
    L1a 및 L2a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이며, p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이고, p가 2 이상인 경우 L1a은 서로 같거나 상이하고, q가 2 이상인 경우 L2a는 서로 같거나 상이하며,
    Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, a 및 b는 각각 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우 Ra는 서로 같거나 상이하고, b가 2 이상인 경우 Rb는 서로 같거나 상이하며,
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2021014775-appb-img-000168
    상기 화학식 3에 있어서,
    N-Het"는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
    Lb는 직접 결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고, a2 는 1 내지 3의 정수이며, a2가 2 이상인 경우 Lb는 서로 같거나 상이하고,
    R1b 내지 R10b은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 C2 내지 C60의 비치환된 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하며, b2 및 c2는 각각 0 내지 3의 정수이고, b2가 2 이상인 경우 R9b는 서로 같거나 상이하고, c2가 2 이상인 경우 R10b는 서로 같거나 상이하다.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물: 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1 인 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
  16. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 유기물층을 형성하는 단계는 청구항 14에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물; 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리 화합물;을 예비 혼합(pre-mixed)하여 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
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