WO2022139179A1 - 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기전계발광소자, 및 유기물층용 조성물 - Google Patents

헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기전계발광소자, 및 유기물층용 조성물 Download PDF

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이기백
정원장
김동준
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a heterocyclic compound, an organic electroluminescent device comprising the same, and a composition for an organic material layer.
  • OLEDs Organic light emitting diodes
  • the organic light emitting device is a device that converts electrical energy into light, and the performance of the organic light emitting device is greatly affected by an organic material positioned between electrodes.
  • 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, electron generating layer, etc. may be used as a material of the organic thin film.
  • An object of the present invention is to provide a heterocyclic compound capable of imparting a low driving voltage, excellent luminous efficiency, and excellent lifespan characteristics to an organic light emitting device.
  • an object of the present invention is to provide an organic light emitting device including the heterocyclic compound.
  • Another object of the present invention is to provide a composition for an organic material layer comprising the heterocyclic compound.
  • the present invention is a first invention.
  • X is O, or S
  • Ar1, Ar2, and Ar3 are the same as or different from each other and each independently represent a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R1 to R8 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 unsubstituted C2 to C60 alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group; or -NR21R22, wherein R21 and R22 are the same as or different from each other and are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 al
  • L1 to L4 are the same as or different from each other and are each independently a direct bond, a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • n is an integer of 1 to 3, and when m is 2 or more, each Ar1 is the same as or different from each other,
  • n, o, p, and q are the same as or different from each other and each independently an integer from 0 to 3, and when each of n, o, p, and q is 2 or more, each of L1, L2, L3 and L4 is each other same or different
  • organic light emitting device comprising a; at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode,
  • the organic material layer provides an organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the heterocyclic compound of the present invention and the composition for an organic layer including the same can be usefully used as an organic material layer of an organic light emitting device.
  • it is used as a material for a hole transport layer and/or an electron blocking layer, and provides a remarkable effect of lowering the driving voltage of the organic light emitting device, improving luminous efficiency, and improving lifespan characteristics.
  • the heterocyclic compound of the present invention provides excellent thermal stability.
  • the organic light emitting device of the present invention includes the heterocyclic compound, thereby providing excellent driving voltage, luminous efficiency and lifespan characteristics.
  • 1 to 3 are views schematically showing a stacked structure of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention, respectively.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited 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 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 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 directly connected or condensed with an aryl group or 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 be bonded to each other to form a ring.
  • 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.
  • 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.
  • "when a substituent is not indicated in the chemical formula or compound structure” may mean that all positions that can come as a substituent are hydrogen or deuterium. That is, in the case of deuterium, deuterium is an isotope of hydrogen, and some hydrogen atoms may be isotope deuterium, and the content of deuterium may be 0% to 100%.
  • 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 meaning atoms having 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).
  • the 20% content of deuterium in the phenyl group represented by means that the total number of substituents the phenyl group can have is 5 (T1 in the formula), and the number of deuterium is 1 (T2 in the formula). . That is, it can be represented by the following structural formula that the content of deuterium in the phenyl group is 20%.
  • 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 content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be 0 to 100%.
  • the present invention provides a heterocyclic compound represented by the following formula (1).
  • X is O, or S
  • Ar1, Ar2, and Ar3 are the same as or different from each other and each independently represent a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R1 to R8 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 unsubstituted C2 to C60 alkynyl group; a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkoxy group; a substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group; or -NR21R22, wherein R21 and R22 are the same as or different from each other and are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 al
  • L1 to L4 are the same as or different from each other and are each independently a direct bond, a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • n is an integer of 1 to 3, and when m is 2 or more, each Ar1 is the same as or different from each other,
  • n, o, p, and q are the same as or different from each other and each independently an integer from 0 to 3, and when each of n, o, p, and q is 2 or more, each of L1, L2, L3 and L4 is each other same or different
  • the hetero atom in the substituent including the hetero atom, may be one or more selected from O, S, Se, N, and Si.
  • the hetero atom in the substituent including the hetero atom, may be one or more selected from O, S, and N.
  • X may be O, and in another embodiment may be S.
  • Ar1, Ar2, and Ar3 are the same as or different from each other and each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group can
  • Ar1, Ar2, and Ar3 are the same as or different from each other and are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl it can be a gimmick
  • Ar1, Ar2, and Ar3 are the same as or different from each other and each independently represent a substituted or unsubstituted phenyl, naphthalenyl, biphenyl, terphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, Pyrenyl, triphenylenyl, carbazolyl, dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, 9,9'-dimethylfluorenyl, 9,9'-dibenzofluorenyl, 9,9'-spirobifluorene It may be a nyl group.
  • R1 to R8 are the same as or different from each other and are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C1 to It may be a C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or -NR21R22, wherein R21 and R22 are the same as or different from each other and each independently , a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, wherein R21 and R22 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted It may form a cyclic C6
  • R1 to R8 are the same as or different from each other and are each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C6 to It may be a C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or -NR21R22, wherein R21 and R22 are the same as or different from each other and are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, It may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, wherein R21 and R22 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbon ring or a substituted or An unsubstituted C2 to C30 hetero
  • R1 to R8 are the same as or different from each other and each independently represent hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group, or -NR21R22, wherein R21 and R22 are the same as or different from each other and are each independently substituted or unsubstituted phenyl, naphthalenyl, biphenyl, terphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, pyrenyl, Triphenylenyl, carbazolyl, dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, 9,9'-dimethylfluorenyl, 9,9'-dibenzofluorenyl, or 9,9'-spirobifluorenyl group can
  • R1 to R8 are the same as or different from each other and each independently represent hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted phenyl, naphthalenyl, biphenyl, terphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl , pyrenyl, triphenylenyl, carbazolyl, dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, 9,9'-dimethylfluorenyl, 9,9'-dibenzofluorenyl, 9,9'-spirobiflu It may be an orenyl group.
  • R1 to R8 may be the same as or different from each other and each independently represent hydrogen or deuterium.
  • L1 to L4 may be the same as or different from each other and each independently represent a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • L1 to L4 may be the same as or different from each other and each independently represent a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • L may be a substituted or unsubstituted phenylene, naphthalene, anthracenylene, phenanthrene, pyridine, or pyrimidine group.
  • Ar1, Ar2, and Ar3; R1 to R8; and in the definitions of L1 to L4, 'substitution' is C6 to C30 aryl; C2 to C30 heteroaryl; C6 to C30 arylamine; and one or more substituents selected from the group consisting of C2 to C30 heteroarylamine.
  • Ar1, Ar2, and Ar3; R1 to R8; and 'substitution' in the definitions of L1 to L4 is one selected from the group consisting of phenyl, naphthalenyl, pyridinyl, anthracenyl, carbazole, biphenyl, dibenzothiophene, dibenzofuran, and phenanthrenyl Each of the above substituents may be independently formed.
  • m may be an integer of 1 to 2, and when m is 2, each Ar1 may be independently selected.
  • n may be 1.
  • n, o, p, and q are the same as or different from each other and each independently, may be an integer of 0 to 2, and when each of n, o, p, and q is 2,
  • Each of L1, L2, L3 and L4 is the same as or different from each other.
  • n, o, p, and q may be the same as or different from each other and each independently 0 or 1.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be a compound represented by a compound represented by any one of the following Formulas 2 to 5:
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be a compound represented by any one of the following compounds:
  • the compound of Formula 1 may be synthesized as a compound having intrinsic properties of the introduced substituent by introducing various substituents into the corresponding structure.
  • a substituent mainly used for the hole injection layer material, the hole transport layer material, the electron blocking layer material, the light emitting layer material, the hole blocking layer material, the electron transport layer material, the electron injection layer material, the electron generating layer material used in manufacturing the organic light emitting device By introducing into the core structure, it is possible to synthesize a material satisfying the conditions required by each organic material layer.
  • the heterocyclic compound is at least one selected from a hole injection layer material, a hole transport layer material, an electron blocking layer material, a light emitting layer material, a hole blocking layer material, an electron transport layer material, and an electron injection layer material used in the organic material layer of the organic light emitting device. It can be used for various purposes, and in particular, it can be preferably used as a hole transport layer material and/or an electron blocking layer material.
  • the heterocyclic compound of the present invention can exhibit excellent performance in the hole transport layer and/or the electron blocking layer through the control of the band gap and T1 value by strengthening the hole (HOLE) characteristics in the dibenzofuran skeleton. Specifically, by widening the band gap and increasing the T1 value, it is possible to exhibit excellent performance in the hole transport layer and/or the electron blocking layer.
  • a first electrode a first electrode
  • a second electrode provided to face the first electrode
  • an organic light emitting device comprising one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode
  • the organic material layer relates to an organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 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
  • An organic light emitting device includes a hole injection layer and a hole transport layer on the organic material layer. It may include one layer or two or more layers selected from the group consisting of an electron blocking layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, which are anode / hole injection layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer It may have a stacked structure in the order of /hole blocking layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode, but is not limited thereto.
  • the organic light emitting device may be a blue organic light emitting device
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of the blue organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a red organic light emitting device
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of the red organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a green organic light emitting device
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of the green organic light emitting device.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 Specific details of the heterocyclic compound represented by Formula 1 are the same as described above.
  • the organic light emitting device of the present 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 represented by Formula 1 is a hole injection layer material, a hole transport layer material, an electron blocking It may be used for at least one purpose selected from a layer material, a light emitting layer material, a hole blocking layer material, an electron transport layer material, and an electron injection layer material, and in particular, it may be used as a hole transport layer material and/or an electron blocking layer material.
  • 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 .
  • the scope of the present invention 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 such as an electronic blocking layer may be further added.
  • 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 is an organic material layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a structure comprising at least one selected from the group consisting of an electron generating layer, etc. can have
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto, and may include a smaller or larger number of organic material layers.
  • 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.
  • hole injection layer material a known hole injection layer 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).
  • 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 described such as tris(4-carbazolyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), 4,4',4"-tri[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine ( m-MTDATA), 1,3,5-tris[4-(3-methylphenylphenylamino)phenyl]benzene (m-MTDAPB), soluble conductive polymer polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid, or Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate), Polyaniline/Camphor sulfonic acid, or Polyaniline/poly(4-styrene-sulfonate) (Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate)) and the like may be used.
  • TCTA tris(4-carbazolyl-9-ylphenyl)amine
  • a pyrazoline derivative, an arylamine derivative, a stilbene derivative, a triphenyldiamine derivative, etc. may be used as the hole transport layer material, and a low molecular weight or high molecular material may be used.
  • Examples of the electron transport layer material include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, and fluorenone.
  • Derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, etc. may be used, and polymer materials as well as low molecular weight materials may be used.
  • the electron injection layer material for example, LiF is typically used in the art, but the present invention is not limited thereto.
  • a red, green or blue light emitting material may be used as the light emitting layer 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 may be used as a light emitting layer material
  • a phosphorescent material may also be used.
  • the light emitting layer material a material that emits light by combining holes and electrons injected from the anode and the cathode, respectively, 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 the light emitting layer material When a host of the light emitting layer 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 n-type host material and p-type host material may be selected and used as the host material of the light emitting layer.
  • the phosphorescent material as the phosphorescent dopant material, those known in the art may be used.
  • phosphorescent dopant materials represented by LL'MX', LL'L"M, LMX'X", L 2 MX' and L 3 M may be used, but the scope of the present invention is not limited by these examples. .
  • M may be iridium, platinum, osmium, or the like.
  • the L is an anionic bidentate ligand coordinated to the M by sp 2 carbon and a hetero atom, and X may function to trap electrons or holes.
  • Non-limiting examples of L include 2-(1-naphthyl)benzoxazole, (2-phenylbenzoxazole), (2-phenylbenzothiazole), (2-phenylbenzothiazole), (7,8 -benzoquinoline), (thiophenepyrizine), phenylpyridine, benzothiophenepyrizine, 3-methoxy-2-phenylpyridine, thiophenepyrizine, tolylpyridine, and the like.
  • Non-limiting examples of X' and X" include acetylacetonate (acac), hexafluoroacetylacetonate, salicylidene, picolinate, 8-hydroxyquinolinate, and the like.
  • the light emitting layer includes the heterocyclic compound represented by Formula 1, and may be used together with an iridium-based dopant.
  • a red phosphorescent dopant (piq) 2 (Ir)(acac), a green phosphorescent dopant Ir(ppy) 3 , etc. may be used as the iridium-based dopant.
  • the content of the dopant may have a content of 1% to 15%, preferably 3% to 10%, more preferably 5% to 10% based on the entire emission layer.
  • the electron blocking layer material is Tris(phenyloyrazole)Iriium, 9,9-bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-ylamino)phenyl]-9Hfluorene(BPAPF), Bis[4-(p, p-ditolylamino)phenyl]diphenylsilane, NPD(4,4'-bis[N-(1-napthyl)-N-phenylamino]biphenyl), mCP(N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene ), MPMP (bis[4-(N,N-diethylamino)-2-methylphenyl](4-methylphenyl)methane) may be used, but is not limited thereto.
  • the electron blocking layer may include an inorganic compound.
  • a halide compound such as LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, FrCl and Li 2 O, Li 2 O 2 , Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Rb 2 O 2 , Cs 2 O, Cs 2 O 2 , LiAlO 2 , LiBO 2 , LiTaO 3 , LiNbO 3 , LiWO 4 , Li 2 CO, NaWO 4 , KAlO 2 , K 2 SiO 3 , B 2 O 5 , Al 2 O 3 , SiO 2 and the like may include at least one or a combination thereof, but is not limited thereto.
  • an oxadiazole derivative As the hole blocking layer material, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a phenanthroline derivative, BCP, an aluminum complex, etc. may be used, but is not limited thereto.
  • the organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention may be a top emission type, a back emission type, or a double side emission type depending on a material used.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 Specific details of the heterocyclic compound represented by Formula 1 are the same as described above.
  • the composition for the organic layer may be used as a hole injection layer material, a hole transport layer material, an electron blocking layer material, a light emitting layer material, a hole blocking layer material, an electron transport layer material and an electron injection layer material, in particular, a hole transport layer material and/or electron blocking material It can be preferably used as a layer material.
  • the composition for an organic material layer may further include a material commonly used in the composition for an organic material layer in this field together with the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1.
  • it may further include a material, etc. included in order to prepare the heterocyclic compound to be used in the deposition process.
  • the step of forming the organic material layer may be to form the hetero compound represented by Formula 1 or the composition for an organic material layer using a thermal vacuum deposition method.
  • the organic material layer including the composition for the organic material layer may further include other materials commonly used in this field, if necessary.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may act on a principle similar to that applied to an organic light emitting device in an organic electronic device including an organic solar cell, an organic photoreceptor, and an organic transistor.
  • compound 1-2 (40g, 0.105 mol, 1eq), phenylboronic acid (14.1g, 0.116mol, 1.1eq), K 3 PO 4 (44.6 g, 0.210 mol, 2eq), Pd(PPh 3 ) 4 (6.1 g) 0.0053 mol, 0.05eq) was added to 1,4-dioxane (480ml) and water (120ml) and stirred at 100°C for 6h. When the reaction was completed, the reaction was terminated by adding water after cooling to room temperature, followed by extraction using MC and water. Thereafter, water was removed with MgSO 4 . It was separated by a silica gel column to obtain 33.8 g of compound 1-3 in a yield of 85%.
  • Table 2 is a measurement value of 1 H NMR (CDCl 3 , 300Mz)
  • Table 3 is a measurement value of the FD-mass spectrometer (FD-MS: Field desorption mass spectrometry).
  • the transparent electrode ITO thin film obtained from glass for OLED (manufactured by Samsung-Corning) was ultrasonically washed for 5 minutes each using trichloroethylene, acetone, ethanol, and distilled water sequentially, and then stored in isopropanol and used.
  • the ITO substrate is installed in the substrate folder of the vacuum deposition equipment, and the following 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine ( 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenyl amine: 2-TNATA) was added.
  • a blue light emitting material having the following structure was deposited as a light emitting layer thereon. Specifically, H1, a blue light-emitting host material, was vacuum-deposited to a thickness of 200 ⁇ in one cell in the vacuum deposition equipment, and D1, a blue light-emitting dopant material, was vacuum-deposited thereon at 5 wt% compared to the host material.
  • lithium fluoride LiF
  • Al cathode As an electron injection layer, lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ , and an Al cathode was deposited to a thickness of 1,000 ⁇ to fabricate an OLED device.
  • all organic compounds required for OLED device fabrication were vacuum sublimated and purified under 10-6 to 10-8 torr for each material, respectively, and used for OLED fabrication.
  • Example 1 One 4.84 6.88 (0.132, 0.103) 70
  • Example 2 17 4.60 6.90 (0.133, 0.102) 85
  • Example 3 18 4.50 6.60 (0.133, 0.100) 90
  • Example 4 21 4.55 6.70 (0.133, 0.103) 95
  • Example 5 22 4.55 6.85 (0.134, 0.101) 90
  • Example 6 23 4.88 6.55 (0.131, 0.102) 98
  • Example 7 24 4.90 6.58 (0.134, 0.101) 65
  • Example 8 25 4.70 6.68 (0.132, 0.103) 90
  • Example 9 26 4.85 6.70 (0.133, 0.103) 62
  • Example 10 29 4.60 6.76 (0.133, 0.100) 90
  • Example 11 33 4.70 6.73 (0.131, 0.103) 85
  • Example 12 34 4.84 6.75 (0.133, 0.100) 90
  • Example 13 35 4.65 6.73 (0.133, 0.102) 85
  • Example 14 36 4.72 6.76 (0.132, 0.101) 82
  • Example 15 42 4.74 6.80 (0.133, 0.100
  • the blue organic light emitting device using the heterocyclic compound of the present invention as a hole transport layer material is significantly improved compared to the blue organic light emitting devices of Comparative Examples 1 to 8 using NPB and A to G compounds as a hole transport layer material It can be confirmed that it provides the specified driving voltage, luminous efficiency, and lifespan characteristics.
  • the NPB used in the organic light emitting device of Comparative Example 1 is similar to the heterocyclic compound of the present invention in that it has an arylamine group, but unlike the heterocyclic compound of the present invention, it does not include a disubstituted dibenzofuran structure. Therefore, due to the structural difference, the organic light emitting device of the present invention exhibited significantly superior effects in all aspects of driving voltage, luminous efficiency, and lifespan characteristics compared to the organic light emitting device of Comparative Example 1.
  • Compounds A to G of Comparative Examples 2 to 8 have a structural difference from the heterocyclic compound of the present invention including a disubstituted dibenzofuran structure in that they include a monosubstituted dibenzofuran structure having one substituent.
  • a disubstituted dibenzofuran structure in that they include a monosubstituted dibenzofuran structure having one substituent.
  • pi-pi stacking of the aromatic ring occurs, thereby increasing the driving voltage, thereby degrading device characteristics.
  • disubstituted dibenzofuran pi-pi stacking of the aromatic ring is suppressed, thereby exhibiting an effect of suppressing deterioration of device characteristics due to an increase in driving voltage of an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound of the present invention including such a disubstituted dibenzofuran structure provides significantly improved hole transport properties or stability compared to the compounds of Comparative Examples 2 to 8 including a monosubstituted dibenzofuran structure.
  • the organic light emitting device of the present invention including a hole transport layer formed using the heterocyclic compound of the present invention has very excellent driving voltage, luminous efficiency, and lifespan characteristics compared to the organic light emitting devices of Comparative Examples 2 to 8 provides
  • the transparent electrode ITO thin film obtained from glass for OLED (manufactured by Samsung-Corning) was ultrasonically washed for 5 minutes each using trichloroethylene, acetone, ethanol, and distilled water sequentially, and then stored in isopropanol and used.
  • the ITO substrate is installed in the substrate folder of the vacuum deposition equipment, and the following 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine ( 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine: 2-TNATA) was added.
  • a blue light emitting material having the following structure was deposited as a light emitting layer thereon. Specifically, H1, a blue light-emitting host material, was vacuum-deposited to a thickness of 200 ⁇ in one cell in the vacuum deposition equipment, and D1, a blue light-emitting dopant material, was vacuum-deposited thereon at 5 wt% compared to the host material.
  • lithium fluoride LiF
  • Al cathode As an electron injection layer, lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ , and an Al cathode was deposited to a thickness of 1,000 ⁇ to fabricate an OLED device.
  • all organic compounds required for manufacturing OLED devices were vacuum sublimated and purified under 10 -6 to 10 -8 torr for each material and used for OLED manufacturing.
  • the heterocyclic compound of the present invention and the compounds A to G shown in Table 5 below were deposited on the hole transport layer to a thickness of 50 ⁇ to form an electron blocking layer. Except for the formation, organic electroluminescent devices of Examples and Comparative Examples of the present invention were manufactured in the same manner as above. Table 5 shows the results of measuring the driving voltage, luminous efficiency, color coordinates (CIE), and lifespan of the blue organic light emitting diode manufactured above.
  • Example 36 One 5.14 5.95 (0.134, 0.101) 73
  • Example 37 17 5.20 6.15 (0.133, 0.101)
  • Example 38 18 5.24 6.18 (0.134, 0.102)
  • Example 39 21 5.26 6.24 (0.134, 0.101) 85
  • Example 40 22 4.99 6.25 (0.133, 0.101)
  • Example 41 23 5.30 6.15 (0.132, 0.102)
  • Example 42 24 5.34 6.10 (0.134, 0.103) 75
  • Example 43 25 5.28 6.20 (0.133, 0.101)
  • Example 44 5.32 6.15 (0.134, 0.102)
  • Example 45 29 4.85 6.29 (0.132, 0.101)
  • Example 46 33 4.93 6.30 (0.133, 0.100)
  • Example 47 34 5.13 6.23 (0.134, 0.102)
  • Example 48 35 5.14 6.28 (0.134, 0.101)
  • Example 49 36 4.94 6.28 (0.133, 0.100) 75
  • Example 50 42 4.95 6.30 (0.
  • the blue organic light emitting device using the heterocyclic compound of the present invention as an electron blocking layer material is the blue organic light emitting device of Comparative Examples 9 and 10 to 16 using NPB and A to G compounds as the electron blocking layer material. It can be seen that the driving voltage, luminous efficiency, and lifespan characteristics are significantly improved in all aspects compared to the device.
  • the efficiency and lifespan of the OLED device are reduced.
  • a compound having a high LUMO level is used as the electron blocking layer. In this case, electrons passing through the light emitting layer to the anode are blocked by the energy barrier of the electron blocking layer. Therefore, the probability that holes and electrons form excitons increases, and the possibility that they are emitted as light from the emission layer increases.
  • the heterocyclic compound of the present invention when used as an electron blocking layer material, exhibits excellent electron blocking performance compared to NPB and compounds A to G.
  • the organic light emitting device of the present invention including the electron blocking layer formed of the heterocyclic compound of the present invention provides significantly superior driving voltage, luminous efficiency and lifespan characteristics compared to the organic light emitting devices of Comparative Examples 9 to 16.
  • substrate 200 anode
  • organic layer 301 hole injection layer
  • hole transport layer 303 light emitting layer

Abstract

본 발명은 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공한다.

Description

헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기전계발광소자, 및 유기물층용 조성물
본 출원은 2020년 12월 21일자 한국 특허 출원 제10-2020-0179956호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함한다.
본 발명은 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기전계발광소자, 및 유기물층용 조성물에 관한 것이다.
유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)는 근래 평판 표시 장치(flat panel display device)의 수요 증가에 따라 크게 주목 받고 있다. 유기발광소자는 전기 에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서, 유기발광소자의 성능은 전극 사이에 위치하는 유기 재료에 의해 많은 영향을 받는다.
유기발광소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 갖는다. 이와 같은 구조의 유기발광소자에 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 수 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공주입, 정공수송, 전자저지, 정공저지, 전자수송, 전자주입, 전자생성층 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기발광소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 특허공개 제10-2018-0035116호
본 발명은 유기발광소자에 낮은 구동전압, 우수한 발광효율 및 우수한 수명 특성을 부여할 수 있는 헤테로 고리 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기물층용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다:
하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
X는 O, 또는 S이고,
Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 또는 -NR21R22이며, 여기서 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며, 상기 R21 및 R22는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성할 수 있으며,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
m은 1 내지 3의 정수이며, m이 2 이상일 경우 각각의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
n, o, p, 및 q는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이며, n, o, p, 및 q 각각이 2 이상일 때, 각각의 L1, L2, L3 및 L4는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 발명은,
제1 전극;
상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층;을 포함하는 유기발광소자로서,
상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기발광소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
본 발명의 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기층용 조성물은 유기발광소자의 유기물층 재료로서 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 정공수송층 물질 및/또는 전자저지층 물질로 사용되어, 유기발광소자의 구동전압을 낮추고, 발광 효율을 향상시키며, 수명 특성을 향상시키는 현저한 효과를 제공한다. 또한, 본 발명의 헤테로 고리 화합물은 우수한 열안정성을 제공한다.
본 발명의 유기발광소자는 상기 헤테로 고리 화합물을 포함함으로써, 우수한 구동전압, 발광 효율 및 수명 특성을 제공한다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기발광소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.
본 발명에 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 발명에 있어서, "치환 또는 비치환"이란, 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 발명에 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 발명에 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 발명에 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 발명에 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 발명에 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 발명에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기 또는 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 발명에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2021016706-appb-I000002
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 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, 벤조티오페닐기, 벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조푸라닐기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤)기, 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제피닐기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐기, 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 발명에 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 발명에 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 발명에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 발명에 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 발명의 일 실시형태에 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 발명의 일 실시형태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어서, "중수소의 함량이 0%", "수소의 함량이 100%", "치환기는 모두 수소" 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 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 발명의 일 실시형태에 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 발명의 일 실시형태에 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 PCTKR2021016706-appb-I000003
로 표시되는 페닐기에 있어서 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 경우를 의미할 수 있다. 즉, 페닐기에 있어서 중수소의 함량 20%라는 것인 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000004
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 발명에 있어서, 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에서 중수소의 함량은 0 내지 100 %일 수 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000005
상기 화학식 1에서,
X는 O, 또는 S이고,
Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 또는 -NR21R22이며, 여기서 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며, 상기 R21 및 R22는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성할 수 있으며,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
m은 1 내지 3의 정수이며, m이 2 이상일 경우 각각의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
n, o, p, 및 q는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이며, n, o, p, 및 q 각각이 2 이상일 때, 각각의 L1, L2, L3 및 L4는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 헤테로 원자를 포함하는 치환기에서, 헤테로 원자는 O, S, Se, N 및 Si 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 헤테로 원자를 포함하는 치환기에서, 헤테로 원자는 O, S, 및 N 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 X는 O일수 있으며, 다른 일 실시형태에 있어서 S일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐, 나프탈레닐, 바이페닐, 터페닐, 안트라세닐, 페난트레닐, 피레닐, 트리페닐레닐, 카바졸릴, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 9,9'-디메틸플루오레닐, 9,9'-디벤조플루오레닐, 9,9'-스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기, 또는 -NR21R22일 수 있으며, 여기서 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있으며, 상기 R21 및 R22는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로 고리를 형성할 수 있으며,
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 또는 -NR21R22일 수 있으며, 여기서 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있으며, 상기 R21 및 R22는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기, 또는 -NR21R22일 수 있으며, 여기서 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐, 나프탈레닐, 바이페닐, 터페닐, 안트라세닐, 페난트레닐, 피레닐, 트리페닐레닐, 카바졸릴, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 9,9'-디메틸플루오레닐, 9,9'-디벤조플루오레닐, 또는 9,9'-스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 페닐, 나프탈레닐, 바이페닐, 터페닐, 안트라세닐, 페난트레닐, 피레닐, 트리페닐레닐, 카바졸릴, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 9,9'-디메틸플루오레닐, 9,9'-디벤조플루오레닐, 9,9'-스피로비플루오레닐기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소 또는 중수소일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L은 치환 또는 비치환된 페닐렌, 나프탈렌, 안트라세닐렌, 페난트렌, 피리딘, 또는 피리미딘기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3; R1 내지 R8; 및 L1 내지 L4의 정의에 있어서 상기 '치환'은 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C3 내지 C15의 시클로알킬; C2 내지 C20의 헤테로시클로알킬; C6 내지 C30의 아릴; C2 내지 C30의 헤테로아릴; C1 내지 C10의 알킬아민; C6 내지 C30의 아릴아민; 및 C2 내지 C30의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 각각 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3; R1 내지 R8; 및 L1 내지 L4의 정의에 있어서 상기 '치환'은 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬; C2 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐; C2 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐; C6 내지 C30의 아릴; C2 내지 C30의 헤테로아릴; C6 내지 C30의 아릴아민; 및 C2 내지 C30의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 각각 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3; R1 내지 R8; 및 L1 내지 L4의 정의에 있어서 상기 '치환'은 C6 내지 C30의 아릴; C2 내지 C30의 헤테로아릴; C6 내지 C30의 아릴아민; 및 C2 내지 C30의 헤테로아릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 각각 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3; R1 내지 R8; 및 L1 내지 L4의 정의에 있어서 '치환'은 페닐, 나프탈레닐, 피리디닐, 안트라세닐, 카바졸, 비페닐, 디벤조티오펜, 디벤조퓨란, 및 페난트레닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 각각 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 m은 1 내지 2의 정수일 수 있으며, m이 2일 경우 각각의 Ar1은 각각 독립적으로 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 m은 1일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 n, o, p, 및 q는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수일 수 있으며, n, o, p, 및 q 각각이 2일 경우, 각각의 L1, L2, L3 및 L4는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 n, o, p, 및 q는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 0 또는 1일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화학식 2 내지 5의 화합물 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000007
[화학식 4]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000008
[화학식 5]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000009
상기 화학식 2 내지 5에서,
X, Ar1, Ar2, Ar3, R1 내지 R8, L1 내지 L4, n, o, p, 및 q의 정의는 청구항 1항에서와 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다:
Figure PCTKR2021016706-appb-I000010
Figure PCTKR2021016706-appb-I000011
Figure PCTKR2021016706-appb-I000012
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Figure PCTKR2021016706-appb-I000018
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Figure PCTKR2021016706-appb-I000042
Figure PCTKR2021016706-appb-I000043
상기 화학식 1의 화합물은 해당 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물로 합성될 수 있다. 예컨대, 유기발광소자 제조시 사용되는 정공주입층 물질, 정공수송층 물질, 전자저지층 물질, 발광층 물질, 정공저지층 물질, 전자수송층 물질, 전자주입층 물질, 전자생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 화합물의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
상기 헤테로 고리 화합물은 유기발광소자의 유기물층에 사용되는 정공주입층 물질, 정공수송층 물질, 전자저지층 물질, 발광층 물질, 정공저지층 물질, 전자수송층 물질, 및 전자주입층 물질 중에서 선택되는 1종 이상의 용도로 사용될 수 있으며, 특히, 정공수송층 물질 및/또는 전자차단층 물질로 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 헤테로 고리 화합물은 디벤조퓨란 골격에 홀(HOLE) 특성을 강화함으로써, 밴드갭 및 T1값의 조절을 통해 정공수송층 및/또는 전자차단층에서 우수한 성능을 발휘할 수 있다. 구체적으로 상기 밴드갭을 넓히고, T1값을 높임으로써, 정공수송층 및/또는 전자차단층에서 우수한 성능을 발휘할 수 있게 한다.
또한, 본 발명은,
제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기발광소자로서,
상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기발광소자는 유기물층에 정공주입층, 정공수송층. 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층, 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 포함할 수 있으며, 이들은 양극/정공주입층/정공수송층/전자저지층/발광층/정공저지층/전자수송층/전자주입층/음극 순으로 적층된 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기발광소자는 청색 유기발광소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기발광소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기발광소자는 적색 유기발광소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 적색 유기발광소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기발광소자는 녹색 유기발광소자일 수 있으며, 상기 화학식 1으로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기발광소자의 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 발명의 유기발광소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기발광소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 청색 유기발광소자, 적색 유기발광소자, 및 녹색색 유기발광소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 정공주입층 물질, 정공수송층 물질, 전자저지층 물질, 발광층 물질, 정공저지층 물질, 전자수송층 물질, 및 전자주입층 물질 중에서 선택되는 1종 이상의 용도로 사용될 수 있으며, 특히, 정공수송층 물질 및/또는 전자차단층 물질로 사용될 수 있다.
하기에 첨부된 도 1 내지 도 3에 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기발광소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기발광소자의 구조가 본 발명에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기발광소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기발광소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기발광소자는 정공주입층(301), 정공수송층(302), 발광층(303), 정공저지층(304), 전자수송층(305) 및 전자주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 전자저지층 등의 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 헤테로 고리 화합물은 유기발광소자의 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 유기발광소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기발광소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층 발광층, 정공저지층, 전자수송층, 전자주입층, 전자생성층 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기발광소자의 구조는 이에 한정되지 않으며, 더 적거나 많은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기발광소자에 있어서, 상기 화학식 1 로 표시되는 헤테로 고리 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 발명의 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.
정공주입층 재료로는 공지된 정공주입층 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.
정공수송층 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자수송층 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 물질뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자주입층 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광층 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, 발광층 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료를 사용할 수도 있다. 발광층 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.
발광층 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.
상기 인광 재료로서, 인광 도펀트 재료로는 이 분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 예컨대, LL'MX', LL'L"M, LMX'X", L2MX' 및 L3M로 표시되는 인광 도펀트 재료를 사용할 수 있으나, 이들 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 M은 이리듐, 백금, 오스뮴 등이 될 수 있다.
상기 L은 sp2 탄소 및 헤테로 원자에 의하여 상기 M에 배위되는 음이온성 2좌 배위자이고, X는 전자 또는 정공을 트랩하는 기능을 할 수 있다. L의 비한정적인 예로는 2-(1-나프틸)벤조옥사졸, (2-페닐벤조옥사졸), (2-페닐벤조티아졸), (2-페닐벤조티아졸), (7,8-벤조퀴놀린), (티오펜기피리진), 페닐피리딘, 벤조티오펜기피리진, 3-메톡시-2-페닐피리딘, 티오펜기피리진, 톨릴피리딘 등이 있다. X' 및 X"의 비한정적인 예로는 아세틸아세토네이트(acac), 헥사플루오로아세틸아세토네이트, 살리실리덴, 피콜리네이트, 8-히드록시퀴놀리네이트 등이 있다.
상기 인광 도펀트의 구체적인 예를 하기에 표시하나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000044
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하고, 이리듐계 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 이리듐계 도펀트로는 적색 인광 도펀트로(piq)2(Ir)(acac), 녹색 인광 도펀트로 Ir(ppy)3 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 도펀트의 함량은 발광층 전체를 기준으로 1% 내지 15%, 바람직하게는 3% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 10%의 함량을 가질 수 있다.
전자저지층 재료로는 Tris(페닐oyrazole)Iriium, 9,9-bis [4-(N,N-bis-bi페닐-4-ylamino)페닐]-9Hfluorene(BPAPF), Bis[4-(p, p-ditolylamino)페닐]di페닐silane, NPD(4,4'-bis[N-(1-napthyl)-N-페닐amino]bi페닐), mCP(N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene), MPMP(bis[4-(N,N-diethylamino)-2-methyl페닐](4-methyl페닐)methane) 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 전자저지층은 무기 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, FrCl 등의 할라이드 화합물과 Li2O, Li2O2, Na2O, K2O, Rb2O, Rb2O2, Cs2O, Cs2O2, LiAlO2, LiBO2, LiTaO3, LiNbO3, LiWO4, Li2CO, NaWO4, KAlO2, K2SiO3, B2O5, Al2O3, SiO2 등의 산화물 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
정공저지층 재료로는 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물(aluminum complex) 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기발광소자에 있어서, 상기에서 기술되지 않은 재료들로는 이 분야에 공지된 재료들이 제한없이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기발광소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 본 발명은
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기전계발광소자의 유기물층용 조성물에 관한 것이다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
상기 유기물층용 조성물은 정공주입층 물질, 정공수송층 물질, 전자저지층 물질, 발광층 물질, 정공저지층 물질, 전자수송층 물질 및 전자주입층 물질로 사용될 수 있으며, 특히, 정공수송층 물질 및/또는 전자저지층 물질로 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 유기물층용 조성물은 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물과 함께 이 분야에서 유기물층용 조성물에 통상적으로 사용되는 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 헤테로 고리 화합물을 증착 공정에 사용될 수 있도록 제조하기 위하여 포함되는 물질 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은,
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 포함하는 유기발광소자의 제조 방법으로서, 상기 유기물층을 형성하는 단계가 본 발명의 화학식 1로 표시되는 헤테로 화합물 또는 유기물층용 조성물을 사용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 화합물 또는 유기물층용 조성물을 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것일 수 있다.
상기 유기물층용 조성물을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 이 분야에서 통상적으로 사용되는 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기발광소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[제조 예 1] 화합물 1의 제조
Figure PCTKR2021016706-appb-I000045
1) 화합물 1-1의 제조
화합물 10-브로모페난트렌-9-올(50g, 0.183 mol, 1eq),(6-브로모-3-클로로-2-플루오로페닐)보론산(A)(50.9g, 0.201 mol, 1.1eq), K3PO4(77.7g, 0.366 mol, 2eq), Pd(PPh3)4(10.6g 0.0092 mol, 0.05eq)을 1,4-디옥산(600ml), 물(150ml)에 넣고 100℃에서 6h 교반하였다. 반응이 종료되면 실온 냉각한 다음 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 MC와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-1 51.4g을 70%의 수율로 얻었다.
2) 화합물 1-2의 제조
화합물 1-1(50g, 0.124 mol, 1eq)을 DMA((500ml)에 넣고 140℃에서 교반하였다. 반응이 종료되면 실온냉각 후 필터하여 Cs2CO3(80.2g, 0.246 mol, 2eq)를 제거하였다. 필터된 고체는 물과 MeOH로 씻어준 후 건조하여 화합물 1-2를 42.6g 90%의 수율로 얻었다.
3) 화합물 1-3의 제조
화합물 1-2(40g, 0.105 mol, 1eq), 페닐보론산(14.1g, 0.116mol, 1.1eq), K3PO4(44.6g, 0.210 mol, 2eq), Pd(PPh3)4(6.1g 0.0053 mol, 0.05eq)을 1,4-디옥산(480ml), 물(120ml)에 넣고 100℃에서 6h 교반하였다. 반응이 종료되면 실온 냉각한 다음 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 MC와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-3 33.8g을 85%의 수율로 얻었다.
4) 화합물 1의 제조
9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민(B)(10g, 0.035 mol, 1eq), 화합물 1-3(14g, 0.037 mol, 1.05eq), NaOt-Bu(6.7g, 0.070 mol, 2eq), Pd2(dba)3(1.6g 0.0018 mol, 0.05eq), P(t-Bu)3(0.7g, 0.0035 mol, 0.1eq)을 톨루엔(100ml)에 넣고 100℃에서 3h 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 MC와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1 15.4g을 76%의 수율로 얻었다.
상기 제조예 1에서(6-브로모-3-클로로-2-플루오로페닐)보론산(A) 대신 하기 표 1의 중간체 A, 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민(B) 대신 하기 표 1의 중간체 B를 사용하여 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[제조 예 2] 화합물 49의 제조
Figure PCTKR2021016706-appb-I000046
1) 화합물 2-1의 제조
5-브로모-2-클로로벤젠티올(A)(30g, 0.134mol, 1.0eq), 9,10-디브로모페난트렌(54.1g, 0.161 mol, 1.2eq), NaOH(10.7g, 0.268 mol, 2.5eq)을 EtOH(300ml)에 넣고 4h 환류교반하였다. 반응이 종료되면 실온 냉각한 다음 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 MC와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 2-1 51.3g을 80%의 수율로 얻었다.
2) 화합물 2-2의 제조
화합물 2-3(50g, 0.104 mol, 1eq), DDQ(2,3-di클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논)(47.2g, 0.208 mol, 2eq)을 MC(di클로로메탄)(500ml)에 넣고 상온에서 24h 교반하였다. 반응이 종료되면 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 MC와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 2-2 35.1g을 80%의 수율로 얻었다.
3) 화합물 2-3의 제조
상기 제조예 1의 1-3의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물2-3을 얻었다.
4) 화합물 49의 제조
상기 제조예 1의 화합물 1의 합성방법과 동일하게 진행하여 화합물49를 얻었다.
상기 제조예 2에서 5-브로모-2-클로로벤젠티올(A) 대신 하기 표 1의 중간체 A, 9,9-디메틸-N-페닐-9H-플루오렌-2-아민(B) 대신 하기 표 1의 중간체 B를 사용하여 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000047
Figure PCTKR2021016706-appb-I000048
Figure PCTKR2021016706-appb-I000049
Figure PCTKR2021016706-appb-I000050
Figure PCTKR2021016706-appb-I000051
상기 제조예들과 동일한 방법으로 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다. 표 2는 1H NMR(CDCl3, 300Mz)의 측정값이고, 표 3은 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
[표 2]
Figure PCTKR2021016706-appb-I000052
Figure PCTKR2021016706-appb-I000053
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
1 m/z= 627.26(C47H33NO=627.79) 17 m/z= 703.29(C53H37NO=703.88)
18 m/z= 663.26(C50H33NO=663.82) 21 m/z= 739.29(C56H37NO=739.92)
22 m/z= 779.32(C59H41NO=779.98) 23 m/z= 753.27(C56H35NO2=753.90)
24 m/z= 769.24(C56H35NOS=769.96) 25 m/z= 793.30(C59H39NO2=793.97)
26 m/z= 809.28(C59H39NOS=810.03) 29 m/z= 779.32(C59H41NO=779.98)
33 m/z= 829.33(C63H43NO=830.04) 34 m/z= 815.32(C62H41NO=816.02)
35 m/z= 815.32(C62H41NO=816.02) 36 m/z= 753.30(C57H39NO=753.94)
42 m/z= 753.30(C57H39NO=753.94) 45 m/z= 829.33(C63H43NO=830.04)
49 m/z= 719.26(C53H37NS=719.95) 69 m/z= 703.29(C53H37NO=703.88)
70 m/z= 663.26(C50H33NO=663.82) 121 m/z= 703.29(C53H37NO=703.88)
122 m/z= 663.26
(C50H33NO= 663.82)		 153 m/z= 719.26
(C53H37NS= 719.95)
173 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)		 225 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)
277 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)		 309 m/z= 719.26
(C53H37NS= 719.95)
329 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)		 361 m/z= 719.26
(C53H37NS= 719.95)
381 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)		 433 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)
485 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)		 537 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)
589 m/z= 703.29
(C53H37NO= 703.88)		 627 m/z= 708.32
(C53H32D5NO= 708.92)
655 m/z= 708.32
(C53H32D5NO= 708.92)
[실험예]
<실험예 1>
1) 유기발광소자의 제작
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 각 5분간 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 하기 4,4',4"-트리스(N,N-(2-나프틸)-페닐아미노)트리페닐 아민(4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenyl amine: 2-TNATA)을 넣었다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000054
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 N,N'-비스(α-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공주입층 위에 300Å 두께의 정공수송층을 증착하였다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000055
이와 같이 정공주입층 및 정공수송층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착시켰다. 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 200Å 두께로 진공 증착시키고 그 위에 청색 발광 도판트 재료인 D1을 호스트 재료 대비 5 중량%로 진공 증착시켰다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000056
이어서 전자수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000057
전자주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고 Al 음극을 1,000Å의 두께로 하여 OLED 소자를 제작하였다. 한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
상기에서 정공수송층 형성시 사용된 NPB 대신 하기 표 4에 표시되어있는 본발명의 화합물 및 상기 도시된 A 내지 G를 사용하는 것을 제외하고는, 위에서와 동일한 방법으로 본 발명 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 상기와 같이 제조된 유기발광소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 700 cd/m2 일 때, T95을 측정하였다. 상기에서 제조된 청색 유기발광소자의 구동전압, 발광효율, 색좌표(CIE), 수명을 측정한 결과는 하기 표 4와 같았다.
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 CIE
(x, y)		 수명
(T95)
실시예 1 1 4.84 6.88 (0.132, 0.103) 70
실시예 2 17 4.60 6.90 (0.133, 0.102) 85
실시예 3 18 4.50 6.60 (0.133, 0.100) 90
실시예 4 21 4.55 6.70 (0.133, 0.103) 95
실시예 5 22 4.55 6.85 (0.134, 0.101) 90
실시예 6 23 4.88 6.55 (0.131, 0.102) 98
실시예 7 24 4.90 6.58 (0.134, 0.101) 65
실시예 8 25 4.70 6.68 (0.132, 0.103) 90
실시예 9 26 4.85 6.70 (0.133, 0.103) 62
실시예 10 29 4.60 6.76 (0.133, 0.100) 90
실시예 11 33 4.70 6.73 (0.131, 0.103) 85
실시예 12 34 4.84 6.75 (0.133, 0.100) 90
실시예 13 35 4.65 6.73 (0.133, 0.102) 85
실시예 14 36 4.72 6.76 (0.132, 0.101) 82
실시예 15 42 4.74 6.80 (0.133, 0.100) 83
실시예 16 45 4.78 6.85 (0.133, 0.102) 81
실시예 17 49 4.85 6.74 (0.134, 0.103) 74
실시예 18 69 4.95 6.72 (0.135, 0.103) 68
실시예 19 70 4.90 6.70 (0.134, 0.102) 70
실시예 20 121 4.75 6.88 (0.134, 0.100) 78
실시예 21 122 4.63 6.75 (0.133, 0.102) 81
실시예 22 153 4.71 6.60 (0.132, 0.102) 67
실시예 23 173 4.83 6.73 (0.133, 0.101) 69
실시예 24 225 4.80 6.70 (0.131, 0.102) 72
실시예 25 277 4.73 6.75 (0.133, 0.101) 82
실시예 26 309 4.80 6.63 (0.133, 0.102) 75
실시예 27 329 4.72 6.80 (0.133, 0.100) 82
실시예 28 361 4.83 6.65 (0.133, 0.102) 72
실시예 29 381 4.78 6.72 (0.134, 0.103) 75
실시예 30 433 4.80 6.74 (0.133, 0.101) 76
실시예 31 485 4.85 6.73 (0.134, 0.104) 78
실시예 32 537 4.79 6.70 (0.133, 0.102) 81
실시예 33 589 4.89 6.70 (0.134, 0.104) 74
실시예 34 627 4.62 6.80 (0.131, 0.101) 98
실시예 35 655 4.71 6.74 (0.132, 0.101) 95
비교예 1 NPB 5.30 6.06 (0.134, 0.101) 51
비교예 2 A 5.14 6.23 (0.133, 0.102) 58
비교예 3 B 5.23 6.30 (0.134, 0.101) 59
비교예 4 C 5.30 6.18 (0.131, 0.101) 51
비교예 5 D 5.07 6.03 (0.132, 0.102) 48
비교예 6 E 5.15 6.15 (0.133, 0.102) 50
비교예 7 F 5.58 5.98 (0.135, 0.103) 45
비교예 8 G 5.50 6.13 (0.134, 0.101) 52
상기 표 4의 결과로부터 본 발명의 헤테로 고리 화합물을 정공수송층 재료를 사용한 청색 유기발광소자는 NPB 및 A~G 화합물을 정공수송층 재료로 사용한 비교예 1 내지 8의 청색 유기발광소자와 비교하여 현저히 개선된 구동전압, 발광효율 및 수명 특성을 제공함을 확인할 수 있다.
비교예 1의 유기발광소자에 사용된 NPB는 아릴아민기를 갖는 점에서 본 발명의 헤테로 고리 화합물과 유사하지만, 본 발명의 헤테로 고리 화합물과 달리 이치환 디벤조퓨란 구조를 포함하지 않는다. 그러므로, 이러한 구조적 차이로 인하여 본 발명의 유기발광소자는 비교예 1의 유기발광소자와 비교하여 구동전압, 발광효율, 및 수명 특성의 모든 면에서 현저히 우수한 효과를 나타내었다.
비교예 2~8의 A~G 화합물은 치환기가 하나 있는 일치환 디벤조퓨란 구조를 포함하는 점에서 이치환 디벤조퓨란 구조를 포함하는 본 발명의 헤테로 고리 화합물과 구조적인 차이점을 갖는다. 일치환 디벤조퓨란의 경우 방향족 고리의 파이-파이스태킹(pi-pi stacking)이 일어나 구동 전압이 높아지게 되므로 소자특성을 저하시킬 수 있다. 반면, 이치환된 디벤조퓨란의 경우 방향족 고리의 파이-파이 스태킹(pi-pi stacking)이 억제됨으로써 유기발광소자의 구동전압 증가에 따른 소자 특성의 저하현상을 억제하는 효과를 나타낸다. 따라서 이러한 이치환 디벤조퓨란 구조를 포함하는 본 발명의 헤테로 고리 화합물은 일치환 디벤조퓨란 구조를 포함하는 비교예 2~8의 화합물과 비교하여 크게 향상된 정공 수송 특성 또는 안정성을 제공한다. 또한, 이러한 효과로 인하여 본 발명의 헤테로 고리 화합물 사용하여 형성된 정공수송층을 포함하는 본 발명의 유기발광소자는 비교예 2~8의 유기발광소자와 비교하여 매우 우수한 구동전압, 발광효율, 및 수명특성을 제공한다.
<실험예 2>
1) 유기발광소자의 제작
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 각 5분간 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 하기 4,4',4"-트리스(N,N-(2-나프틸)-페닐아미노)트리페닐 아민(4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine: 2-TNATA)을 넣었다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000058
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 N,N'-비스(α-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공주입층 위에 300Å 두께의 정공수송층을 증착하였다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000059
이와 같이 정공주입층 및 정공수송층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착시켰다. 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 200Å 두께로 진공 증착시키고 그 위에 청색 발광 도판트 재료인 D1을 호스트 재료 대비 5 중량%로 진공 증착시켰다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000060
이어서 전자수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure PCTKR2021016706-appb-I000061
전자주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고 Al 음극을 1,000Å의 두께로 하여 OLED 소자를 제작하였다. 한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
상기에서 정공수송층 NPB의 두께를 250 Å로 형성한 다음 상기 정공수송층 상부에 하기 표 5에 표시되어있는 본 발명의 헤테로 고리 화합물 및 상기 도시된 A 내지 G 화합물을 50Å 두께로 증착하여 전자차단층을 형성한것을 제외하고는, 위와 동일한 방법으로 본 발명 실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 상기에서 제조된 청색 유기발광소자의 구동전압, 발광효율, 색좌표(CIE), 수명을 측정한 결과는 표 5와 같았다.
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 CIE
(x, y)		 수명
(T95)
실시예 36 1 5.14 5.95 (0.134, 0.101) 73
실시예 37 17 5.20 6.15 (0.133, 0.101) 80
실시예 38 18 5.24 6.18 (0.134, 0.102) 83
실시예 39 21 5.26 6.24 (0.134, 0.101) 85
실시예 40 22 4.99 6.25 (0.133, 0.101) 80
실시예 41 23 5.30 6.15 (0.132, 0.102) 88
실시예 42 24 5.34 6.10 (0.134, 0.103) 75
실시예 43 25 5.28 6.20 (0.133, 0.101) 85
실시예 44 26 5.32 6.15 (0.134, 0.102) 74
실시예 45 29 4.85 6.29 (0.132, 0.101) 83
실시예 46 33 4.93 6.30 (0.133, 0.100) 78
실시예 47 34 5.13 6.23 (0.134, 0.102) 80
실시예 48 35 5.14 6.28 (0.134, 0.101) 82
실시예 49 36 4.94 6.28 (0.133, 0.100) 75
실시예 50 42 4.95 6.30 (0.134, 0.100) 77
실시예 51 45 5.02 6.36 (0.132, 0.101) 73
실시예 52 49 5.23 6.16 (0.134, 0.103) 70
실시예 53 69 5.28 6.20 (0.133, 0.101) 68
실시예 54 70 5.30 6.30 (0.134, 0.100) 68
실시예 55 121 4.98 6.31 (0.134, 0.101) 75
실시예 56 122 5.00 6.23 (0.132, 0.101) 79
실시예 57 153 5.17 6.20 (0.134, 0.102) 66
실시예 58 173 5.13 6.30 (0.133, 0.101) 68
실시예 59 225 5.11 6.23 (0.132, 0.101) 66
실시예 60 277 4.98 6.28 (0.133, 0.100) 73
실시예 61 309 5.20 6.18 (0.133, 0.102) 70
실시예 62 329 5.10 6.25 (0.133, 0.100) 78
실시예 63 361 5.24 6.15 (0.134, 0.102) 70
실시예 64 381 5.13 6.28 (0.134, 0.100) 73
실시예 65 433 5.25 6.18 (0.133, 0.101) 70
실시예 66 485 5.15 6.20 (0.132, 0.101) 71
실시예 67 537 5.14 6.18 (0.133, 0.100) 70
실시예 68 589 5.18 6.22 (0.132, 0.102) 71
실시예 69 627 4.93 6.35 (0.131, 0.100) 93
실시예 70 655 5.00 6.25 (0.132, 0.100) 89
비교예 9 NPB 5.83 5.57 (0.133, 0.101) 49
비교예 10 A 5.70 5.73 (0.131, 0.101) 51
비교예 11 B 5.78 5.85 (0.132, 0.100) 54
비교예 12 C 5.85 5.71 (0.131, 0.101) 45
비교예 13 D 5.71 5.67 (0.133, 0.102) 49
비교예 14 E 5.85 5.65 (0.134, 0.101) 52
비교예 15 F 5.73 5.63 (0.132, 0.100) 43
비교예 16 G 5.75 5.65 (0.133, 0.100) 45
상기 표 5의 결과로부터 본 발명의 헤테로 고리 화합물을 전자차단층 재료로 사용한 청색 유기발광소자는 NPB 및 A~G 화합물을 전자차단층 재료로 사용한 비교예 9 및 비교예 10~16의 청색 유기발광소자와 비교하여 구동전압, 발광효율, 및 수명 특성이 모든 면에서 현저히 개선된 것을 확인할 수 있다.
유기발광소자에서 전자가 발광층에서 결합되지 않고 정공수송층을 지나서 양극으로 가게 되면 OLED소자의 효율 및 수명을 감소시키게 된다. 이러한 현상을 막기 위해 높은 LUMO level을 갖는 화합물을 전자차단층으로 사용하게 되는데, 이 경우 발광층을 지나 양극으로 가려는 전자가 전자차단층의 에너지 장벽에 막히게 된다. 그러므로 정공과 전자가 엑시톤을 형성할 확률이 높아지고 발광층에서 빛으로 방출 될 가능성이 높아지게 된다.
상기 실험예 2에서 확인된 바와 같이, 본 발명의 헤테로 고리 화합물은 전자차단층 재료로 사용되는 경우, NPB 및 A~G 화합물과 비교하여 우수한 전자 저지 성능을 나타낸다. 또한, 이러한 본 발명의 헤테로 고리 화합물로 형성된 전자차단층을 포함하는 본 발명의 유기발광소자는 비교예 9 내지 16의 유기발광소자와 비교하여 현저히 우수한 구동전압, 발광효율 및 수명특성을 제공한다.
[부호의 설명]
100: 기판 200: 양극
300: 유기물층 301: 정공주입층
302: 정공수송층 303: 발광층
304: 정공차단층 305: 전자수송층
306: 전자주입층 400: 음극

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000062
    상기 화학식 1에서,
    X는 O 또는 S이고,
    Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 또는 -NR21R22이며, 여기서 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며, 상기 R21 및 R22는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성할 수 있으며,
    L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
    m은 1 내지 3의 정수이며, m이 2 이상일 경우 각각의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
    n, o, p, 및 q는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이며, n, o, p, 및 q 각각이 2 이상일 때, 각각의 L1, L2, L3 및 L4는 서로 같거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 헤테로 고리 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기; 또는 -NR21R22이며, 여기서 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기이며, 상기 R21 및 R22는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로 고리를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 고리 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 X는 O, 또는 S이고,
    Ar1, Ar2, 및 Ar3는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기이며,
    상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기; 또는 -NR21R22이며, 여기서 상기 R21 및 R22는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기이며,
    상기 L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 직접결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기인 것을 특징으로 하는 헤테로 고리 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화학식 2 내지 5의 화합물 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000063
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000064
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000065
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000066
    상기 화학식 2 내지 5에서,
    X, Ar1, Ar2, Ar3, R1 내지 R8, L1 내지 L4, n, o, p, 및 q의 정의는 청구항 1항에서와 동일하다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 헤테로 고리 화합물:
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000067
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000068
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000069
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000070
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000071
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000072
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000073
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000074
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000075
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000076
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000077
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000078
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000079
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000080
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000081
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000082
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000083
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000084
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000085
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000086
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000087
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000088
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000089
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000090
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000091
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000092
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000093
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000094
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000095
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000096
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000097
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000098
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000099
    Figure PCTKR2021016706-appb-I000100
  7. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기발광소자로서,
    상기 유기물층은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기발광소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상기 유기물층은 발광층을 포함하며, 전자주입층, 전자수송층, 정공차단층, 전자차단층, 정공수송층, 및 정공주입층 중에서 선택되는 1층 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자차단층 및 정공수송층을 포함하고, 상기 층들 중의 어느 하나 이상은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
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