WO2023027336A1 - 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
WO2023027336A1
WO2023027336A1 PCT/KR2022/010207 KR2022010207W WO2023027336A1 WO 2023027336 A1 WO2023027336 A1 WO 2023027336A1 KR 2022010207 W KR2022010207 W KR 2022010207W WO 2023027336 A1 WO2023027336 A1 WO 2023027336A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
formula
light emitting
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/010207
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이동진
동광일
정원장
김동준
Original Assignee
엘티소재주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘티소재주식회사 filed Critical 엘티소재주식회사
Publication of WO2023027336A1 publication Critical patent/WO2023027336A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D313/00—Heterocyclic compounds containing rings of more than six members having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D313/02—Seven-membered rings
    • C07D313/06—Seven-membered rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D407/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00
    • C07D407/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings
    • C07D407/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • An organic light emitting device is a type of self-luminous display device, and has advantages such as 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 voltage is applied to the organic light emitting device having such a structure, electrons and holes injected from the two electrodes are combined in the organic thin film to form a pair, and then emit light while disappearing.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers as needed.
  • the material of the organic thin film may have a light emitting function as needed.
  • a compound capable of constituting the light emitting layer by itself may be used, or a compound capable of serving as a host or dopant of the host-dopant type light emitting layer may be used.
  • a compound capable of performing functions such as hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, and electron injection may be used.
  • Patent Document 1 US Patent No. 4,356,429
  • the present invention is to provide a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • the present invention provides a heterocyclic compound represented by Formula 1 below.
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • p, q and r are the same as or different from each other, and are each independently an integer of 0 to 3.
  • the present invention is a first electrode; a second electrode provided to face the first electrode; and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1.
  • the present invention provides an organic light emitting device in which the organic material layer includes a hole transport layer, and the hole transport layer includes the heterocyclic compound.
  • the present invention provides an organic light emitting device in which the organic material layer includes an electron blocking layer, and the electron blocking layer includes the heterocyclic compound.
  • the present invention comprises the steps 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 a composition for an organic material layer of an organic light emitting device including a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1. It provides a method for manufacturing an organic light emitting device, including forming.
  • the heterocyclic compound according to an embodiment may be used as a material for an organic material layer of an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound may be used as a material for a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, or a charge generating layer in an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for a hole transport layer or an electron blocking layer of an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used alone or in combination with other compounds as a material for a hole transport layer or an electron blocking layer.
  • the heterocyclic compound according to another embodiment is used as a hole transport layer and an electron blocking layer, hole characteristics are enhanced, and through adjustment of the band gap and triplet energy level (T1 level) value, It is possible to improve hole transport capability, increase molecular stability, lower driving voltage of the organic light emitting device, improve light efficiency, and improve lifespan characteristics of the organic light emitting device due to improved thermal stability of the compound.
  • T1 level triplet energy level
  • FIGS. 1 to 3 are diagrams schematically illustrating a stacked structure of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent is substituted , When two or more substituents are substituted, two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • R, R' and R" are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; an alkyl group; alkenyl group; alkoxy group; cycloalkyl group; aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heterocyclic group.
  • 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 of the alkyl group may be 1 to 60, specifically 1 to 40, and 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 alkenyl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40, and more specifically, 2 to 20.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 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 is not limited thereto.
  • the alkynyl group includes a straight chain or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkynyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically, 2 to 20.
  • the alkoxy group may be straight chain, branched chain or cyclic chain.
  • the number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • the cycloalkyl group includes a monocyclic or polycyclic group having 3 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a cycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a cycloalkyl group, but may also be another type of ring group, such as a heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the number of carbon atoms in the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, and more specifically 5 to 20.
  • the heterocycloalkyl group includes O, S, Se, N or Si as a hetero atom, includes a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a heterocycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a heterocycloalkyl group, but may also be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the heterocycloalkyl group may have 2 to 60, specifically 2 to 40, 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 with other substituents.
  • the polycyclic means a group in which an aryl group is directly connected or condensed with another cyclic group.
  • the other ring group may be an aryl group, but may also 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 number of carbon atoms of the aryl group may be 6 to 60, specifically 6 to 40, and more specifically 6 to 25.
  • aryl group examples include a phenyl group, a biphenyl group, a triphenyl group, a naphthyl group, anthryl group, a chrysenyl group, a phenanthrenyl group, a perylenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, a phenalenyl group, and a pyrene group.
  • Nyl group tetracenyl group, pentacenyl group, fluorenyl group, indenyl group, acenaphthylenyl group, benzofluorenyl group, spirobifluorenyl group, 2,3-dihydro-1H-indenyl group, condensed ring groups thereof and the like, but is not limited thereto.
  • the phosphine oxide group includes a diphenylphosphine oxide group, dinaphthylphosphine oxide, and the like, but is not limited thereto.
  • the silyl group is a substituent that includes Si and the Si atom is directly connected as a radical, and is represented by -SiA 104 A 105 A 106 , A 104 to A 106 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; an alkyl group; alkenyl group; alkoxy group; cycloalkyl group; aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heterocyclic group.
  • silyl group examples include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, a phenylsilyl group, and the like. It is not limited.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may bond 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 group having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a heteroaryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a heteroaryl group, but may also be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, and the like.
  • the heteroaryl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40, 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, and a thiazolyl group.
  • the amine group is a monoalkylamine group; monoarylamine group; Monoheteroarylamine group; -NH 2 ; Dialkylamine group; Diaryl amine group; Diheteroarylamine group; an alkyl arylamine group; Alkylheteroarylamine group; And it may be selected from the group consisting of an arylheteroarylamine group, and 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, a 9- Methyl-anthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group, biphenylnaphthylamine group, phenylbiphenylamine group, biphenylfluorene It may be an ylamine group, a phenyltriphenylenylamine group, a biphenyltriphenylenylamine group, and the like, but is not limited thereto.
  • the arylene group means that the aryl group has two bonding sites, that is, a divalent group.
  • the description of the aryl group described above can be applied except that each is a divalent group.
  • the heteroarylene group means a heteroaryl group having two bonding sites, that is, a divalent group. The above description of the heteroaryl group may be applied except that each is a divalent group.
  • adjacent refers to a substituent substituted on an atom directly connected to the atom on which the substituent is substituted, a substituent located sterically closest to the substituent, or another substituent substituted on the atom on which the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at ortho positions in a benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in an aliphatic ring may be interpreted as “adjacent” to each other.
  • "when no substituent is shown in the chemical formula or compound structure” may mean that all positions at which the substituent can occur are hydrogen or deuterium. That is, deuterium is an isotope of hydrogen, and some hydrogen atoms may be an isotope of deuterium, and in this case, the content of deuterium may be 0% to 100%.
  • deuterium is one of the isotopes of hydrogen and is an element having a deuteron composed 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 which mean atoms having the same atomic number (Z) but different mass numbers (A), have the same number of protons, but have neutrons. It can also be interpreted as an element with a different number of neutrons.
  • the meaning of the content T% of a specific substituent is when the total number of substituents that a base compound can have is defined as T1, and the number of specific substituents among them is defined as T2.
  • the phenyl group represented by 20% of the deuterium content may mean that the total number of substituents that the phenyl group may 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 deuterium atoms, that is, has 5 hydrogen atoms.
  • the C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring means a compound containing an aromatic ring composed of C6 to C60 carbon and hydrogen, for example, phenyl, biphenyl, terphenyl, triphenylene, naphthalene, Anthracene, phenalene, phenanthrene, fluorene, pyrene, chrysene, perylene, azulene, etc. may be mentioned, but is not limited thereto, and an aromatic hydrocarbon ring compound known in the art as having the above number of carbon atoms may be used. All inclusive.
  • the present invention provides a heterocyclic compound represented by Formula 1 below:
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • p, q and r are the same as or different from each other, and are each independently an integer of 0 to 3.
  • a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycle that may be formed by the adjacent groups is a substituted or unsubstituted C6 to C60 ring except for a non-monovalent group.
  • At least one of R1 to R8 may be a group represented by Formula 2 above.
  • R1 to R4 may be a group represented by Formula 2, and R5 to R12 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 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; and a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more adjacent groups bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C
  • R1 to R4 may be a group represented by Formula 2, and R5 to R12 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; and a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more adjacent groups bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted C2 to C60 Heterocycles can be formed.
  • At least one of R1 to R4 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R5 to R12 may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R5 to R8 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R1 to R4 and R9 to R12 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • one of R1 to R4 or R5 to R8 is a group represented by Formula 2, and the others may be hydrogen, deuterium, or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • one of R1 to R4 is a group represented by Formula 2, and the others may be hydrogen, deuterium, or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • one of R5 to R8 is a group represented by Formula 2, and the others may be hydrogen, deuterium, or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R1 to R4 may be a group represented by Formula 2
  • at least one of R5 to R8 may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group
  • R9 to R12 may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R5 to R8 may be a group represented by Formula 2
  • at least one of R1 to R4 may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group
  • R9 to R12 may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • the R1 to R12 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; It may be a group represented by the following formulas B-1 to B-3, but is not limited to these examples:
  • a to c are the same as or different from each other, and are each independently an integer of 0 to 7.
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group.
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; A substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group.
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; A substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; Formula C-1; C-2; C-3, etc., but is not limited to these examples:
  • b is the same as or different from each other, and each independently represents an integer of 0 to 4.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • Ar1 and Ar2 may be the same as or different from each other, and may each independently represent the following Chemical Formulas A-1 to A-9, etc., but are not limited to these examples:
  • X is O or S
  • the compound of Formula 1 of the present invention provides a heterocyclic compound represented by Formula 1-1, Formula 1-2 or Formula 1-3 below:
  • L1, L2 and L3 are the same as or different from each other, and each independently a single bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • p, q and r are the same as or different from each other, and each independently represents an integer from 0 to 3;
  • R101 to R104 is a group represented by Formula 2
  • at least one of R105 to R112 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group
  • R101 to R104 is a group represented by Formula 2
  • at least one of R105 to R109 and R112 to R116 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group
  • R101 to R104 when at least one of R101 to R104 is a group represented by Formula 2, at least one of R105, R108 to R112, and R117 to R120 may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R101 to R108 may be a group represented by Formula 2 above.
  • R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and R105 to R120 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 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; and a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and R105 to R120 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; and a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105 to R112 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 It may be an aryl group of
  • At least one of R105 to R108 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R101 to R104 and R109 to R112 is substituted or unsubstituted. It may be a C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105 to R109 and R112 to R116 is substituted or unsubstituted. It may be a C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R105 to R108 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R101 to R104, R109 and R112 to R116 is substituted or It may be an unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105 to R108 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 It may be an aryl group of
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105, R108 to R112 and R117 to R120 is substituted or It may be an unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R109 to R112 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 It may be an aryl group of
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105 to R108 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 may be an aryl group, and at least one of R109 to R112 may be a substituted or unsubstituted C6 to 60 aryl group.
  • At least one of R105 to R108 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R101 to R104 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 may be an aryl group, and at least one of R109 to R112 may be a substituted or unsubstituted C6 to 60 aryl group.
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105 to R108 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 It may be an aryl group, and at least one of R109 and R112 to R116 may be a substituted or unsubstituted C6 to 60 aryl group.
  • At least one of R105 to R108 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R101 to R104 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 It may be an aryl group, and at least one of R109 and R112 to R116 may be a substituted or unsubstituted C6 to 60 aryl group.
  • At least one of R101 to R104 may be a group represented by Formula 2, and at least one of R105, R108 and R117 to R120 is substituted or unsubstituted. may be a C6 to C60 aryl group, and at least one of R109 to R112 may be a substituted or unsubstituted C6 to 60 aryl group.
  • the R101 to R120 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; It may be a group represented by the following formulas B-1 to B-3, but is not limited to these examples:
  • a to c are the same as or different from each other, and are each independently an integer of 0 to 7.
  • L1, L2, L3, Ar1, Ar2, p, q and r are as defined in the compounds of Formula 1 above.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium may be 1% to 100% based on the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium may be 10% to 100% based on the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium based on the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms may be 20% to 90%.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium based on the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms may be 30% to 80%.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 does not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium is greater than 0%, 5% or more, 10% or more, or 15% based on the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms. 20% or more, 25% or more, 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% or more, or 50% or more, 100% or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, 80 % or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less or 60% or less.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be one or more selected from the following compounds.
  • substituents in the structure of Chemical Formula 1, compounds having unique characteristics of the introduced substituents can be synthesized.
  • a substituent mainly used in hole injection layer materials, hole transport layer materials, electron blocking layer materials, light emitting layer materials, electron transport layer materials, hole blocking layer materials, and electron injection layer materials used in the manufacture of organic light emitting devices is introduced into the core structure. By doing so, it is possible to synthesize a material that satisfies the conditions required by each organic layer.
  • the characteristics of holes are enhanced, and the band gap and triplet energy level (T1 level) value can be adjusted, thereby increasing the possibility of controlling the energy level and It can have a variety of uses.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 has a high glass transition temperature (Tg) and excellent thermal stability. This increase in thermal stability is an important factor in providing driving stability to the device.
  • the second electrode provided to face the first electrode; and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1. to provide.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a cathode and the second electrode may be an anode.
  • the organic material layer may include one or more selected from the group consisting of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, an electron blocking layer, a hole transport layer, and a hole injection layer.
  • At least one layer selected from the group consisting of an injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, an electron blocking layer, a hole transport layer, and a hole injection layer may include the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the organic material layer may include a hole transport layer, and the hole transport layer may include a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer, and the electron blocking layer may include a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1.
  • the organic light emitting device may be a blue organic light emitting device, and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for the blue organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a green organic light emitting device, and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for the green organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a red organic light emitting device, and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for the red organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a blue organic light emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material for a hole transport layer or an electron blocking 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 represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for a hole transport layer or an electron blocking layer of the green organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be a red organic light emitting device
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as a material for a hole transport layer or an electron blocking layer of the red organic light emitting device.
  • the organic material layer may include an electron injection layer or an electron transport layer, and the electron injection layer or electron transport 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 hole blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer may include an electron transport layer, an emission layer, or a hole blocking layer, and the electron transport layer, the emission layer, or the hole blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer may include a hole transport layer or an electron blocking layer, and the hole transport layer or electron blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • FIG. 1 to 3 illustrate the stacking order of the electrode and the organic material layer of the organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the scope of the present application be limited by these drawings, and structures of organic light emitting devices known in the art may be applied to the present application as well.
  • an organic light emitting device in which an anode 200, an organic material layer 300, and a cathode 400 are sequentially stacked on a substrate 100 is shown.
  • an organic light emitting device in which a cathode, an organic material layer, and an anode are sequentially stacked on a substrate may be implemented.
  • the organic light emitting device according to FIG. 3 includes a hole injection layer 301, a hole transport layer 302, an emission 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
  • an emission layer 303 a hole transport layer 302
  • a hole blocking layer 304 a hole blocking layer 304
  • an electron transport layer 305 a hole blocking layer 306.
  • the scope of the present application is not limited by such a laminated structure, and layers other than the light emitting layer may be omitted as necessary, and other necessary functional layers may be further added.
  • one embodiment of the present invention provides a composition for an organic material layer of an organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1.
  • composition for the organic material layer of the organic light emitting device can be used when forming the organic material of the organic light emitting device, and in particular, it can be more preferably used when forming a hole transport layer or an electron blocking layer.
  • the organic light emitting diode of the present invention may be manufactured by conventional organic light emitting diode manufacturing methods and materials, except for forming one or more organic material layers using the aforementioned 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 means spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, etc., but is not limited to these.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single-layer structure, or 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 an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like as organic material layers.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic material layers.
  • anode material Materials having a relatively high work function may be used as the anode material, and transparent conductive oxides, metals, or conductive polymers may be used.
  • the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDOT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode material Materials having a relatively low work function may be used as the cathode material, and metals, metal oxides, or conductive polymers may be used.
  • Specific examples of the anode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead, or alloys thereof; There are multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
  • 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 a phthalocyanine compound disclosed in Advanced Material, 6, p.677 (1994).
  • Starburst amine derivatives described such as tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), 4,4',4′′-tri[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine ( m-MTDATA), 1,3,5-tris[4-(3-methylphenylphenylamino)phenyl]benzene (m-MTDAPB), polyaniline/dodecylbenzenesulfonic acid, a soluble conductive polymer, or Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate) (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), polyaniline/camphor sulfonic acid, or Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate) and the like can be used.
  • TCTA tris(4-carbazoyl
  • pyrazoline derivatives As the material for the hole transport layer, pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, and the like may be used, and low-molecular or high-molecular materials may also be used.
  • Materials for the electron transport layer include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, and fluorenone.
  • Derivatives, diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, etc. may be used, and high molecular materials as well as low molecular 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 a material for the light emitting layer, and if necessary, two or more light emitting materials may be mixed and used. At this time, two or more light emitting materials may be deposited and used as separate sources or may be pre-mixed and deposited as one source.
  • a fluorescent material may be used as a material for the light emitting layer, but it may also be used as a phosphorescent material.
  • As the material for the light emitting layer a single material that emits light by combining holes and electrons injected from the anode and the cathode may be used, but materials in which a host material and a dopant material are involved in light emission may also be used.
  • hosts of the same series may be mixed and used, or hosts of different series may be mixed and used.
  • two or more materials selected from among n-type host materials and p-type host materials may be selected and used as host materials for the light emitting layer.
  • An organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type depending on the material used.
  • the heterocyclic compound according to an embodiment of the present invention 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.
  • Preparation Example 2 was synthesized in the same manner as the preparation of Compounds 1-1 to 1-5 in Preparation Example 1.
  • Preparation Example 4 was prepared in the same manner as in Preparation Example 3 for preparing Compounds 985-1 to Compound 985-4, and Compound 986 was synthesized in the same manner as in Preparation Example 2 for Compound 16.
  • Compound B in Preparation Example 5 is a compound synthesized according to the above Preparation Example, the preparation of Compound 300-1 was synthesized in the same manner as in the preparation of Compound 300-1-1, and the preparation of Compound 300 is the same as in Preparation Example 1. It was synthesized in the same manner as in the preparation of Compound 1.
  • Preparation of compound 829-1-1 in Preparation Example 6 was synthesized in the same manner as the preparation of compound 300-1-1 in Preparation Example 5, Compound B was a compound synthesized by the above Preparation Example, Preparation of Compound 829 was synthesized in the same manner as in the preparation of compound 16 of Preparation Example 2.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • OLED manufactured by Samsung-Corning
  • 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) triphenyl amine ( 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 thereon as a light emitting layer.
  • the blue light emitting material was vacuum deposited to a thickness of 200 ⁇ , a blue light emitting host material, on one cell in a vacuum deposition equipment, and vacuum deposited thereon, a blue light emitting dopant material, D1, to a thickness of 5% of the host material.
  • a compound of the following structural formula E1 was deposited to a thickness of 300 ⁇ .
  • Lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ as an electron injection layer, and an aluminum (Al) cathode was deposited to a thickness of 1,000 ⁇ to manufacture an organic light emitting device.
  • the compounds of Comparative Example 1 are as follows: .
  • the blue organic light emitting diodes of Examples 1 to 30 using the heterocyclic compound according to the present invention as a material for the hole transport layer have higher drive voltages than the organic light emitting diodes using the compounds described in Comparative Examples 1 to 7. Low, it was confirmed that the luminous efficiency and lifetime were remarkably improved. Comparing the structures of the compounds described in Comparative Examples 2 to 7 and the compounds described in Examples 1 to 30, they are similar in that they have an oxepine skeleton, but are different in that the aryl amine is substituted and has an additional substituent. .
  • the heterocyclic compound according to the present invention has a high triplet energy level (T1 level) due to these structural features, and in the case of a trisubstituted oxepine derivative structure, various substituents can be introduced, so that high thermal stability of the material is secured and triplet energy levels can be adjusted.
  • the heterocyclic compounds according to the present invention using di- and tri-substituted oxepine derivatives show improved hole transport properties or improved stability compared to the compounds of Comparative Examples, and thus are excellent in all aspects of driving voltage, luminous efficiency, and lifespan.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • OLED manufactured by Samsung-Corning
  • 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) triphenyl amine ( 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenyl amine: 2-TNATA) was added.
  • NPB N,N'-bis( ⁇ -naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine
  • a blue light emitting material having the following structure was deposited thereon as a light emitting layer.
  • the blue light emitting material was vacuum deposited to a thickness of 200 ⁇ , a blue light emitting host material, on one cell in a vacuum deposition equipment, and vacuum deposited thereon, a blue light emitting dopant material, D1, to a thickness of 5% of the host material.
  • a compound of the following structural formula E1 was deposited to a thickness of 300 ⁇ .
  • Lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ as an electron injection layer, and an aluminum (Al) cathode was deposited to a thickness of 1,000 ⁇ to manufacture an organic light emitting device.
  • Electroluminescence (EL) characteristics of the organic light emitting devices of Examples 31 to 60 and Comparative Examples 8 to 14 prepared as described above were measured with McSyers' M7000, respectively, and with the measurement results, McScience manufactured When the standard luminance is 700 cd/m 2 through the life measurement equipment (M6000), the lifetime T 95 , which is the time to reach 95% of the initial luminance, was measured.
  • Table 10 shows the results of measuring the driving voltage, luminous efficiency, color coordinate (CIE), and lifetime of the blue organic light emitting device manufactured according to the present invention.
  • the compounds of Comparative Example 8 are as follows: .
  • the blue organic light emitting devices of Examples 31 to 60 using the heterocyclic compound according to the present invention as an electron blocking layer material have higher driving voltages than the organic light emitting devices using the compounds described in Comparative Examples 8 to 14. Low, it was confirmed that the luminous efficiency and lifetime were remarkably improved.
  • the heterocyclic compound according to the present invention when used as a hole transport layer and an electron blocking layer, hole characteristics are enhanced and through control of the band gap and triplet energy level (T1 level) value. , Since the hole transport ability is improved and the stability of the molecule is also increased, it was confirmed that the driving voltage of the organic light emitting device is lowered, the light efficiency is improved, and the lifetime characteristics of the organic light emitting device are improved by the improved thermal stability of the compound.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 출원은 2021년 8월 24일자 한국 특허출원 제10-2021-0111937호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
본 발명은 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 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 저지, 정공 저지, 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.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 미국 등록특허 제4,356,429호
본 발명은 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R12는 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000002
상기 화학식 2에서,
L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
p, q 및 r은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.
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 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유기물층이 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유기물층이 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
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 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계가 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는, 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 헤테로 고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 헤테로 고리 화합물은 유기 발광 소자에서 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 발광층, 전자 수송층, 정공 저지층, 전자 주입층, 전하 생성층 등의 재료로서 사용될 수 있다. 특히, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 유기 발광 소자의 정공 수송층의 재료 또는 전자 저지층의 재료로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 단독으로 또는 다른 화합물과 조합하여 정공 수송층 재료 또는 전자 저지층의 재료로 사용될 수 있다.
다른 실시예에 따른 헤테로 고리 화합물은 정공 수송층 및 전자 저지층으로 사용되었을 경우, 정공(hole) 특성을 강화하고, 밴드갭 (band gap) 및 삼중항 에너지 레벨 (T1 level)값의 조절을 통하여, 정공 전달 능력을 향상시키고, 분자의 안정성을 높여, 유기 발광 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 향상된 열적 안정성에 의하여 유기 발광 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 3은 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.
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; 할로겐; 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. 상기 R, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 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, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)A101A102로 표시되고, A101 및 A102는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 구체적으로 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiA104A105A106로 표시되고, A104 내지 A106은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 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, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000003
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 등이 될 수 있으나, 이들에만 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 될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한"기로 해석될 수 있다.
본 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 PCTKR2022010207-appb-img-000004
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 PCTKR2022010207-appb-img-000005
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, C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리는 C6 내지 C60의 탄소와 수소로 이루어진 방향족 고리를 포함하는 화합물을 의미하며, 예를 들어, 페닐, 비페닐, 터페닐, 트리페닐렌, 나프탈렌, 안트라센, 페날렌, 페난트렌, 플루오렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 아줄렌 등을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니며, 상기 탄소수를 충족하는 것으로서 이 분야에 공지된 방향족 탄화수소 고리 화합물을 모두 포함한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000006
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R12는 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000007
상기 화학식 2에서,
L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
p, q 및 r은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.
상기 인접한 기들이 형성할 수 있는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리는 1가기가 아닌 것을 제외하고는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R5 내지 R12는 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; 및 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R5 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R5 내지 R12 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R5 내지 R8 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R1 내지 R4 및 R9 내지 R12 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R4 또는 R5 내지 R8 중 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 나머지는 수소, 중수소 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R4 중 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 나머지는 수소, 중수소 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R5 내지 R8 중 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기이고, 나머지는 수소, 중수소 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R5 내지 R8 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R9 내지 R12 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R5 내지 R8 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R9 내지 R12 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 하기 화학식 B-1 내지 B-3으로 표시되는 기 등 일 수 있으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000008
상기 화학식 B-1 내지 B-3에서,
Y1 내지 Y4는 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 -NA101A102;로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 A101, A102, 및 A103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
a 내지 c는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 화학식 C-1; C-2; C-3 등 일 수 있으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000009
상기 화학식 C-1 내지 C-3에서,
T1 내지 T6은 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 -NA101A102;로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 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 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 화학식 A-1 내지 A-9 등 일 수 있으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000010
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000011
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000012
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000013
상기 화학식 A-1 내지 A-9에서,
X는 O 또는 S이고,
Z1 내지 Z15는 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 -NA101A102;로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
a는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고; b는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고; c는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수이고; d는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 9의 정수이고; e는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수이다.
본 발명의 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 하기 화학식 1-1, 화학식 1-2 또는 화학식 1-3으로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다:
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000014
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000015
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000016
상기 화학식 1-1 내지 1-3에서,
R101 내지 R120은 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
[화학식 2]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000017
상기 화학식 2에서,
L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
p, q 및 r은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
상기 화학식 1-1에서, R101 내지 R104 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R105 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
상기 화학식 1-2에서, R101 내지 R104 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R105 내지 R109 및 R112 내지 R116 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
상기 화학식 1-3에서, R101 내지 R104 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R105, R108 내지 R112 및 R117 내지 R120 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 R101 내지 R108 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R120은 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; 및 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R120은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-1에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-1에서, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R101 내지 R104 및 R109 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-2에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R109 및 R112 내지 R116 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-2에서, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R101 내지 R104, R109 및 R112 내지 R116 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-2에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-3에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105, R108 내지 R112 및 R117 내지 R120 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-3에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R109 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-1에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R109 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-1에서, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R109 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-2에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R109 및 R112 내지 R116 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-2에서, 상기 R105 내지 R108 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R109 및 R112 내지 R116 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1-3에서, 상기 R101 내지 R104 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기일 수 있고, 상기 R105, R108 및 R117 내지 R120 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있고, R109 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R101 내지 R120은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 하기 화학식 B-1 내지 B-3으로 표시되는 기 등 일 수 있으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000018
상기 화학식 B-1 내지 B-3에서,
Y1 내지 Y4는 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 -NA101A102;로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 A101, A102, 및 A103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
a 내지 c는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수이다.
본 발명의 화학식 1-1, 화학식 1-2 및 화학식 1-3의 화합물에서, L1, L2, L3, Ar1, Ar2, p, q 및 r은 상기 화학식 1의 화합물에서 정의된 바와 같다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 1% 내지 100%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 10% 내지 100%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 20% 내지 90%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량은 30% 내지 80%일 수 있다.
예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수를 기준으로 중수소의 함량이 0% 초과, 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 또는 50% 이상일 수 있고, 100% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하 또는 60% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화합물 중 선택되는 1종 이상일 수 있다.
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000019
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000020
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000021
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000022
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000023
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000024
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000025
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000026
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000027
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000028
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000029
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000030
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000031
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000032
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000033
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000034
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000035
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000036
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000037
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000038
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000039
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000040
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000041
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000042
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000043
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000044
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000045
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000046
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000047
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000048
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000049
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000050
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000051
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000052
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000053
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000054
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000055
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000056
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000057
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000058
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000059
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000060
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000061
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000062
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000063
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000064
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000065
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000066
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000067
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000068
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000069
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000070
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000071
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000072
.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송층 물질, 전자 저지층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질, 정공 저지층 물질 및 전자 주입층 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, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 정공 (hole)의 특성을 강화하고, 밴드갭 및 삼중항 에너지 레벨 (T1 level)값 조절이 가능하게 되어, 에너지 준위 조절 가능성을 높이게 되며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 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 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자를 제공한다.
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 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층, 전자 저지층, 정공 수송층 및 정공 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층, 전자 저지층, 정공 수송층 및 정공 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층을 포함할 수 있고, 상기 정공 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층을 포함할 수 있고, 상기 전자 저지층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 정공 수송층 또는 전자 저지층의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 정공 수송층 또는 전자 저지층의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 정공 수송층 또는 전자 저지층의 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함하고, 상기 전자 주입층 또는 전자 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 저지층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자 수송층, 발광층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 수송층, 발광층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공 수송층 또는 전자 저지층을 포함하고, 상기 정공 수송층 또는 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 본 발명의 일 실시형태에 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.
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물은 유기 발광 소자의 유기물 형성시 이용할 수 있고, 특히, 정공 수송층 또는 전자 저지층 형성시 보다 바람직하게 이용할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 헤테로 고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로 고리 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 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층, 전자 저지층, 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 일 실시형태에 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 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 유기물층을 형성하는 단계가 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 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 주입층 재료로는 공지된 정공 주입층 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 수송층 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송층 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.
전자 주입층 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 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 재료로서 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.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 헤테로 고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 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.
<제조예>
제조예 1: 화합물 1의 제조
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000073
1) 화합물 1-1의 제조
1-브로모-2-클로로벤젠 (1-bromo-2-chlorobenzene) (A) (30 g, 0.157 mol, 1 eq), (3-브로모-2-메톡시페닐)붕산 ((3-bromo-2-methoxyphenyl)boronic acid) (B) (39.9 g, 0.173 mol, 1.1 eq), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium, Pd(PPh3)4) (9.2g 0.008 mol, 0.05 eq) 및 제삼인산칼륨 (K3PO4) (73.2 g, 0.345 mol, 2.2 eq)을 1,4-디옥세인 (1,4-dioxane) (360 ml) 및 물 (60 ml)에 넣고 100℃에서 12h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 다음, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-1을 33 g 얻었다 (수율 95%).
2) 화합물 1-2의 제조
화합물 1-1 (33 g, 0.111 mol, 1 eq), 페닐붕산 (phenylboronic acid) (C) (14.9 g, 0.122 mol, 1.1 eq), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium, Pd(PPh3)4) (6.9g 0.006 mol, 0.05 eq) 및 제삼인산칼륨 (K3PO4) (51.8 g, 0.244 mol, 2.2 eq)을 1,4-디옥세인 (1,4-dioxane) (396 ml) 및 물 (99 ml)에 넣고 100℃에서 6h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 다음, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-2를 30.1 g 얻었다 (수율 93%).
3) 화합물 1-3의 제조
화합물 1-2 (30 g, 0.102 mol, 1 eq), (3-클로로-2-플루오로페닐)붕산 ((3-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid) (D) (26.7 g, 0.153 mol, 1.5 eq), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) (4.6g 0.005 mol, 0.05 eq), 엑스포스 (XPhos) (4.8 g, 0.010 mol, 0.1 eq) 및 탄산칼륨 (K2CO3) (42.2 g, 0.306 mol, 3.0 eq)을 1,4-디옥세인 (1,4-dioxane) (360 ml) 및 물 (90 ml)에 넣고 100℃에서 24h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4-)으로 수분을 제거한 후, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-3을 22.2 g 얻었다 (수율 70%).
4) 화합물 1-4의 제조
화합물 1-3 (22 g, 0.057 mol, 1 eq)을 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC) (220 ml)에 넣고 0℃에서 교반하면서 냉각시켰다. 그 후 삼브롬화붕소 (BBr3) (28.6 g, 0.114 mol, 2.0 eq))를 천천히 적가한 후 실온에서 1 h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 후, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-4를 19.5g 얻었다 (수율 95%).
5) 화합물 1-5의 제조
화합물 1-4 (19 g, 0.051 mol, 1 eq) 및 탄산세슘 (Cs2CO3) (33.2 g ,0.102 mol, 2.0 eq)을 디메틸아세트아미드 (dimethylacetamide, DMA) (285 ml)에 넣고 환류 (reflux)시키며 1h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 후, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1-5를 16.3g 얻었다 (수율 95%).
6) 화합물 1의 제조
화합물 1-5 (8 g, 0.023 mol, 1 eq), N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민) (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine) (E) (9.0g, 0.025 mol, 1.1 eq), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) (0.9 g 0.001 mol, 0.05 eq), 트리터트부틸포스핀 (tri-tert-butylphosphine, P(t-Bu)3) (50% in Toluene) (0.8 g, 0.002 mol, 0.1 eq) 및 소듐터트부톡사이드 (sodium tert-butoxide, NaOt-Bu) (4.4 g, 0.046 mol, 2.0 eq)를 톨루엔 (toluene) (80ml)에 넣고 100℃에서 2 h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)로 수분을 제거한 후, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 1을 12.2 g 얻었다 (수율 80%).
상기 제조예 1에서 1-브로모-2-클로로벤젠 (1-bromo-2-chlorobenzene) (A) 대신, 하기 표 1의 중간체 A를 사용하고, (3-브로모-2-메톡시페닐)붕산) ((3-bromo-2-methoxyphenyl)boronic acid) (B) 대신, 하기 표 1의 중간체 B를 사용하고, 페닐붕산 (phenylboronic acid) (C) 대신, 하기 표 1의 중간체 C를 사용하고, (3-클로로-2-플루오로페닐)붕산 ((3-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid) (D) 대신, 하기 표 1의 중간체 D를 사용하고, N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민) (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine) (E) 대신, 하기 표 1의 중간체 E를 사용하여, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000074
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000075
제조예 2: 화합물 16의 제조
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000076
제조예 2는 상기 제조예 1에서 화합물 1-1 내지 화합물 1-5의 제조와 동일한 방법으로 합성하였다.
1) 화합물 16의 제조
화합물 1-5 (8 g, 0.023 mol, 1 eq), N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,1’-바이페닐]-4-아민) (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (E) (13.1 g, 0.025 mol, 1.1 eq), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3) (0.9 g 0.001 mol, 0.05 eq), 엑스포스 (Xphos) (1.0 g, 0.002 mol, 0.1 eq) 및 탄산칼륨 (K2CO3) (9.5 g, 0.046 mol, 3.0 eq)을 톨루엔 (toluene) (80ml)에 넣고 100℃에서 6h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 후, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 16을 10.7 g 얻었다 (수율 75%).
상기 제조예 2에서 1-브로모-2-클로로벤젠 (1-bromo-2-chlorobenzene) (A) 대신, 하기 표 2의 중간체 A를 사용하고, (3-브로모-2-메톡시페닐)붕산 ((3-bromo-2-methoxyphenyl)boronic acid) (B) 대신, 하기 표 2의 중간체 B를 사용하고, 페닐붕산 (phenylboronic acid) (C) 대신, 하기 표 2의 중간체 C를 사용하고, (3-클로로-2-플루오로페닐)붕산 ((3-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid) (D) 대신, 하기 표 2의 중간체 D를 사용하고, N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-[1,1’-바이페닐]-4-아민 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (E) 대신, 하기 표 2의 중간체 E를 사용하여, 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 2]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000077
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000078
제조예 3: 화합물 985의 제조
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000079
제조예 3은 상기 제조예 1에서 화합물 1-1, 화합물 1-3 내지 화합물 1-5 및 화합물 1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 985를 합성하였다.
상기 제조예 3에서 3-브로모-4-클로로-1,1’-바이페닐 (3-bromo-4-chloro-1,1'-biphenyl) (A) 대신, 하기 표 3의 중간체 A를 사용하고, (2-메톡시페닐)붕산 ((2-methoxyphenyl)boronic acid) (B) 대신, 하기 표 3의 중간체 B를 사용하고, (3-클로로-2-플루오로페닐)붕산 ((3-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid) (C) 대신, 하기 표 3의 중간체 C를 사용하고, N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민) (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine) (D) 대신, 하기 표 3의 중간체 D를 사용하여, 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 3]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000080
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000081
제조예 4: 화합물 986의 제조
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000082
제조예 4는 상기 제조예 3에서 화합물 985-1 내지 화합물 985-4의 제조와 동일한 방법으로 제조하고, 화합물 986은 상기 제조예 2에서 화합물 16의 제조와 동일한 방법으로 합성하였다.
상기 제조예 4에서 3-브로모-4-클로로-1,1’-바이페닐 (3-bromo-4-chloro-1,1'-biphenyl) (A) 대신, 하기 표 4의 중간체 A를 사용하고, (2-메톡시페닐)붕산 ((2-methoxyphenyl)boronic acid) (B) 대신, 하기 표 4의 중간체 B를 사용하고, (3-클로로-2-플루오로페닐)붕산 ((3-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid) (C) 대신, 하기 표 4의 중간체 C를 사용하고, N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine) (D) 대신, 하기 표 4의 중간체 D 를 사용하여, 상기 제조예 4와 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 4]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000083
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000084
제조예 5: 화합물 300의 제조
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000085
제조예 5에서 화합물 B는 상기 제조예에 의해 합성된 화합물이고, 화합물 300-1의 제조는 하기 화합물 300-1-1의 제조와 동일한 방법으로 합성하였고, 화합물 300의 제조는 상기 제조예 1의 화합물 1의 제조와 동일한 방법으로 합성하였다.
1) 화합물 300-1-1의 제조
디([1,1’-바이페닐]-4-일)아민 (di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine) (A) (30 g, 0.093 mol, 1 eq)을 D6-벤젠 (D6-benzene) (300 ml) 및 트리플산 (triflic acid) (57.5 ml, 0.651 mol, 7.0 eq)에 넣고 60℃에서 1h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 후, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 300-1-1을 29.2 g 얻었다 (수율 92%).
상기 제조예 5에서 디([1,1’-바이페닐]-4-일)아민 (di([1,1'-biphenyl]-4-yl)amine) (A) 대신, 하기 표 5의 중간체 A를 사용하고, 10-클로로-2,7-디페닐트리벤조[b,d,f]옥세핀 (12-chloro-2,7-diphenyltribenzo[b,d,f]oxepine) (B) 대신, 중간체 B를 사용하여, 상기 제조예 5와 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 5]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000086
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000087
제조예 6: 화합물 829의 제조
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000088
제조예 6에서 화합물 829-1-1의 제조는 상기 제조예 5의 화합물 300-1-1의 제조와 동일한 방법으로 합성하였고, 화합물 B는 상기 제조예에 의해 합성된 화합물이며, 화합물 829의 제조는 상기 제조예 2의 화합물 16의 제조와 동일한 방법으로 합성하였다.
1) 화합물 829-1-2의 제조
N-([1,1’-바이페닐]-4-일-d9)-N-(4-브로모페닐-2,3,5,6-d4)-[1,1’-바이페닐]-4-아민-d9 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl-d9)-N-(4-bromophenyl-2,3,5,6-d4)-[1,1'-biphenyl]-4-amine-d9) (30 g, 0.060 mol, 1 eq) (A’), 비스(피나콜라토)디보론 (bis(pinacolato)diboron, B2pin2) (22.9 g, 0.090 mol, 1.5 eq), [1,1’-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 디클로라이드 ([1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene]palladium(II) dichloride, Pd(dppf)Cl2) (2.2g 0.003 mol, 0.05 eq) 및 아세트산칼륨 (KOAc) (17.7 g, 0.180 mol, 3.0 eq)을 1,4-디옥세인 (1,4-dioxane) (300 ml)에 넣고 100℃에서 12 h 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드 (methylene chloride, MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 황산 마그네슘 (MgSO4)으로 수분을 제거한 다음, 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 829-1-2을 27.8 g 얻었다 (수율 85%).
상기 제조예 6에서 N-([1,1’-바이페닐]-4-일-d9)-N-(4-브로모페닐-2,3,5,6-d4)-[1,1’-바이페닐]-4-아민-d9 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl-d9)-N-(4-bromophenyl-2,3,5,6-d4)-[1,1'-biphenyl]-4-amine-d9) (A’)의 중간체인 N-([1,1’-바이페닐]-4-일)-N-(4-브로모페닐)-[1,1’-바이페닐]-4-아민) (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-bromophenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (A) 대신, 하기 표 6의 중간체 A를 사용하고, 7-클로로-3-(페닐-d5)디벤조[b,d]나프토[2,3-f]옥세핀 (7-chloro-3-(phenyl-d5)dibenzo[b,d]naphtho[2,3-f]oxepine) (B) 대신, 하기 표 6의 중간체 B를 사용하여, 상기 제조예 6과 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 6]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000089
상기 제조예 1 내지 6 및 표 1 내지 6에 기재된 화합물 이외의 나머지 화합물들도 전술한 제조예들에 기재된 방법과 동일한 방법으로 제조하였고, 표 7 및 표 8에 합성 결과를 나타내었다. 하기 표 7는 1H NMR(CDCl3, 200Mz)의 측정값이고, 하기 표 8은 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
[표 7]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000090
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000091
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000092
[표 8]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000093
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000094
<실험예>
실험예 1
(1) 유기 발광 소자의 제조
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO (Indium Tin Oxide) 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올 및 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 PCTKR2022010207-appb-img-000095
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공 주입층을 증착하였다. 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기 표 9에 표시되어 있는 화합물들을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 상기 화합물들을 증발시켜 정공 주입층 위에 300Å 두께의 정공 수송층을 증착하였다.
이와 같이 정공 주입층 및 정공 수송층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착하였다. 상기 청색 발광 재료는 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 200Å 두께로 진공 증착시키고, 그 위에 청색 발광 도펀트 재료인 D1을 호스트 재료 대비 5%의 두께로 진공 증착시켰다.
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000096
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000097
이어서 전자 수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000098
전자 주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고, 알루미늄 (Al) 음극을 1,000Å의 두께로 증착하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
한편, 유기 발광 소자의 제조에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기 발광 소자의 제조에 사용하였다.
(2) 유기 발광 소자의 구동전압 및 발광효율
상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 30 및 비교예 1 내지 7의 유기 발광 소자들에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 각각 전계 발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 700 cd/m2 일 때, 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 수명 T95를 측정하였다.
본 발명에 따라 제조된 청색 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 색좌표(CIE) 및 수명을 측정한 결과는 하기 표 9와 같다.
[표 9]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000099
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000100
상기 비교예 1의 화합물은 다음과 같다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000101
.
또한, 비교예 2 내지 7의 화합물은 하기 비교화합물 A 내지 F와 같다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000102
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000103
상기 표 9의 결과에서, 본 발명에 따른 헤테로 고리 화합물을 정공 수송층의 재료로 이용한 실시예 1 내지 30의 청색 유기 발광 소자는 비교예 1 내지 7에 기재된 화합물을 이용한 유기 발광 소자에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다. 비교예 2 내지 7에 기재된 화합물과 상기 실시예 1 내지 30에 기재된 화합물의 구조를 비교하여 보면, Oxepine 골격을 갖는 것은 유사하나, 아릴 아민의 치환 위치가 다르며 추가적인 치환기를 갖는다는 점에서 차이가 있다. 본 발명에 따른 헤테로 고리 화합물은 이러한 구조적 특징으로 인해 높은 삼중항 에너지 레벨 (T1 level)값을 갖게 되며, 3치환 형태의 oxepine 유도체 구조의 경우, 다양한 치환기 도입이 가능하므로, 재료의 높은 열적 안정성 확보와 삼중항 에너지 레벨을 조절할 수 있는 장점이 있다. 2치환 및 3치환 형태의 Oxepine 유도체를 사용한 본 발명에 따른 헤테로 고리 화합물이 비교예의 화합물들에 비해 향상된 정공 수송 특성 혹은 안정성을 향상시켜 구동 전압, 발광 효율 및 수명 모든 면에서 우수함을 나타낸다.
<실험예 2>
(1) 유기 발광 소자의 제조
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO (Indium Tin Oxide) 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올 및 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 PCTKR2022010207-appb-img-000104
이어서 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 600Å 두께의 정공 주입층을 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 NPB를 증발시켜 정공 주입층 위에 250Å 두께의 정공 수송층을 증착한 후, 상기 정공 수송층 위에 표 10에 표시되어 있는 화합물을 증발시켜 50Å 두께의 전자 저지층을 증착하였다.
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000105
이와 같이 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층으로서 다음과 같은 구조의 청색 발광 재료를 증착하였다. 상기 청색 발광 재료는 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 200Å 두께로 진공 증착시키고 그 위에 청색 발광 도펀트 재료인 D1을 호스트 재료 대비 5%의 두께로 진공 증착시켰다.
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000106
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000107
이어서 전자 수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000108
전자 주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고, 알루미늄 (Al) 음극을 1,000Å의 두께로 증착하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
한편, 유기 발광 소자의 제조에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기 발광 소자의 제조에 사용하였다.
(2) 유기 발광 소자의 구동전압 및 발광효율
상기와 같이 제조된 실시예 31 내지 60 및 비교예 8 내지 14의 유기 발광 소자들에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 각각 전계 발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 700 cd/m2 일 때, 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 수명 T95을 측정하였다.
본 발명에 따라 제조된 청색 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 색좌표(CIE) 및 수명을 측정한 결과는 하기 표 10과 같다.
[표 10]
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000109
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000110
상기 비교예 8의 화합물은 다음과 같다:
Figure PCTKR2022010207-appb-img-000111
.
또한, 비교예 9 내지 14의 화합물은 전술한 비교화합물 A 내지 F와 같다.
상기 표 10의 결과에서, 본 발명에 따른 헤테로 고리 화합물을 전자 저지층 재료로 이용한 실시예 31 내지 60의 청색 유기 발광 소자는 비교예 8 내지 14에 기재된 화합물을 이용한 유기 발광 소자에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다.
전자의 경우 발광층에서 결합되지 않고 정공 수송층을 지나서 양극으로 이동하게 되면, 유기 발광 소자의 효율 및 수명이 감소되는 현상이 발생한다. 이러한 현상을 방지하기 위하여, 높은 LUMO 레벨 및 삼중항 에너지 레벨 (T1 level)을 갖는 화합물을 전자 저지층으로 사용하게 되면, 발광층을 지나 양극으로 이동하려는 전자가 전자 저지층의 에너지 장벽에 의해 이동이 저지되게 된다. 이로 인하여, 정공과 전자가 발광층에서 엑시톤을 형성할 확률이 높아지고, 발광층에서 빛으로 방출될 가능성이 높아지게 된다. 이러한 결과로, 본 발명에 따른 헤테로 고리 화합물을 전자 저지층의 재료로 사용하는 경우, 유기 발광 소자의 구동전압, 효율 및 수명의 모든 면에서 우수함을 나타낸다.
특히, 본 발명에 따른 헤테로 고리 화합물이 정공 수송층 및 전자 저지층으로 사용되었을 경우, 정공(hole) 특성을 강화하고, 밴드갭 (band gap) 및 삼중항 에너지 레벨 (T1 level)값의 조절을 통하여, 정공 전달 능력이 향상되고, 분자의 안정성도 높아지기 때문에, 유기 발광 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 향상된 열적 안정성에 의하여 유기 발광 소자의 수명 특성이 향상됨을 확인할 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것이며, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000112
    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R12는 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 고리를 형성하며, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000113
    상기 화학식 2에서,
    L1, L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    p, q 및 r은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 기인, 헤테로 고리 화합물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R5 내지 R12 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, 상기 R5 내지 R8 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고, R9 내지 R12 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 하기 화학식 1-1, 화학식 1-2 또는 화학식 1-3으로 표시되는, 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000114
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000115
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000116
    상기 화학식 1-1 내지 1-3에서,
    R101 내지 R120은 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; -P(=O)A101A102; -SiA101A102A103; 및 하기 화학식 2로 표시되는 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 A101, A102, 및 A103은 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 헤테로아릴기이고,
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000117
    상기 화학식 2에서,
    L1, L2, L3, Ar1, Ar2, p, q 및 r은 상기 청구항 1에서 정의된 바와 같고,
    상기 화학식 1-1에서, R101 내지 R104 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R105 내지 R112 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    상기 화학식 1-2에서, R101 내지 R104 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R105 내지 R109 및 R112 내지 R116 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    상기 화학식 1-3에서, R101 내지 R104 중 적어도 하나가 상기 화학식 2로 표시되는 기인 경우, R105, R108 내지 R112 및 R117 내지 R120 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 1-2에서, R105 내지 R108 중 적어도 하나가 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 1-3에서, R109 내지 R112 중 적어도 하나가 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량이 1% 내지 100%인, 헤테로 고리 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인, 헤테로 고리 화합물:
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000118
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000119
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000120
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000121
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000122
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000123
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000124
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000125
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000126
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000127
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000128
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000129
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000130
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000131
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000132
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000133
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000134
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000135
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000136
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000137
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000138
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000139
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000140
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000141
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000142
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000143
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000144
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000145
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000146
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000147
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000148
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000149
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000150
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000151
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000152
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000153
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000154
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000155
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000156
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000157
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000158
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000159
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000160
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000161
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000162
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000163
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000164
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000165
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000166
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000167
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000168
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000169
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000170
    Figure PCTKR2022010207-appb-img-000171
    .
  10. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층;을 포함하는 유기 발광 소자로서,
    상기 유기물층 중 1 층 이상은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 주입층, 정공 주입층, 전자 수송층 또는 정공 저지층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 정공 주입층, 전자 수송층 또는 정공 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
PCT/KR2022/010207 2021-08-24 2022-07-13 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 WO2023027336A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0111937 2021-08-24
KR1020210111937A KR20230029441A (ko) 2021-08-24 2021-08-24 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023027336A1 true WO2023027336A1 (ko) 2023-03-02

Family

ID=85321845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/010207 WO2023027336A1 (ko) 2021-08-24 2022-07-13 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20230029441A (ko)
TW (1) TW202328086A (ko)
WO (1) WO2023027336A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150021861A (ko) * 2013-08-21 2015-03-03 최돈수 유기 전기 발광 소자용 발광 재료, 이를 이용한 유기 전기 발광 소자 및 유기 전기 발광 소자용 재료
KR20160095081A (ko) * 2013-12-06 2016-08-10 메르크 파텐트 게엠베하 치환 옥세핀
KR20170067643A (ko) * 2015-12-08 2017-06-16 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20180020911A (ko) * 2016-08-19 2018-02-28 니켐 파인 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 화합물 및 이를 이용하는 유기 전자 소자
KR20180138267A (ko) * 2017-06-20 2018-12-31 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356429A (en) 1980-07-17 1982-10-26 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent cell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150021861A (ko) * 2013-08-21 2015-03-03 최돈수 유기 전기 발광 소자용 발광 재료, 이를 이용한 유기 전기 발광 소자 및 유기 전기 발광 소자용 재료
KR20160095081A (ko) * 2013-12-06 2016-08-10 메르크 파텐트 게엠베하 치환 옥세핀
KR20170067643A (ko) * 2015-12-08 2017-06-16 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20180020911A (ko) * 2016-08-19 2018-02-28 니켐 파인 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 화합물 및 이를 이용하는 유기 전자 소자
KR20180138267A (ko) * 2017-06-20 2018-12-31 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
TW202328086A (zh) 2023-07-16
KR20230029441A (ko) 2023-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022065761A1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 및 유기물층용 조성물
WO2017095157A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2021261946A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2021133016A2 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법
WO2022050592A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2021080282A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2021034039A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2022270741A1 (ko) 헤테로고리 화합물, 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
WO2022108141A1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2022124499A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2022035224A1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
WO2022039340A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2021215742A1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 유기물층용 조성물
WO2021015497A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2020096421A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2022244983A1 (ko) 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2022186645A1 (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물
WO2022124594A1 (ko) 헤테로 고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기물층용 조성물
WO2020091433A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2023027336A1 (ko) 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2023027479A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2023101335A1 (ko) 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2022260240A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2024085354A1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2023055017A1 (ko) 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 유기 발광 소자의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22861549

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE