WO2023214651A1 - 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2023214651A1
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substituted
unsubstituted
layer
heterocyclic compound
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PCT/KR2023/002592
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Inventor
이남진
정원장
김동준
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엘티소재주식회사
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Publication date
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    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
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Definitions

  • the present invention relates to heterocyclic compounds and organic light-emitting devices containing the same.
  • Organic light emitting devices are a type of self-emitting display devices and have the advantages of a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed.
  • Organic light-emitting devices have a structure in which an organic thin film is placed between two electrodes. When voltage is applied to an organic light emitting device with this structure, electrons and holes injected from two electrodes combine in the organic thin film to form a pair and then disappear, emitting light.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers, depending on need.
  • the material of the organic thin film may have a light-emitting function as needed.
  • a compound that can independently form a light-emitting layer may be used, or a compound that can act as a host or dopant of a host-dopant-based light-emitting layer may be used.
  • compounds that can perform roles such as hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, and electron injection may be used.
  • the present invention seeks to provide a heterocyclic compound and an organic light-emitting device containing the same.
  • the present invention provides a heterocyclic compound represented by the following formula (1).
  • a is an integer from 0 to 4, and when a is 2 or more, R1 is the same as or different from each other,
  • b is an integer from 0 to 4, and when b is 2 or more, R2 is the same as or different from each other,
  • Ar1 to Ar3 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C60; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • L1 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • the c is an integer from 1 to 5, and when c is 2 or more, L1 is the same or different from each other,
  • L2 and L3 are the same or different from each other and are each independently directly bonded; Substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • the d is an integer from 0 to 5, and when d is 2 or more, L2 is the same or different,
  • the e is an integer from 0 to 5, and when e is 2 or more, L3 is the same or different.
  • An organic light-emitting device comprising: one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode,
  • An organic light-emitting device wherein at least one of the organic layers includes a heterocyclic compound represented by 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 compounds described in this specification can be used as organic layer materials for organic light-emitting devices.
  • the compound may serve as a hole injection layer material, an electron blocking layer material, a hole transport layer material, a light emitting layer material, an electron transport layer material, a hole blocking layer material, an electron injection layer material, etc. in an organic light emitting device.
  • the compound can be used as a hole transport layer material, electron blocking layer material, or light emitting layer material of an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 has fast hole mobility and has an appropriate HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level and a high LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) level, lowering the driving voltage, Luminous efficiency and lifespan characteristics can be improved.
  • HOMO Highest Occupied Molecular Orbital
  • LUMO Low Unoccupied Molecular Orbital
  • 1 to 3 are diagrams schematically showing the stacked structure of an organic light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • substitution means changing a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound to another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as it is the position where the hydrogen atom is substituted, that is, a position where the substituent can be substituted. , when two or more substituents are substituted, the two or more substituents may be the same or different from each other.
  • halogen may be fluorine, chlorine, bromine, or iodine.
  • the alkyl group includes a straight chain or branched chain having 1 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • the carbon number 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 chain or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • the alkenyl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40 carbon atoms, and more specifically 2 to 20 carbon atoms.
  • Specific examples include vinyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 3-methyl-1 -Butenyl group, 1,3-butadienyl group, allyl group, 1-phenylvinyl-1-yl group, 2-phenylvinyl-1-yl group, 2,2-diphenylvinyl-1-yl group, 2-phenyl-2 -(naphthyl-1-yl)vinyl-1-yl group, 2,2-bis(diphenyl-1-yl)vinyl-1-yl group, stilbenyl group, styrenyl group, 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 another substituent.
  • the carbon number 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 ring chain.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • the cycloalkyl group includes a monocyclic or polycyclic ring having 3 to 60 carbon atoms and may be further substituted by another substituent.
  • polycyclic refers to a group in which a cycloalkyl group is directly connected to 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, or a heteroaryl group.
  • the carbon number of the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, and more specifically 5 to 20.
  • the heterocycloalkyl group contains O, S, Se, N or Si as a hetero atom, contains a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • polycyclic refers to a group in which a heterocycloalkyl group is directly connected to 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, or a heteroaryl group.
  • the carbon number of the heterocycloalkyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically 3 to 20.
  • the aryl group includes a monocyclic or polycyclic ring having 6 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • polycyclic refers to a group in which an aryl group is directly connected to or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be an aryl group, but may also be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, heteroaryl group, etc.
  • the aryl group may include a spiro group.
  • the aryl group may have 6 to 60 carbon atoms, specifically 6 to 40 carbon atoms, and more specifically 6 to 25 carbon atoms.
  • aryl group examples include phenyl group, biphenyl group, triphenyl group, naphthyl group, anthryl group, chrysenyl group, phenanthrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, phenalenyl group, and pyrethyl group.
  • Nyl group tetracenyl group, pentacenyl group, fluorenyl group, indenyl group, acenaphthylenyl group, benzofluorenyl group, spirobifluorenyl group, 2,3-dihydro-1H-indenyl group, and condensed rings thereof etc., but is not limited to this.
  • the phosphine oxide group includes diphenylphosphine oxide group, dinaphthylphosphine oxide group, etc., but is not limited thereto.
  • the silyl group is a substituent that contains Si and is directly connected to the Si atom as a radical, and is represented by -SiR101R102R103, and R101 to R103 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Alkyl group; alkenyl group; Alkoxy group; Cycloalkyl group; Aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heterocyclic group.
  • silyl group examples include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, and phenylsilyl group. It is not limited to this.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may combine with each other to form a ring.
  • fluorenyl group When the fluorenyl group is substituted, It may be, but is not limited to this.
  • a spiro group is a group containing a spiro structure and may have 15 to 60 carbon atoms.
  • the spiro group may include a structure in which a 2,3-dihydro-1H-indene group or a cyclohexane group is spiro bonded to a fluorenyl group.
  • the spiro group may include any one of the groups of the following structural formula.
  • the heteroaryl group contains S, O, Se, N or Si as a hetero atom, contains a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • the polycyclic refers to a group in which a heteroaryl group is directly connected to 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, heterocycloalkyl group, or aryl group.
  • the carbon number of the heteroaryl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically 3 to 25.
  • heteroaryl group examples include pyridyl group, pyrrolyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, furanyl group, thiophenyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, oxazolyl group, isoxazolyl group, and thiazolyl group.
  • isothiazolyl group triazolyl group, furazanyl group, oxadiazolyl group, thiadiazolyl group, dithiazolyl group, tetrazolyl group, pyranyl group, thiopyranyl group, diazinyl group, oxazinyl group, Thiazinyl group, deoxynyl group, triazinyl group, tetrazinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinazolinyl group, isoquinazolinyl group, quinozolinyl group, naphthyridyl group, acridinyl group, phenanthridinyl group , imidazopyridinyl group, diazanaphthalenyl group, triazindenyl group, 2-indolyl group, indolizinyl group, benzothiazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, be
  • the amine group is a monoalkylamine group; monoarylamine group; Monoheteroarylamine group; -NH 2 ; dialkylamine group; Diarylamine group; Diheteroarylamine group; Alkylarylamine group; Alkylheteroarylamine group; and an arylheteroarylamine group, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • amine group examples include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, dibiphenylamine group, anthracenylamine group, 9- Methyl-anthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group, biphenylnaphthylamine group, phenylbiphenylamine group, biphenyl fluorescein Examples include a nylamine group, phenyltriphenylenylamine group, and biphenyltriphenylenylamine group, but are not limited thereto.
  • an arylene group refers to an aryl group having two bonding positions, that is, a bivalent group.
  • the description of the aryl group described above can be applied, except that each of these is a divalent group.
  • a heteroarylene group means that a heteroaryl group has two bonding positions, that is, a bivalent group. The description of the heteroaryl group described above can be applied, except that each of these is a divalent group.
  • an “adjacent” group may mean a substituent substituted on an atom directly connected to the atom on which the substituent is substituted, a substituent located closest to the substituent in terms of structure, or another substituent substituted on the atom on which the substituent is substituted. You can. For example, two substituents substituted at ortho positions in a benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in an aliphatic ring can be interpreted as “adjacent” groups.
  • “when a substituent is not indicated in the chemical formula or compound structure” means that a hydrogen atom is bonded to a carbon atom.
  • deuterium 2H , Deuterium
  • some hydrogen atoms may be deuterium.
  • “when a substituent is not indicated in the chemical formula or compound structure” may mean that all positions that can appear as substituents are hydrogen or deuterium. That is, in the case of deuterium, it is an isotope of hydrogen, and some hydrogen atoms may be the isotope 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 that has a deuteron consisting of one proton and one neutron as its nucleus.
  • Hydrogen- It can be expressed as 2, and the element symbol can also be written as D or 2 H.
  • isotopes refer to atoms having the same atomic number (Z) but different mass numbers (A). Isotopes have the same number of protons but do not contain neutrons. It can also be interpreted as an element with a different number of neutrons.
  • the deuterium content of 20% in the phenyl group represented by can mean that the total number of substituents that the phenyl group can have is 5 (T1 in the formula), and the number of deuteriums among them is 1 (T2 in the formula). . That is, it can be expressed by the following structural formula, which means that the deuterium content in the phenyl group is 20%.
  • a phenyl group with a deuterium content of 0% may mean a phenyl group that does not contain deuterium atoms, that is, has 5 hydrogen atoms.
  • the C6 to C60 aromatic hydrocarbon ring refers to a compound containing an aromatic ring consisting of C6 to C60 carbons and hydrogen, for example, phenyl, biphenyl, terphenyl, triphenylene, naphthalene, Examples include, but are not limited to, anthracene, phenalene, phenanthrene, fluorene, pyrene, chrysene, perylene, azulene, etc., and all aromatic hydrocarbon ring compounds known in the field that satisfy the above carbon number can be used. Includes.
  • the present invention provides a heterocyclic compound represented by the following formula (1).
  • a is an integer from 0 to 4, and when a is 2 or more, R1 is the same as or different from each other,
  • b is an integer from 0 to 4, and when b is 2 or more, R2 is the same as or different from each other,
  • Ar1 to Ar3 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C60; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • L1 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • the c is an integer from 1 to 5, and when c is 2 or more, L1 is the same or different from each other,
  • L2 and L3 are the same or different from each other and are each independently directly bonded; Substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group,
  • the d is an integer from 0 to 5, and when d is 2 or more, L2 is the same or different,
  • the e is an integer from 0 to 5, and when e is 2 or more, L3 is the same or different.
  • R1 to R3 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R1 to R3 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R1 is hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • R1 is hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; Substituted or unsubstituted triphenylenyl group; Substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group.
  • R2 and R3 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; Or it may be deuterium.
  • Ar1 to Ar3 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group.
  • Ar1 to Ar3 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • Ar1 to Ar3 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted fluorenyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; Substituted or unsubstituted triphenylenyl group; Substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group.
  • L1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group.
  • L1 is a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L1 may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
  • L1 is a substituted or unsubstituted phenylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L2 and L3 are the same or different from each other and are each independently directly bonded; Substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group.
  • L2 and L3 are the same or different from each other and are each independently directly bonded; Substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • L2 and L3 are the same or different from each other and are each independently directly bonded; It may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
  • L2 and L3 are the same or different from each other and are each independently directly bonded; Or it may be a substituted or unsubstituted phenylene group.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium relative to the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms may be, for example, greater than 0%, It may be 1% or more, 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, or 50% or more, and may be 100% or less, 90% or less, 80% or less, 70% or less, and 60% or less.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium relative to the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms may be 1% to 100%. .
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium relative to 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 relative to the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms may be 30% to 80%. .
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may not contain deuterium as a substituent, or the content of deuterium relative to the total number of hydrogen atoms and deuterium atoms may be 50% to 70%. .
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be represented by any one of the following compounds.
  • a compound having the unique properties of the introduced substituents can be synthesized.
  • substituents mainly used in hole injection layer materials, hole transport layer materials, light-emitting layer materials, electron transport layer materials, electron blocking layer materials, electron blocking layer materials, and charge generation layer materials used in manufacturing organic light-emitting devices are introduced into the core structure. By doing so, it is possible to synthesize materials that meet the conditions required by each organic layer.
  • the energy band gap can be finely adjusted, while the properties at the interface between organic materials can be improved and the uses of the material can be diversified.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 has a high glass transition temperature (Tg) and thus has excellent thermal stability. This increase in thermal stability is an important factor in providing driving stability to the device.
  • the heterocyclic compound according to one embodiment of the present invention can be produced through a multi-step chemical reaction. Some intermediate compounds are first prepared, and a heterocyclic compound represented by Formula 1 can be prepared from the intermediate compounds. More specifically, the heterocyclic compound according to one embodiment of the present invention can be prepared based on the production example described later.
  • Another embodiment of the present invention provides an organic light-emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the “organic light emitting device” may be expressed by terms such as “organic light emitting diode”, “OLED (Organic Light Emitting Diodes)”, “OLED device”, “organic electroluminescent device”, etc.
  • An organic light emitting device comprising: one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode,
  • An organic light-emitting device wherein at least one of the organic layers includes a heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a cathode
  • the second electrode may be an anode
  • the organic material layer may include at least one selected from the group consisting of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, a light emission auxiliary layer, an electron blocking layer, a hole transport layer, and a hole injection layer.
  • an electron injection layer an electron transport layer, a hole blocking layer, a light-emitting layer, a light-emitting auxiliary layer, an electron blocking layer, a hole transport layer and a hole injection layer.
  • the organic material layer may include a hole transport layer
  • the hole transport layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the heterocyclic compound has fast hole mobility and has an appropriate HOMO level, so when the heterocyclic compound is used as the hole transport layer, hole transport to the light-emitting layer is easy, thereby facilitating organic
  • the driving voltage of the light emitting device can be lowered and the driving efficiency and lifespan can be improved.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer
  • the electron blocking layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 above. Since the heterocyclic compound has a high LUMO level, using the heterocyclic compound as an electron blocking layer can increase the probability that holes and electrons will form excitons and increase the possibility of being emitted as light from the light emitting layer. You can. Accordingly, the electron blocking ability is improved, and the driving efficiency and lifespan of the organic light-emitting device can be improved by achieving charge balance between holes and electrons.
  • the organic material layer may include an electron injection layer or an electron transport layer, and the electron injection layer or the electron transport layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer or a hole blocking layer, and the electron blocking layer or the hole blocking layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the organic material layer may include an electron transport layer, a light-emitting layer, or a hole blocking layer, and the electron transport layer, the light-emitting layer, or the hole blocking layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 above. .
  • the organic material layer may include a hole transport layer, an electron blocking layer, or a light emitting auxiliary layer, and the hole transport layer, the electron blocking layer, or the light emitting auxiliary layer is a heterocyclic compound represented by Formula 1 above. It can be included.
  • the organic material layer includes a light-emitting layer, and the light-emitting layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • the organic layer includes a light-emitting layer
  • the light-emitting layer includes a host material
  • the host material may include a heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • the organic light-emitting device may be a red organic light-emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material for the red organic light-emitting material.
  • 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 the blue organic light-emitting material.
  • the organic light-emitting device may be a green organic light-emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material for the green organic light-emitting material.
  • the organic light-emitting device may be a red organic light-emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a light-emitting layer material of 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 light-emitting layer material of the blue organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device may be a green organic light-emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a light-emitting layer material of the green organic light-emitting device.
  • the organic light emitting device includes one or two or more layers selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, an electron blocking layer, and a hole blocking layer. More may be included.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 Specific details about the heterocyclic compound represented by Formula 1 are the same as described above.
  • FIG. 1 to 3 illustrate the stacking order of electrodes and organic material layers of an 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 also be applied to the present application.
  • an organic light emitting device is shown in which an anode 200, an organic material layer 300, and a cathode 400 are sequentially stacked on a substrate 100.
  • an organic light-emitting device may be implemented in which the cathode 400, the organic material layer 300, and the anode 200 are sequentially stacked on a substrate, as shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 illustrates the case where the organic material layer is multi-layered.
  • the organic light emitting device according to FIG. 3 includes a hole injection layer 301, a hole transport layer 302, a light emitting layer 303, a hole blocking layer 304, an electron transport layer 305, and an electron injection layer 306.
  • the scope of the present application is not limited by this laminated structure, and if necessary, the remaining layers except the light-emitting layer may be omitted, and other necessary functional layers may be added.
  • a light emitting auxiliary layer can be added (not shown in FIG. 3).
  • the organic light-emitting device of the present invention can be manufactured using conventional organic light-emitting device manufacturing methods and materials, except that one or more organic layers are formed using the heterocyclic compound represented by Formula 1 described above.
  • the heterocyclic compound may be formed into 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 application method refers to 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, a light emission auxiliary layer, an electron blocking layer, a hole transport layer, and a hole injection layer as organic material layers.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited to this and may include a smaller number of organic material layers.
  • the present invention provides a composition for an organic material layer containing the heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 Specific details about the heterocyclic compound represented by Formula 1 are the same as described above.
  • the composition for the organic material layer can be used when forming the organic material layer of an organic light-emitting device, and in particular, can be more preferably used when forming a hole transport layer, an electron blocking layer, or a light-emitting auxiliary layer.
  • the organic material layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1, and can be used together with a phosphorescent dopant.
  • phosphorescent dopant material those known in the art can be used.
  • phosphorescent dopant materials represented by LL'MX', LL'L"M, LMX'X", L 2 MX' and L 3 M can be used, but the scope of the present invention is not limited by these examples. .
  • the M may be iridium, platinum, osmium, etc.
  • the L is an anionic bidentate ligand coordinated to the M by an sp 2 carbon and a hetero atom, and X may function to trap electrons or holes.
  • Non-limiting examples of L include 2-(1-naphthyl)benzoxazole, 2-phenylbenzoxazole, 2-phenylbenzothiazole, 7,8-benzoquinoline, phenylpyridine, benzothiophenylpyridine, 3- These include methoxy-2-phenylpyridine, thiophenylpyridine, and tolylpyridine.
  • the organic material layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1, and can be used together with an iridium-based dopant.
  • the iridium-based dopant may be (piq) 2 (Ir) (acac) as a red phosphorescent dopant or Ir (ppy) 3 as a green phosphorescent dopant.
  • the content of the dopant may be 1% to 15%, preferably 2% to 10%, more preferably 3% to 7%, based on the total weight of the light emitting layer. .
  • a method of manufacturing an organic light-emitting device comprising: forming a second electrode on the one or more organic material layers, wherein the step of forming the one or more organic material layers is for the organic material layer of the organic light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • a method for manufacturing an organic light-emitting device is provided, which includes forming one or more organic material layers using a composition.
  • the step of forming the organic material layer may be forming the heterocyclic compound represented by Formula 1 using a thermal vacuum deposition method.
  • the organic material layer containing the heterocyclic compound represented by Formula 1 may further include other materials as needed.
  • anode material materials with a relatively large work function can be used, and transparent conductive oxides, metals, or conductive polymers can 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); Combination of metal and oxide 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 are included, but are not limited thereto.
  • the cathode material materials with a relatively low work function can be used, and metals, metal oxides, or conductive polymers can be used.
  • specific examples of the cathode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead, or alloys thereof; Examples include, but are not limited to, multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al.
  • hole injection layer material known hole injection layer materials may be used, for example, phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429 or those described in Advanced Material, 6, p.677 (1994). Described starburst-type amine derivatives, such as tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), 4,4',4"-tris[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), Polyaniline/Camphor sulfonic acid, or Polyaniline/Poly(4
  • hole transport layer material pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, etc. may be used, and low molecular or high molecular materials may also be used.
  • Electron transport layer materials include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, and fluorenone.
  • Derivatives, diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, etc. may be used, and not only low molecular substances but also high molecular substances may be used.
  • LiF is typically used as an electron injection layer material in the industry, but the present application is not limited thereto.
  • Red, green, or blue light-emitting materials can be used as the light-emitting layer material, and if necessary, two or more light-emitting materials can be mixed. At this time, two or more light emitting materials can be deposited and used from individual sources, or they can be premixed and deposited from a single source. Additionally, a fluorescent material may be used as the light emitting layer material, but a phosphorescent material may also be used.
  • the light emitting layer material may be a material that emits light by combining holes and electrons injected from the anode and the cathode respectively, but may also be used as a host material and a dopant material that participates in light emission together.
  • hosts of the same series may be mixed and used, or hosts of different series may be mixed and used.
  • any two or more types of materials such as an n-type host material or a p-type host material, can be selected and used as the host material of the light-emitting layer.
  • the organic light emitting device may be a front emitting type, a back emitting type, or a double-sided emitting type depending on the material used.
  • the heterocyclic compound according to an embodiment of the present invention may function in organic electronic devices, including organic solar cells, organic photoreceptors, organic transistors, etc., on a principle similar to that applied to organic light-emitting devices.
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 35 g of compound 002-P4 (yield 83%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 36g of compound 002-P2 (yield 82%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 28 g of compound 002-P1 (yield 85%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 15 g of compound 002 (yield 77%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 35 g of compound 231-P5 (yield 83%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, it was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 37g of compound 231-P3 (yield 77%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 30 g of compound 231-P2 (yield 88%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, the product was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 25 g of compound 231-P1 (yield 75%).
  • reaction solution was extracted with dichloromethane and distilled water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed using a rotary evaporator. Afterwards, it was purified by column chromatography using dichloromethane and hexane as developing solvents to obtain 9g of compound 231 (yield 71%).
  • Table 3 shows the measured values of 1 H NMR (CDCl 3 , 300 MHz), and Table 4 below shows the measured values of Field desorption mass spectrometry (FD-MS).
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO with a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonic waves. After washing with distilled water, it was ultrasonically cleaned with solvents such as acetone, methanol, and isopropyl alcohol, dried, and treated with UV (Ultraviolet Ozone) for 5 minutes using UV light in a UV (Ultraviolet) cleaner. Afterwards, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), then plasma treated in a vacuum to increase the ITO work function and remove the remaining film, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • PT plasma cleaner
  • the vacuum in the chamber was evacuated until it reached 10 -6 torr, and then a current was applied to the cell to evaporate 2-TNATA to deposit a 600 ⁇ -thick hole injection layer on the ITO substrate.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 or the comparative compound shown in Table 5 below was placed in another cell in the vacuum deposition equipment, and a current was applied to the cell to evaporate it to deposit a 1000 ⁇ thick hole transport layer on the hole injection layer.
  • the light-emitting layer is composed of 9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-bi-9H-carbazole as a host. (9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-Bi-9H-carbazole) was deposited to a thickness of 400 ⁇ . , the green phosphorescent dopant was deposited by doping 7% of Ir(ppy) 3 . Afterwards, BCP was deposited at 60 ⁇ as a hole blocking layer, and E1 was deposited at 300 ⁇ as an electron transport layer on top of it.
  • lithium fluoride LiF was deposited to a thickness of 10 ⁇ as an electron injection layer, and Al was deposited to a thickness of 1200 ⁇ to form a cathode, thereby producing an organic light-emitting device.
  • the comparative compounds used as the hole transport layer are as follows.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured using McScience's M7000, and the standard luminance was measured to be 20,000 using the measurement results using a lifespan measurement equipment (M6000) manufactured by McScience. At cd/m 2 , the lifetime T 95 , which is the time at which the initial luminance reaches 95%, was measured.
  • Example 1 002 4.33 116.70 128
  • Example 2 003 4.39 115.88
  • Example 3 006 4.42 118.42 139
  • Example 4 008 4.36 112.19 137
  • Example 5 009 4.12 109.53
  • Example 6 011 4.29 112.77
  • Example 7 013 4.46 117.08 129
  • Example 8 016 4.36 115.47
  • Example 9 018 4.42 120.65
  • Example 10 022 4.15 113.52 130
  • Example 11 032 4.23 114.77
  • Example 12 040 4.30 119.25 131
  • Example 13 053 4.37 116.49
  • Example 14 056 4.37 115.56 128
  • Example 15 066 4.26 114.85 123
  • Example 16 071 4.30 118.73
  • Example 17 082 4.07 116.42 128
  • Example 18 086 4.11 111.44
  • Example 19 092 4.34 115.91 135
  • Examples 1 to 42 which are organic light-emitting devices using the heterocyclic compound represented by Formula 1 of the present invention as a hole transport layer material, were obtained by using the heterocyclic compound represented by Formula 1 of the present invention as a hole transport layer material. Compared to Comparative Examples 1 to 4, which were organic light emitting devices that were not used, the driving voltage was lowered and the luminous efficiency and lifespan were significantly improved.
  • the compounds M1 to M3 used in Comparative Examples 2 to 4 are similar to the compounds of the present invention in that they have a benzofurocarbazole-type 5-ring skeleton, but the substituents introduced are different from the compounds of the present invention.
  • the heterocyclic compound of the present invention has the characteristic of fast hole mobility by introducing an arylamine group as a substituent, and has physical properties at an appropriate HOMO level. For this reason, when the heterocyclic compound of the present invention is used as a hole transport layer, holes are transported to the light emitting layer more easily than M1 to M3 used in Comparative Examples 2 to 4, lowering the driving voltage and improving luminous efficiency and lifespan. Able to know.
  • the transparent electrode ITO thin film obtained from OLED glass was ultrasonic cleaned for 5 minutes each using trichlorethylene, acetone, ethanol, and distilled water sequentially, and then stored in isopropanol before use.
  • NPB N,N'-bis( ⁇ -naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine
  • the compound represented by Chemical Formula 1 shown in Table 6 or the comparative compound was deposited to a thickness of 1000 ⁇ as an electron blocking layer.
  • a blue light-emitting material with the following structure was deposited thereon as a light-emitting layer. Specifically, H1, a blue light-emitting host material, was vacuum deposited to a thickness of 300 ⁇ in one cell of the vacuum deposition equipment, and D1, a blue light-emitting dopant material, was vacuum deposited on top of it at a concentration of 5% compared to the host material.
  • a compound of the following structural formula E1 was deposited to a thickness of 300 ⁇ as an electron transport layer.
  • lithium fluoride LiF was deposited to a thickness of 10 ⁇ as an electron injection layer, and Al was deposited to a thickness of 1000 ⁇ to form a cathode, thereby producing an organic light-emitting device.
  • the comparative compounds used as the electron blocking layer are as follows.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured using McScience's M7000, and the standard luminance was measured to be 20,000 using the measurement results using a lifespan measurement equipment (M6000) manufactured by McScience. At cd/m 2 , the lifetime T 95 , which is the time at which the initial luminance reaches 95%, was measured.
  • Examples 43 to 58 which are organic light-emitting devices using the heterocyclic compound represented by Formula 1 of the present invention as an electron blocking layer material, use the heterocyclic compound represented by Formula 1 of the present invention as an electron blocking layer.
  • the driving voltage was lowered and the luminous efficiency and lifespan were significantly improved compared to Comparative Examples 5 to 8, which were organic light emitting devices that were not used as materials.
  • the heterocyclic compound of the present invention has a higher LUMO level than the compounds of Comparative Examples 5 to 8, so when the heterocyclic compound of the present invention is used as an electron blocking layer of an organic light-emitting device, the electron blocking ability is It can be seen that the driving voltage, luminous efficiency, and lifespan characteristics are all excellent as holes and electrons are in charge balance.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 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 2022년 5월 2일자 한국 특허출원 제10-2022-0054355호에 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.
[선행문헌]
[특허문헌]
미국 등록특허 제4,356,429호
본 발명은 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000001
상기 화학식 1에 있어서,
상기 R1 내지 R3은 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)R101R102; -SiR101R102R103; 및 -NR101R102로 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 R101, R102 및 R103은 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,
상기 a는 0 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우 R1은 서로 같거나 상이하고,
상기 b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하고,
상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
상기 c는 1 내지 5의 정수이고, c가 2 이상인 경우 L1은 서로 같거나 상이하고,
상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
상기 d는 0 내지 5의 정수이고, d가 2 이상인 경우 L2는 서로 같거나 상이하고,
상기 e는 0 내지 5의 정수이고, e가 2 이상인 경우 L3은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 발명은
제1 전극;
상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층;을 포함하는 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 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유기물층이 전자 저지층을 포함하고, 상기 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 화합물은 유기 발광 소자에서 정공 주입층 재료, 전자 저지층 재료, 정공 수송층 재료, 발광층 재료, 전자 수송층 재료, 정공 저지층 재료, 전자 주입층 재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 화합물이 유기 발광 소자의 정공 수송층 재료, 전자 저지층 재료, 또는 발광층 재료로 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 정공 이동도가 빠르며, 적절한 호모(HOMO, Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨 및 높은 루모(LUMO, Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 레벨을 가져, 구동 전압을 낮추고, 발광 효율 및 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 3은 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 보다 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 알킬기; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기; C2 내지 C60의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기; C3 내지 C60의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로시클로알킬기; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴기; C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민기; C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴아민기; 및 C2 내지 C60의 단환 또는 다환의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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-디메틸 헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, tert-부톡시기, sec-부톡시기, n-펜틸옥시기, 네오펜틸옥시기, 이소펜틸옥시기, n-헥실옥시기, 3,3-디메틸부틸옥시기, 2-에틸부틸옥시기, n-옥틸옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기, 벤질옥시기, p-메틸벤질옥시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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, 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 포함할 수 있다. 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 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)R101R102로 표시되고, R101 및 R102는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 구체적으로 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR101R102R103로 표시되고, R101 내지 R103은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로 고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일수 있다. 상기 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000002
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 스피로기는 스피로 구조를 포함하는 기로서, 탄소수 15 내지 60일 수 있다. 예컨대, 상기 스피로기는 플루오레닐기에 2,3-디히드로-1H-인덴기 또는 시클로헥산기가 스피로 결합된 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 스피로기는 하기 구조식의 기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000003
본 명세서에 있어서, 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, 티오페닐기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리닐기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인데닐기, 2-인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤)기, 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제피닐기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐기, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이에 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/T1Х100 = T%로 정의할 수 있다.
즉, 일 예시에 있어서,
Figure PCTKR2023002592-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 PCTKR2023002592-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 C60개의 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, 이에 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 PCTKR2023002592-appb-img-000006
상기 화학식 1에 있어서,
상기 R1 내지 R3은 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)R101R102; -SiR101R102R103; 및 -NR101R102로 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 R101, R102 및 R103은 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,
상기 a는 0 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우 R1은 서로 같거나 상이하고,
상기 b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하고,
상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
상기 c는 1 내지 5의 정수이고, c가 2 이상인 경우 L1은 서로 같거나 상이하고,
상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
상기 d는 0 내지 5의 정수이고, d가 2 이상인 경우 L2는 서로 같거나 상이하고,
상기 e는 0 내지 5의 정수이고, e가 2 이상인 경우 L3은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 또는 -NR101R102이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로 고리를 형성하고, 상기 R101, R102 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 또는 -NR101R102이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로 고리를 형성하고, 상기 R101, R102 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기; -P(=O)R101R102; -SiR101R102R103; 또는 -NR101R102일 수 있고, 상기 R101, R102 및 R103은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R1은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 R2 및 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3은 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 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨라닐기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않을 수 있거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량은 예를 들면, 0% 초과, 1% 이상, 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상 또는 50% 이상일 수 있고, 100% 이하, 90% 이하, 80% 이하, 70% 이하, 60% 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않을 수 있거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량은 1% 내지 100%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않을 수 있거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량은 20% 내지 90%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않을 수 있거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량은 30% 내지 80%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 치환기로서 중수소를 포함하지 않을 수 있거나, 수소 원자와 중수소 원자의 총수에 대한 중수소의 함량은 50% 내지 70%일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
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또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질, 전자 저지층 물질, 전자 저지층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 헤테로 고리 화합물은 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 일부 중간체 화합물이 먼저 제조되고, 그 중간체 화합물들로부터 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물이 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 헤테로 고리 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 "유기 발광 소자"는 "유기발광다이오드”, "OLED(Organic Light Emitting Diodes)", "OLED 소자", "유기 전계 발광 소자" 등의 용어로 표현될 수 있다.
또한, 본 발명은
제1 전극;
상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
상기 제 1전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층;을 포함하는 유기 발광 소자로서,
상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 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, 발광 보조층, 전자 저지층, 정공 수송층 및 정공 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층, 발광 보조층, 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. 상기 헤테로 고리 화합물이 정공 수송층에 사용될 경우, 상기 헤테로 고리 화합물은 정공 이동도가 빠르며, 적절한 호모(HOMO) 레벨을 가져, 상기 헤테로 고리 화합물을 정공 수송층으로 사용하면 발광층으로의 정공 수송이 용이하여 유기 발광 소자의 구동 전압을 낮추고, 구동 효율 및 수명을 향상시킬 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. 상기 헤테로 고리 화합물은 루모(LUMO) 레벨이 높으므로, 상기 헤테로 고리 화합물을 전자 저지층으로 사용하면 정공과 전자가 엑시톤을 형성할 확률을 증가시킬 수 있으며, 발광층에서 빛으로 방출될 가능성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 전자 차단 능력이 향상되고, 정공과 전자가 전하 균형을 이루어 유기 발광 소자의 구동 효율 및 수명이 우수해질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함할 수 있고, 상기 전자 주입층 또는 전자 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 저지층 또는 정공 저지층을 포함할 수 있고, 상기 전자 저지층 또는 정공 저지층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 수송층, 발광층 또는 정공 저지층을 포함할 수 있고, 상기 전자 수송층, 발광층 또는 정공 저지층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층을 포함할 수 있고, 상기 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함할 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 소재의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기 발광 소재의 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기 발광 소재의 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 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
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(400), 유기물층(300) 및 양극(200)이 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. 예를 들면, 발광 보조층을 추가할 수 있다(도 3에 도시되지 않음).
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 상기 화학식 1로 표시되는 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 도포법이라함은 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, 발광 보조층, 전자 저지층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
상기 유기물층용 조성물은 유기 발광 소자의 유기물층 형성시 이용할 수 있고, 특히, 정공 수송층, 전자 저지층 또는 발광 보조층 형성시 보다 바람직하게 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하고, 인광 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
상기 인광 도펀트 재료로는 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 예컨대, LL'MX', LL'L"M, LMX'X", L2MX' 및 L3M로 표시되는 인광 도펀트 재료를 사용할 수 있으나, 이들 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 M은 이리듐, 백금, 오스뮴 등이 될 수 있다.
상기 L은 sp2 탄소 및 헤테로 원자에 의하여 상기 M에 배위되는 음이온성 2좌 배위자이고, X는 전자 또는 정공을 트랩하는 기능을 수행할수 있다. L의 비한정적인 예로는 2-(1-나프틸)벤조옥사졸, 2-페닐벤조옥사졸, 2-페닐벤조티아졸, 7,8-벤조퀴놀린, 페닐피리딘, 벤조티오페닐피리딘, 3-메톡시-2-페닐피리딘, 티오페닐피리딘, 톨릴피리딘 등이 있다. X' 및 X"의 비한정적인 예로는 아세틸아세토네이트(acac), 헥사플루오로아세틸아세토네이트, 살리실리덴, 피콜리네이트, 8-히드록시퀴놀리네이트 등이 있다.
상기 인광 도펀트의 구체적인 예를 하기에 표시하나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
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본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하고, 이리듐계 도펀트와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 이리듐계 도펀트는 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac) 또는 녹색 인광 도펀트로 Ir(ppy)3이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 도펀트의 함량은 발광층 전체 중량을 기준으로 1% 내지 15%, 바람직하게는 2% 내지 10%, 보다 바람직하게는 3% 내지 7%의 함량을 가질 수 있다.
본 발명은,
기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
상기 1층 이상의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계가 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 이용하여 상기 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
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, 이에 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, 이에 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"-트리스[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)) 등을 사용할 수 있다.
정공 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, 예비 혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광층 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료를 사용할 수도 있다. 발광층 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광층 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 p 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
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 002의 제조
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000028
제조예 1-1. 화합물 002-P4의 제조
1-아이오도디벤조[b,d]퓨란-2-올(1-iododibenzo[b,d]furan-2-ol) 50g (161.24mmol) 및 페닐보론산(phenylboronic acid) 21.63g(177.37mmol)을 1,4-디옥세인(1,4-Dioxane) 500mL 및 증류수 100mL에 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) 5.59g(4.84mmol)과 탄산칼륨(K2CO3) 55.71g(403.11mmol)을 넣고 10시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P4를 35g(수율 83%) 얻었다.
제조예 1-2. 화합물 002-P3의 제조
화합물 002-P4 35g(134.47mmol)을 디클로로메탄(Dichloromethane) 500mL에 녹인 후 트리에틸아민(triethylamine) 16.33g(161.36mmol)을 첨가한 후 0℃에서 트리플릭 무수물(triflic anhydride) 45.53g(161.36mmol)를 천천히 첨가한 후 1시간 동안 교반하였다.
반응 완료 후 반응액에 증류수를 천천히 첨가하여 반응을 종결시킨 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P3을 47g(수율 89%) 얻었다.
제조예 1-3. 화합물 002-P2의 제조
화합물 002-P3 47g(119.79mmol) 및 (2-니트로페닐)보론산((2-nitrophenyl)boronic acid) 22g(131.77mmol)을 1,4-디옥세인(1,4-Dioxane) 500mL와 증류수 100mL에 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) 6.92g(5.99mmol)과 탄산칼륨(K2CO3) 41.39g(299.48mmol)을 넣고 10시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P2를 36g(수율 82%) 얻었다.
제조예 1-4. 화합물 002-P1의 제조
화합물 002-P2 36g(98.53mmol) 및 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine) 64.61g(246.32mmol)을 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene) 400mL에 넣고 7시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002-P1를 28g(수율 85%) 얻었다.
제조예 1-5. 화합물 002의 제조
화합물 002-P1 10g(30mmol) 및 N-(4-브로모페닐)-N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(N-(4-bromophenyl)-N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine) 12.61g(31.5mmol)을 톨루엔(Toluene) 100mL에 녹인 후 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd2(dba)3) 1.37g(1.5mmol), 엑스포스(Xphos) 1.43g(3mmol) 및 소듐 터트-부톡사이드(Sodium tert-butoxide, NaOtBu) 5.77g(59.99mmol)을 넣고 2시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 002를 15g(수율 77%) 얻었다.
상기 화합물 002의 제조에 있어서, 페닐보론산 대신 하기 표 1의 화합물 A를 사용하고, (2-니트로페닐)보론산 대신 하기 표 1의 화합물 B를 사용하고, N-(4-브로모페닐)-N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민 대신 하기 표 1의 화합물 C를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하여 하기 표 1과 같이 목적 화합물을 제조하였다.
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
[표1]
Figure WO-DOC-FIGURE-265
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-266
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-267
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-268
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-269
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-270
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-271
제조예 2. 화합물 231의 제조
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000036
제조예 2-1. 화합물 231-P5의 제조
1-아이오도디벤조[b,d]퓨란-2-올(1-iododibenzo[b,d]furan-2-ol) 50g (161.24mmol) 및 페닐보론산(phenylboronic acid) 21.63g(177.37mmol)을 1,4-디옥세인(1,4-Dioxane) 500mL 및 증류수 100mL에 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) 5.59g(4.84mmol)과 탄산칼륨(K2CO3) 55.71g(403.11mmol)을 넣고 10시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 231-P5를 35g(수율 83%) 얻었다.
제조예 2-2. 화합물 231-P4의 제조
화합물 231-P5 35g(134.47mmol)을 디클로로메탄(Dichloromethane) 500mL에 녹인 후 트리에틸아민(triethylamine) 16.33g(161.36mmol)을 첨가한 후 0℃에서 트리플릭 무수물(triflic anhydride) 45.53g(161.36mmol)를 천천히 첨가한 후 1시간 동안 교반하였다.
반응 완료 후 반응액에 증류수를 천천히 첨가하여 반응을 종결시킨 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 231-P4을 47g(수율 89%) 얻었다.
제조예 2-3. 화합물 231-P3의 제조
화합물 231-P4 47g(119.79mmol) 및 (4-클로로-2-니트로페닐)보론산((4-chloro-2-nitrophenyl)boronic acid) 26.53g(131.77mmol)을 1,4-디옥세인(1,4-Dioxane) 500mL와 증류수 100mL에 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) 6.92g(5.99mmol)과 탄산칼륨(K2CO3) 41.39g(299.48mmol)을 넣고 10시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 231-P3를 37g(수율 77%) 얻었다.
제조예 2-4. 화합물 231-P2의 제조
화합물 231-P3 37g(92.54mmol) 및 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine) 60.68g(231.35mmol)을 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene) 500mL에 넣고 7시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 231-P2를 30g(수율 88%) 얻었다.
제조예 2-5. 화합물 231-P1의 제조
화합물 231-P2 30g(81.56mmol) 및 페닐보론산(phenylboronic acid) 10.94g(89.72mmol)을 1,4-디옥세인(1,4-Dioxane) 300mL 및 증류수 60mL에 녹인 후 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd2(dba)3) 0.94g(1.63mmol), 엑스포스(Xphos) 1.94g(4.08mmol) 및 탄산칼륨(K2CO3) 28.18g(203.9mmol)을 넣고 4시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 231-P1를 25g(수율 75%) 얻었다.
제조예 2-6. 화합물 231의 제조
화합물 231-P1 8g(19.54mmol) 및 4-브로모-N,N-디페닐아닐린(4-bromo-N,N-diphenylaniline) 6.65g(20.51mmol)을 톨루엔(Toluene) 100mL에 녹인 후 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd2(dba)3) 0.89g(0.98mmol), 엑스포스(Xphos) 0.93g(1.95mmol) 및 소듐 터트-부톡사이드(Sodium tert-butoxide, NaOtBu) 3.76g(39.07mmol)을 넣고 2시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액을 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고, 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 231를 9g(수율 71%) 얻었다.
상기 화합물 231의 제조에 있어서, 제조예 2-1의 페닐보론산 대신 하기 표 2의 화합물 D를 사용하고, (4-클로로-2-니트로페닐)보론산 대신 하기 표 2의 화합물 E를 사용하고, 제조예 2-5의 페닐보론산 대신 하기 표 2의 화합물 F를 사용하고, 4-브로모-N,N-디페닐아닐린 대신 하기 표 2의 화합물 G를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 제조하여 하기 표 2와 같이 목적 화합물을 제조하였다.
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
[표2]
Figure WO-DOC-FIGURE-302
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-303
[규칙 제91조에 의한 정정 19.04.2023]
Figure WO-DOC-FIGURE-304
제조예 3. 화합물 361의 제조
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000040
화합물 002 9g(13.79mmol), 트리플루오로메탄설폰산(Trifluoromethanesulfonic acid) 3.10g(20.68mmol) 및 D6-벤젠(D6-benzene) 100mL를 반응 플라스크에 넣은 후 5시간 동안 환류 교반하였다.
반응 완료 후 반응액에 증류수를 천천히 첨가하여 반응을 종결시킨 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 증류수로 추출하고 유기층을 무수 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 그 후 디클로로메탄(Dichloromethane)과 헥산(Hexane)을 전개용매로 사용하여 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 361을 8g(수율 85%) 얻었다.
제조예 1 내지 3 및 표 1 내지 2에 기재된 화합물의 합성 결과를 하기 표 3 및 4에 나타내었다.
하기 표 3은 1H NMR(CDCl3, 300MHz)의 측정값이고, 하기 표 4는 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
화합물 1H NMR(CDCl3, 300MHz)
002 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.20 (21H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (2H, d)
003 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.25 (26H, m), 6.69 (4H, d), 6.63 (2H, d)
006 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66-7.20 (19H, m), 6.81 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.63 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
008 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89-7.74 (6H, m), 7.66 (1H, d), 7.54-7.25 (22H, m), 6.69 (2H, d), 6.63 (2H, d)
009 δ= 8.93 (2H, d), 8.55 (1H, d), 8.13 (1H, s), 8.12 (2H, d), 7.94-7.82 (7H, m), 7.66 (1H, d), 7.51-7.20 (14H, m), 7.02 (1H, d), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
011 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.79 (2H, d), 7.68 (2H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.20 (16H, m), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
013 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.73 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.20 (17H, m), 6.86 (1H, d), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
016 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.73 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.20 (16H, m), 6.86 (2H, d), 6.81 (1H, t), 6.64-6.63 (4H, m)
018 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (2H, d), 7.66 (2H, d), 7.65 (1H, s), 7.52-7.20 (17H, m), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d), 6.39 (1H, d)
022 δ= 8.55 (2H, d), 8.42 (1H, d), 8.08 (1H, d), 8.04 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66-7.20 (20H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
032 δ= 8.55 (2H, d), 8.45 (1H, d), 8.42 (1H, d), 8.08 (1H, d), 8.04 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.80 (1H, d), 7.66-7.50 (6H, m), 7.38-7.20 (9H, m), 7.06 (1H, s), 6.88 (1H, d), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
040 δ= 8.55 (2H, d), 8.42 (1H, d), 8.08 (1H, d), 8.04 (1H, d), 7.94-7.74 (6H, m), 7.66-7.49 (6H, m), 7.38-7.20 (10H, m), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
053 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.00-7.89 (6H, m), 7.73-7.50 (8H, m), 7.40-7.20 (10H, m), 6.86 (1H, d), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
056 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.00-7.89 (6H, m), 7.73-7.50 (8H, m), 7.40-7.20 (9H, m), 6.86 (2H, d), 6.81 (1H, t), 6.64-6.63 (4H, m)
066 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66-7.20 (23H, m), 6.81 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.63 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
071 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.79 (2H, d), 7.68 (2H, d), 7.66 (1H, d), 7.54-7.20 (20H, m), 6.81 (2H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
082 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.93 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66 (1H, d), 7.63 (1H, d), 7.55-7.20 (19H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d), 1.72 (6H, s)
086 δ= 8.55 (1H, d), 7.94-7.87 (5H, m), 7.77 (1H, s), 7.66 (1H, d), 7.63 (1H, d), 7.62 (1H, d), 7.55 (1H, d), 7.38-7.20 (13H, m), 6.81 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.63 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (12H, s)
092 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 7.98-7.77 (7H, m), 7.66 (1H, d), 7.63 (1H, d), 7.55 (1H, d), 7.52 (1H, t), 7.50 (1H, t), 7.38-7.20 (11H, m), 7.06 (1H, s), 6.88 (1H, d), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d), 1.72 (6H, s)
110 δ= 8.93 (2H, d), 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.12 (2H, d), 8.00-7.82 (10H, m), 7.66 (1H, d), 7.52 (1H, t), 7.50 (1H, t), 7.38-7.20 (9H, m), 6.91 (1H, s), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
122 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.41 (1H, d), 8.20 (1H, d), 7.98 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66-7.20 (20H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
130 δ= 8.93 (2H, d), 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.41 (1H, d), 8.20 (1H, d), 8.12 (2H, d), 7.98-7.82 (7H, m), 7.66 (1H, d), 7.58 (1H, t), 7.52 (1H, t), 7.50 (1H, t), 7.37-7.20 (9H, m), 6.91 (1H, s), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
141 δ= 8.55 (1H, d), 7.95 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (2H, d), 7.75 (1H, d), 7.66 (2H, d), 7.64 (1H, s), 7.38-7.20 (13H, m), 6.81 (2H, t), 6.63 (6H, d)
161 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (2H, d), 7.85 (1H, d), 7.81 (1H, d), 7.66 (2H, d), 7.38-7.20 (14H, m), 6.81 (2H, t), 6.63 (6H, d)
174 δ= 8.55 (1H, d), 8.45 (1H, d), 7.98-7.81 (7H, m), 7.66 (2H, d), 7.52 (1H, t), 7.50 (1H, t), 7.38-7.20 (13H, m), 6.86 (1H, d), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
190 δ= 8.93 (4H, d), 8.55 (1H, d), 8.12 (2H, d), 7.94-7.82 (11H, m), 7.66 (1H, d), 7.38-7.20 (9H, m), 6.91 (1H, s), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
201 δ= 9.15 (1H, s), 8.93 (2H, d), 8.55 (1H, d), 8.18 (1H, d), 8.12 (2H, d), 8.04 (1H, d), 7.94-7.82 (6H, m), 7.66 (1H, d), 7.38-7.20 (11H, m), 6.81 (2H, t), 6.63 (6H, d)
202 δ= 9.15 (1H, s), 8.93 (2H, d), 8.55 (1H, d), 8.18 (1H, d), 8.12 (2H, d), 8.04 (1H, d), 7.94-7.82 (6H, m), 7.66 (1H, d), 7.54-7.20 (16H, m), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
231 δ= 8.49 (1H, d), 8.10 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, s), 7.52-7.32 (15H, m), 7.20 (4H, t), 6.81 (2H, t), 6.63 (6H, d)
233 δ= 8.49 (1H, d), 8.10 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, s), 7.54-7.32 (22H, m), 7.20 (2H, t), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
243 δ= 8.18 (1H, d), 8.00 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66 (1H, d), 7.54-7.32 (22H, m), 7.20 (2H, t), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
250 δ= 8.18 (1H, d), 8.00 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66 (2H, d), 7.64 (1H, d), 7.52-7.32 (18H, m), 7.20 (2H, t), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d), 6.33 (1H, d)
265 δ= 8.55 (1H, d), 8.49 (1H, d), 8.42 (1H, d), 8.10 (1H, d), 8.08 (1H, d), 8.04 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.66-7.20 (21H, m), 6.81 (1H, t), 6.75 (1H, s), 6.63 (4H, d), 6.58 (1H, d), 1.72 (6H, s)
273 δ= 8.18 (1H, d), 8.00 (3H, d), 7.92 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.73 (1H, d), 7.66-7.32 (21H, m), 7.20 (2H, t), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
282 δ= 8.55 (1H, d), 8.42 (1H, d), 8.18 (1H, d), 8.08 (1H, d), 8.04 (1H, d), 8.00 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.77 (1H, s), 7.66-7.32 (12H, m), 7.20 (5H, t), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.64 (1H, s), 6.63 (5H, d)
301 δ= 8.49 (1H, d), 8.45 (1H, d), 8.10 (1H, d), 8.00 (2H, d), 7.98 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.86 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, s), 7.52-7.32 (12H, m), 7.20 (4H, t), 6.81 (2H, t), 6.63 (6H, d)
312 δ= 8.18 (1H, d), 8.00 (1H, d), 7.95 (1H, d), 7.89 (2H, d), 7.77 (1H, s), 7.75 (1H, d), 7.66 (2H, d), 7.64 (1H, s), 7.52-7.32 (10H, m), 7.20 (5H, t), 6.86 (1H, d), 6.81 (2H, t), 6.64 (1H, s), 6.63 (5H, d)
346 δ= 8.93 (4H, d), 8.49 (1H, d), 8.12 (4H, d), 8.10 (1H, d), 7.93-7.82 (10H, m), 7.66 (1H, d), 7.62 (1H, s), 7.52-7.32 (10H, m), 7.20 (2H, t), 6.91 (1H, s), 6.81 (1H, t), 6.63 (4H, d)
351 δ= 9.15 (1H, s), 8.93 (2H, d), 8.18 (2H, d), 8.12 (2H, d), 8.04 (1H, d), 8.00 (1H, d), 7.89-7.77 (6H, m), 7.66 (1H, d), 7.51-7.32 (10H, m), 7.20 (4H, t), 6.81 (2H, t), 6.63 (6H, d)
361 δ= 7.98 (1H, s), 7.83 (1H, s), 7.80 (1H, s), 7.66 (1H, s), 7.38 (1H, s), 6.64 (1H, s)
367 δ= 8.55 (1H, d), 7.94 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.25 (10H, m)
374 δ= 8.10 (1H, d), 7.90 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.79 (2H, d), 7.66 (1H, d), 7.52-7.32 (21H, m), 7.20 (2H, t), 6.81 (1H, t), 6.69 (2H, d), 6.63 (4H, d)
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
002 m/z= 652.78 (C48H32N2O=652.25) 130 m/z= 782.95 (C56H34N2OS=782.24)
003 m/z= 728.88 (C54H36N2O=728.28) 141 m/z= 666.76 (C48H30N2O2=666.23)
006 m/z= 692.84 (C51H36N2O=692.28) 161 m/z= 666.76 (C48H30N2O2=666.23)
008 m/z= 702.84 (C52H34N2O=702.27) 174 m/z= 818.96 (C60H38N2O2=818.29)
009 m/z= 726.86 (C54H34N2O=726.27) 190 m/z= 776.92 (C58H36N2O=776.28)
011 m/z= 652.78 (C48H32N2O=652.25 201 m/z= 726.86 (C54H34N2O=726.27)
013 m/z= 682.83 (C48H30N2OS=682.21) 202 m/z= 802.96 (C60H38N2O=802.30)
016 m/z= 682.83 (C48H30N2OS=682.21) 231 m/z= 652.78 (C48H32N2O=652.25)
018 m/z= 666.76 (C48H30N2O2=666.23) 233 m/z= 728.88 (C54H36N2O=728.28)
022 m/z= 702.84 (C52H34N2O=702.27) 243 m/z= 728.88 (C54H36N2O=728.28)
032 m/z= 732.89 (C52H32N2OS=732.22) 250 m/z= 742.86 (C54H34N2O2=742.26)
040 m/z= 676.80 (C50H32N2O=676.25) 265 m/z= 819.00 (C61H42N2O=818.33)
053 m/z= 732.89 (C52H32N2OS=732.22) 273 m/z= 778.94 (C58H38N2O=778.30)
056 m/z= 732.89 (C52H32N2OS=732.22) 282 m/z= 702.84 (C52H34N2O=702.27)
066 m/z= 768.94 (C57H40N2O=768.31) 301 m/z= 758.93 (C54H34N2OS=758.24)
071 m/z= 728.88 (C54H36N2O=728.28) 312 m/z= 742.86 (C54H34N2O2=742.26)
082 m/z= 768.94 (C57H40N2O=768.31) 346 m/z= 853.02 (C64H40N2O=852.31)
086 m/z= 809.00 (C60H44N2O=808.35) 351 m/z= 802.96 (C60H38N2O=802.30)
092 m/z= 798.99 (C57H38N2OS=798.27) 361 m/z= 678.94 (C48H6D26N2O=678.41)
110 m/z= 782.95 (C56H34N2OS=782.24) 367 m/z= 698.93 (C48H14D16N2OS=698.31)
122 m/z= 758.93 (C54H34N2OS=758.24) 374 m/z= 728.88 (C54H36N2O=728.28)
<실험예>
실험예 1.
실험예 1-1. 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultraviolet Ozone)처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 증대 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
진공 증착 장비 내의 셀에 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 PCTKR2023002592-appb-img-000041
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 5에 기재된 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 비교 화합물을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공 주입층 위에 1000Å 두께의 정공 수송층을 증착하였다.
상기와 같이 정공 주입층 및 정공 수송층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 상기 발광층은 호스트로 9-[4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐]-9'-페닐-3,3'-바이-9H-카바졸(9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-Bi-9H-carbazole)을 400Å 두께로 증착하였고, 녹색 인광 도펀트는 Ir(ppy)3를 7% 도핑하여 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å로 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 E1를 300Å로 증착하였다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000042
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000043
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000044
그 후 전자 주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고, Al을 1200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제작하였다.
한편, 유기 발광 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기 발광 소자 제작에 사용하였다.
이 때, 정공 수송층으로 사용된 비교 화합물은 하기와 같다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000045
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000046
실험예 1-2. 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이언스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 20,000 cd/m2 일 때, 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 수명 T95을 측정하였다.
상기 제조방법에 따라 제조된 녹색 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율 및 수명(T95)을 측정한 결과는 표 5와 같다.
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 수명
(T95)
실시예 1 002 4.33 116.70 128
실시예 2 003 4.39 115.88 131
실시예 3 006 4.42 118.42 139
실시예 4 008 4.36 112.19 137
실시예 5 009 4.12 109.53 124
실시예 6 011 4.29 112.77 136
실시예 7 013 4.46 117.08 129
실시예 8 016 4.36 115.47 125
실시예 9 018 4.42 120.65 134
실시예 10 022 4.15 113.52 130
실시예 11 032 4.23 114.77 126
실시예 12 040 4.30 119.25 131
실시예 13 053 4.37 116.49 134
실시예 14 056 4.37 115.56 128
실시예 15 066 4.26 114.85 123
실시예 16 071 4.30 118.73 134
실시예 17 082 4.07 116.42 128
실시예 18 086 4.11 111.44 131
실시예 19 092 4.34 115.91 135
실시예 20 110 4.18 114.78 135
실시예 21 122 4.29 117.16 121
실시예 22 130 4.37 115.09 132
실시예 23 141 4.36 116.15 127
실시예 24 161 4.29 119.66 131
실시예 25 174 4.20 115.76 132
실시예 26 190 4.33 116.29 127
실시예 27 201 4.24 117.69 135
실시예 28 202 4.25 114.57 127
실시예 29 231 4.21 115.61 138
실시예 30 233 4.19 113.70 134
실시예 31 243 4.11 112.54 135
실시예 32 250 4.30 115.92 137
실시예 33 265 4.21 118.47 131
실시예 34 273 4.34 118.08 126
실시예 35 282 4.36 113.78 125
실시예 36 301 4.28 117.54 131
실시예 37 312 4.17 113.21 137
실시예 38 346 4.31 115.24 130
실시예 39 351 4.22 113.37 133
실시예 40 361 4.35 115.98 164
실시예 41 367 4.42 116.87 157
실시예 42 374 4.32 115.09 124
비교예 1 NPB 5.53 88.42 95
비교예 2 M1 6.86 64.72 76
비교예 3 M2 8.62 52.75 68
비교예 4 M3 8.21 56.29 61
상기 표 5의 결과로부터, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 정공 수송층 재료로 이용한 유기 발광 소자인 실시예 1 내지 42는 본 발명의 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 정공 수송층의 재료로 사용하지 않은 유기 발광 소자인 비교예 1 내지 4에 비해 구동 전압이 낮아지고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선된 결과를 보였다.
비교예 2 내지 4에 사용된 M1 내지 M3의 화합물은 벤조퓨로카바졸 타입의 5환 골격을 가지고 있는 점에서 본 발명의 화합물과 유사하지만, 도입된 치환기가 본 발명의 화합물과 상이하다. 본 발명의 헤테로 고리 화합물은 치환기로 아릴아민기를 도입함으로써 빠른 정공 이동도의 특성을 가지고 있고, 적절한 호모(HOMO) 레벨의 물성을 갖게 되었다. 이러한 이유로 본 발명의 헤테로 고리 화합물을 정공 수송층으로 사용하였을 경우 비교예 2 내지 4에 사용된 M1 내지 M3보다 더 용이하게 발광층으로 정공 수송을 해주어 구동전압이 낮아지고, 발광 효율 및 수명이 개선된 것을 알 수 있다.
실험예 2.
실험예 2-1. 유기 발광 소자의 제작
OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막을 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올 및 증류수를 순차적으로 사용하여 각 5분간 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다.
진공 증착 장비 내의 셀에 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 PCTKR2023002592-appb-img-000047
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 N,N'-비스(α나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine: NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공 주입층 위에 1000Å 두께의 정공 수송층을 증착하였다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000048
이어서 전자 저지층으로 표 6에 기재된 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 비교 화합물을 1000Å 두께로 증착하였다.
그 위에 발광층으로서 하기 구조의 청색 발광 재료를 증착시켰다. 구체적으로, 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 청색 발광 호스트 재료인 H1을 300Å 두께로 진공 증착시키고, 그 위에 청색 발광 도펀트 재료인 D1을 호스트 재료 대비 5%로 진공 증착시켰다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000049
그 후 전자 수송층으로서 하기 구조식 E1의 화합물을 300Å 두께로 증착하였다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000050
그 후 전자 주입층으로 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하였고, Al을 1000Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제작하였다.
한편, 유기 발광 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8 torr 하에서 진공 승화 정제하여 유기 발광 소자 제작에 사용하였다.
이 때, 전자 저지층으로 사용된 비교 화합물은 하기와 같다.
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000051
Figure PCTKR2023002592-appb-img-000052
실험예 2-2. 유기 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이언스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 20,000 cd/m2 일 때, 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간인 수명 T95을 측정하였다.
상기 제조방법에 따라 제조된 녹색 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율 및 수명(T95)을 측정한 결과는 표 6과 같다.
화합물 구동전압
(V)		 발광효율
(cd/A)		 수명
(T95)
실시예 43 002 5.34 6.86 66
실시예 44 006 5.42 7.28 64
실시예 45 011 5.51 6.91 70
실시예 46 013 5.29 7.21 62
실시예 47 018 5.33 6.93 68
실시예 48 071 5.28 6.74 64
실시예 49 110 5.27 7.05 65
실시예 50 130 5.45 6.90 74
실시예 51 141 5.31 6.69 71
실시예 52 190 5.25 6.80 69
실시예 53 233 5.28 6.96 67
실시예 54 243 5.40 6.83 68
실시예 55 273 5.32 7.15 72
실시예 56 346 5.24 7.17 66
실시예 57 361 5.37 6.76 97
실시예 58 367 5.31 7.09 88
비교예 5 M1 6.81 4.74 32
비교예 6 M2 8.14 3.96 36
비교예 7 M3 8.28 4.29 34
비교예 8 NPB 6.32 5.99 46
상기 표 6의 결과로부터, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 전자 저지층 재료로 이용한 유기 발광 소자인 실시예 43 내지 58은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물을 전자 저지층의 재료로 사용하지 않은 유기 발광 소자인 비교예 5 내지 8에 비해 구동 전압이 낮아지고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선된 결과를 보였다.
일반적으로, 전자가 발광층에서 결합되지 않고 정공 수송층을 지나서 양극으로 가게 되면 유기 발광 소자의 효율 및 수명이 감소되는 현상이 발생한다. 이 때, 높은 루모(LUMO, Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 레벨(level)을 갖는 화합물을 전자 저지층으로 사용하게 되면, 발광층을 지나 양극으로 가려는 전자가 전자 저지층의 에너지 장벽에 막히게 되어, 유기 발광 소자의 효율 및 수명이 감소하는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 높은 루모(LUMO, Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 레벨(level)을 갖는 화합물을 전자 저지층으로 사용할 경우, 정공과 전자가 엑시톤을 형성할 확률이 높아지고 발광층에서 빛으로 방출될 가능성이 높아지게 된다.
따라서, 본 발명의 헤테로 고리 화합물은 비교예 5 내지 8의 화합물보다 높은 루모 레벨(LUMO Level)을 가지므로, 본 발명의 헤테로 고리 화합물을 유기 발광 소자의 전자 저지층으로 사용할 경우, 전자 차단능력이 더욱 우수하고, 정공과 전자가 전하균형 (charge balance)을 이루어 구동전압, 발광효율 및 수명 특성이 모두 우수한 것을 알 수 있다.
[부호의 설명]
100 : 기판
200: 양극
300: 유기물층
301: 정공 주입층
302: 정공 수송층
303: 발광층
304: 정공 저지층
305: 전자 수송층
306: 전자 주입층
400: 음극

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000053
    상기 화학식 1에 있어서,
    상기 R1 내지 R3은 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)R101R102; -SiR101R102R103; 및 -NR101R102로 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 R101, R102 및 R103은 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,
    상기 a는 0 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우 R1은 서로 같거나 상이하고,
    상기 b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하고,
    상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
    상기 c는 1 내지 5의 정수이고, c가 2 이상인 경우 L1은 서로 같거나 상이하고,
    상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고,
    상기 d는 0 내지 5의 정수이고, d가 2 이상인 경우 L2는 서로 같거나 상이하고,
    상기 e는 0 내지 5의 정수이고, e가 2 이상인 경우 L3은 서로 같거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R1은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기인, 헤테로 고리 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기이고,
    상기 L2 및 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴렌기인, 헤테로 고리 화합물.
  5. 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.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 헤테로 고리 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는, 헤테로 고리 화합물:
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000054
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000055
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000056
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000057
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000058
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000059
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000060
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000061
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000062
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000063
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000064
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000065
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000066
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000067
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000068
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000069
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000070
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000071
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000072
    Figure PCTKR2023002592-appb-img-000073
    .
  7. 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 제6항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 수송층을 포함하고,
    상기 정공 수송층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자 저지층을 포함하고,
    상기 전자 저지층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 호스트 물질을 포함하고,
    상기 호스트 물질은 상기 헤테로 고리 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 발광층, 발광 보조층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 전자 저지층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인, 유기 발광 소자.
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