WO2024090775A1 - 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 - Google Patents

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

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WO2024090775A1
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이기백
모준태
김동준
김용우
최대혁
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엘티소재주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to heterocyclic compounds, organic light-emitting devices containing the same, and compositions for organic material layers of organic light-emitting devices.
  • An electroluminescent device is a type of self-luminous display device and has the advantage 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 annihilate, 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 functions 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, an organic light-emitting device containing the same, and a composition for the organic material layer of the organic light-emitting device.
  • a heterocyclic compound represented by the following formula (1) is provided.
  • X is O, S or -C(Ra)(Rb), and Ra and Rb are the same or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group or a substituted or unsubstituted C6 to C60 alkyl group. It is an aryl group,
  • L is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group,
  • n is an integer from 1 to 3, and when n is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different from each other,
  • Y1 is CR11 or N
  • Y2 is CR12 or N
  • Y3 is CR13 or N
  • Y4 is CR14 or N
  • Y5 is CR15 or N
  • at least one of Y1 to Y5 is N
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycle,
  • Ar1 is a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C60; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R1 and R2 are the same or different from each other and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or heterocycle,
  • a is an integer from 0 to 4, and when a is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different,
  • b is an integer from 0 to 4, and when b is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different.
  • a first electrode a second electrode provided opposite to the first electrode; and an organic light-emitting device comprising at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1. provides.
  • an organic light-emitting device wherein the organic material layer further includes a heterocyclic compound represented by the following formula (2).
  • X1 is O or S
  • R20 is hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • t is an integer from 1 to 4, and when t is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different,
  • Ar3 and Ar4 are the same 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,
  • R16 and R17 are the same 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.
  • a heterocyclic compound represented by Formula 1 and a composition for an organic material layer of an organic light-emitting device comprising a heterocyclic compound represented by Formula 2.
  • the heterocyclic compounds described herein can be used as organic layer materials for organic light-emitting devices.
  • it can serve as a light emitting material, a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material, etc. in an organic light emitting device.
  • it can be used as a light-emitting layer material for organic light-emitting devices.
  • one or two or more types of heterocyclic compounds represented by Formula 1 may be used, and may be used as a material for the light-emitting layer.
  • it can be used as a host material for the light-emitting layer of an organic light-emitting device by introducing various substituents and changing the bonding positions of the substituents to adjust the bandgap.
  • the heterocyclic compound of the present invention has a two-substituted structure in which (1) an azine-based substituent and (2) an aryl group or heteroaryl group are introduced into the core skeleton, and at the same time, the substituents in (1) and (2) described above are added.
  • an azine-based substituent and (2) an aryl group or heteroaryl group are introduced into the core skeleton, and at the same time, the substituents in (1) and (2) described above are added.
  • the heterocyclic compound of the present invention when used in the light-emitting layer of an organic light-emitting device, the driving voltage of the device is lowered, the efficiency of the device is increased, and the lifespan is extended.
  • 1 to 4 are diagrams schematically showing the stacked structure of an organic light-emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is changed to another substituent.
  • 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, and if two or more substituents are substituted. , two or more substituents may be the same or different from each other.
  • “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%.
  • the content of deuterium is 0%, the content of hydrogen is 100%, and all substituents are hydrogen, etc., explicitly excluding deuterium. Otherwise, hydrogen and deuterium can be used together in compounds.
  • 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 means that the total number of substituents that the phenyl group can have is 5 (T1 in the formula), and if the number of deuteriums among them is 1 (T2 in the formula), it will be expressed as 20%. You can. That is, the deuterium content of 20% in the phenyl group can be expressed by the following structural formula.
  • 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.
  • 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, octyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 1-methylheptyl group Ty
  • 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 to these.
  • 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.
  • a haloalkyl group refers to an alkyl group substituted with a halogen group, and specific examples include -CF 3 and -CF 2 CF 3 , but are not limited thereto.
  • the alkoxy group is represented by -O(R101), and examples of the above-described alkyl group may be applied to R101.
  • the aryloxy group is represented by -O(R102), and examples of the above-described aryl groups may be applied to R102.
  • alkylthioxy group is represented by -S(R103), and examples of the alkyl groups described above may be applied to R103.
  • the arylthioxy group is represented by -S(R104), and examples of the above-described aryl groups may be applied to R104.
  • 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 includes 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, terphenyl group, naphthyl group, anthryl group, chrysenyl group, phenanthrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, and phenalenyl group.
  • pyrenyl group, tetracenyl group, pentacenyl group, fluorenyl group, indenyl group, acenaphthylenyl group, benzofluorenyl group, spirobifluorenyl group, 2,3-dihydro-1H-indenyl group, these Condensation ring groups, etc. may be included, but are not limited thereto.
  • terphenyl group may be selected from the following structures.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may combine with each other to form a ring.
  • 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 pyridine group, pyrrole group, pyrimidine group, pyridazine group, furan group, thiophene group, imidazole group, pyrazole group, oxazole group, isoxazole group, thiazole group, isothiazole group, Triazole group, furazine group, oxadiazole group, thiadiazole group, dithiazole group, tetrazolyl group, pyran group, thiopyran group, diazine group, oxazine group, thiazine group, dioxine group, triazine group, tetrazine group, quinoline group, Isoquinoline group, quinazoline group, isoquinazoline group, quinozoline group, naphthyridine group, acridine group, phenanthridine group, imidazopyridine group, diazanaphthalene group, triazindene
  • an additional substituent may be substituted on the nitrogen or carbon of the carbazole.
  • benzocarbazole group may have any one of the following structures.
  • the dibenzocarbazole group may have any one of the following structures.
  • the naphthobenzofuran group may have any one of the following structures.
  • the naphthobenzothiophene group may have any one of the following structures.
  • the silyl group is a substituent that contains Si and is directly connected to the Si atom as a radical, and is represented by -Si(R107)(R108)(R109), and R107 to R109 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Alkyl group; alkenyl group; Alkoxy group; Cycloalkyl group; heterocycloalkyl group; Aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heteroaryl group.
  • silyl groups include: (trimethylsilyl group), (triethylsilyl group), (t-butyldimethylsilyl group), (vinyldimethylsilyl group), (propyldimethylsilyl group), (triphenylsilyl group), (diphenylsilyl group), (phenylsilyl group), etc., but is not limited thereto.
  • phosphine oxide groups include dimethylphosphine oxide, diphenylphosphine oxide, and dinaphthylphosphine oxide, but are not limited thereto.
  • the amine group is represented by -N(R112)(R113), and R112 and R113 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; heterocycloalkyl group; Aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heteroaryl group.
  • the amine group is -NH 2 ; Monoalkylamine group; monoarylamine group; Monoheteroarylamine group; 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 fluores
  • examples include a nylamine group, phenyltriphenylenylamine group, and biphenyltriphenylenylamine group, but are not limited to these.
  • the examples of the aryl group described above may be applied, except that the arylene group is a divalent group.
  • heteroaryl group described above may be applied, except that the heteroarylene group 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.
  • Hydrocarbon rings and heterocycles that can be formed by adjacent groups include aliphatic hydrocarbon rings, aromatic hydrocarbon rings, aliphatic heterocycles, and aromatic heterocycles, and the rings are each of the above-described cycloalkyl groups and aryl groups, except that they are not monovalent. Structures exemplified by groups, heterocycloalkyl groups, and heteroaryl groups can be applied.
  • a group not indicated as a substituent may mean that all groups represented by hydrogen can be replaced by deuterium. i.e. hydrogen; Alternatively, it may indicate that deuterium can be substituted for each other.
  • the single bond dissociation energy of carbon and deuterium is higher than that of carbon and hydrogen. Therefore, the structure substituted with deuterium increases the thermal stability of the molecule, which has the effect of improving the lifespan of the device using it.
  • the heterocyclic compound of Formula 1 of the present application has a deuterium substitution rate of more than 0% and less than 100%.
  • the ground state energy is lower than that of a hydrogen-substituted compound, and as the bond length between carbon and deuterium becomes shorter, the molecular core volume decreases. This can reduce electrical polarizability and make intermolecular interactions weaker, resulting in a more stable stacking structure when manufacturing devices.
  • the heterocyclic compound of Formula 1 can be effective in improving the heat resistance of OLED devices, which can improve lifespan and driving characteristics.
  • a heterocyclic compound represented by the following formula (1) is provided.
  • X is O, S or -C(Ra)(Rb), and Ra and Rb are the same or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group or a substituted or unsubstituted C6 to C60 alkyl group. It is an aryl group,
  • L is a direct bond; Or a substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group,
  • n is an integer from 1 to 3, and when n is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different from each other,
  • Y1 is CR11 or N
  • Y2 is CR12 or N
  • Y3 is CR13 or N
  • Y4 is CR14 or N
  • Y5 is CR15 or N
  • at least one of Y1 to Y5 is N
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycle,
  • Ar1 is a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C60; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R1 and R2 are the same or different from each other and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or heterocycle,
  • a is an integer from 0 to 4, and when a is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different,
  • b is an integer from 0 to 4, and when b is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different.
  • Formula 1 may be represented by any of the following Formulas 1-1 and 1-2.
  • X3 is O or S
  • Ar2 is a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C60,
  • R4 is each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or heterocycle,
  • d is an integer from 0 to 7, and when d is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different.
  • It may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group.
  • Substituted or unsubstituted ethyl group Substituted or unsubstituted propyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted phenyl group.
  • ethyl group In another exemplary embodiment, ethyl group; Or it may be a profile group.
  • X is O, S, or -C(Ra)(Rb), and Ra and Rb may be methyl groups.
  • X may be O or S.
  • X is -C(Ra)(Rb), and Ra and Rb may be methyl groups.
  • L is a direct bond; Or, it may be a substituted or unsubstituted C6 to C40 arylene group.
  • L is a direct bond; Or, it may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
  • L is a direct bond; Substituted or unsubstituted phenylene group; Substituted or unsubstituted naphthylene group; Or it may be a substituted or unsubstituted biphenylene group.
  • L is a direct bond; phenylene group; naphthylene group; Or it may be a biphenylene group.
  • n is an integer of 1 to 2, and when n is 2 or more, the substituents in parentheses may be the same or different from each other.
  • n 2
  • the substituents in parentheses may be the same or different from each other.
  • n may be 1.
  • Y1 is CR11 or N
  • Y2 is CR12 or N
  • Y3 is CR13 or N
  • Y4 is CR14 or N
  • Y5 is CR15 or N
  • At least two can be N.
  • Y1 is CR11 or N
  • Y2 is CR12 or N
  • Y3 is CR13 or N
  • Y4 is CR14 or N
  • Y5 is CR15 or N
  • Y1, Y3, and Y5 At least two of them may be N.
  • Y1 is CR11 or N
  • Y2 is CR12
  • Y3 is CR13 or N
  • Y4 is N
  • Y5 is CR15 or N
  • at least two of Y1, Y3, and Y5 are It could be N.
  • Y1 and Y5 may be N
  • Y2 may be CR12
  • Y3 may be CR13
  • Y4 may be CR14.
  • Y1 and Y3 may be N
  • Y2 may be CR12
  • Y4 may be CR14
  • Y5 may be CR15.
  • Y1 may be CR11
  • Y2 may be CR12
  • Y3 and Y5 may be N
  • Y4 may be CR14.
  • Y1, Y3, and Y5 may be N, Y2 may be CR12, and Y4 may be CR14.
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Alternatively, it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C2 to C40 heterocycle.
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Alternatively, it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted C2 to C20 heterocycle.
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted fluorenyl group; Substituted or unsubstituted triphenylenyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Alternatively, it may be a substituted or unsubstituted carbazole group, or two or more groups adjacent to each other may be combined to form a substituted or unsubstituted C2 to C
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C20 aryl group; A naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C20 aryl group; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A fluorenyl group unsubstituted or substituted with a C1 to C20 alkyl group; Triphenylenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A phenanthrenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Alternatively, it may be a substituted or unsubsti
  • R11 to R15 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group; A fluorenyl group substituted with a methyl group; Triphenylenyl group; phenanthrenyl group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Alternatively, it may be a carbazole group, or two or more groups adjacent to each other may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted two-membered heterocycle having 1 to 2 heteroatoms selected from O and S.
  • Ar1 is a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C40; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • Ar1 is a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • Ar1 is a C6 to C20 aryl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • Ar1 is a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • Ar1 is a phenyl group substituted or unsubstituted by deuterium or a naphthyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium or phenyl group; Dibenzofuran group; Or it may be a dibenzothiophene group.
  • Ar2 may be a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group.
  • Ar2 may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group.
  • Ar2 may be a C6 to C20 aryl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C20 aryl group.
  • Ar2 is a substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted naphthyl group.
  • Ar2 is a phenyl group substituted or unsubstituted by deuterium or a naphthyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Alternatively, it may be a naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium or phenyl group.
  • R1 and R2 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C40 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C40 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C40 heterocycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Alternatively, it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or heteroring.
  • R1 and R2 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C40 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C40 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C40 heterocycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R1 and R2 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C20 heterocycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R1 and R2 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; 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 and R2 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted methyl group; Substituted or unsubstituted ethyl group; Substituted or unsubstituted propyl group; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrene group; Substituted or unsubstituted triphenylene group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • R1 and R2 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; methyl group; ethyl group; profiler; phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; naphthyl group; phenanthrene group; triphenylene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or it may be a carbazole group.
  • R1 and R2 are hydrogen; Or it may be deuterium.
  • R1 and R2 may be hydrogen.
  • R1 and R2 may be deuterium.
  • a is an integer from 0 to 3, and when a is 2 or more, the substituents in parentheses may be the same or different.
  • a is an integer from 0 to 2, and when a is 2 or more, the substituents in parentheses may be the same or different.
  • a is 1.
  • a is 0.
  • b is an integer from 0 to 3, and when b is 2 or more, the substituents in parentheses may be the same or different.
  • b is an integer from 0 to 2, and when b is 2 or more, the substituents in parentheses may be the same or different.
  • b is 1.
  • b 0.
  • R4 is each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Alternatively, it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or two or more groups adjacent to each other may be combined to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon ring or heteroring.
  • R4 is each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; Substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R4 is each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R4 is each independently hydrogen; Or it may be deuterium.
  • X3 may be O or S.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 0% or 10% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 0% or 30% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 0% or 50% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 0% or 70% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 0% or 90% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 0%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 10% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 30% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 70% to 100%.
  • the deuterium content of the heterocyclic compound of Formula 1 may be 90% to 100%.
  • Formula 1 may be represented by any one of the following Formulas 1-3 to 1-6.
  • X2 is O or S
  • R51 to R59 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • R6 is hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • f is an integer from 0 to 4, and when f is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different.
  • R51 to R59 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R51 to R59 are the same as 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.
  • R51 to R59 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted phenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted biphenyl group; Substituted or unsubstituted terphenyl group; Substituted or unsubstituted fluorenyl group; Substituted or unsubstituted triphenylenyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • R51 to R59 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C20 aryl group; A naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C20 aryl group; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A fluorenyl group unsubstituted or substituted with a C1 to C20 alkyl group; Triphenylenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A phenanthrenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or
  • R51 to R59 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a phenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group; A fluorenyl group substituted with a methyl group; Triphenylenyl group; phenanthrenyl group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or it may be a carbazole group.
  • R6 is hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R6 is hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R6 is hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R6 is hydrogen; Or it may be deuterium.
  • R6 is hydrogen
  • R6 is deuterium
  • Formula 1 provides a heterocyclic compound represented by any one of the following compounds.
  • the compound is an example, and is not limited thereto, and may include other compounds included in Formula 1 containing additional substituents.
  • specific positions of deuterium substitution in the above compounds are excluded during the deuterium substitution and synthesis process, and hydrogen and deuterium may coexist.
  • the band gap can be finely adjusted by introducing various substituents into the structure of Formula 1 or changing the bonding position, and on the other hand, the characteristics at the interface between organic layers can be improved.
  • the compound of Formula 1 has excellent thermal stability, and this thermal stability provides driving stability to the organic light-emitting device and improves lifespan characteristics.
  • a first electrode a second electrode provided opposite to the first electrode; And an organic light-emitting device comprising at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1. provides.
  • a first electrode a second electrode provided opposite to the first electrode; And an organic light-emitting device comprising at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer includes one type of heterocyclic compound represented by Formula 1 above.
  • a light emitting device is provided.
  • a first electrode a second electrode provided opposite to the first electrode; And an organic light-emitting device comprising at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one layer of the organic material layer includes two or more types of heterocyclic compounds represented by Formula 1.
  • An organic light emitting device is provided.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a light-emitting material for the light-emitting layer of an organic light-emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a host material for the light-emitting layer of an organic light-emitting device.
  • the first electrode may be an anode
  • the second electrode may be a cathode
  • the first electrode may be a cathode
  • the second electrode may be an anode
  • the organic light-emitting device may be a blue organic light-emitting device, and the heterocyclic compound according to Formula 1 may be used as a material for the blue organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device may be a green organic light-emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material for the green organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device may be a red organic light-emitting device, and the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material for the red organic light-emitting device.
  • the organic light-emitting device may be a blue organic light-emitting device, and the heterocyclic compound according to 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 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 of the present invention can be manufactured using conventional organic light-emitting device manufacturing methods and materials, except that one or more organic material layers are formed using the heterocyclic compound 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 a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc. as an organic material layer.
  • the structure of the organic light emitting device is not limited to this and may include a smaller number of organic material layers.
  • Ir(ppy) 3 a green phosphorescent dopant
  • a green phosphorescent dopant may be used as the iridium-based dopant.
  • (piq) 2 (Ir) (acac), a red phosphorescent dopant may be used as the iridium-based dopant.
  • an organic light-emitting device wherein the organic material layer of the organic light-emitting device includes a light-emitting layer, and the light-emitting layer includes the heterocyclic compound.
  • an organic light-emitting device wherein the organic material layer of the organic light-emitting device includes a light-emitting layer, the light-emitting layer includes a host material, and the host material includes the heterocyclic compound.
  • the organic material layer includes an electron injection layer or an electron transport layer, and the electron injection layer or the electron transport layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer may include a hole blocking layer, and the hole blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer, and the electron blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer includes a hole transport layer, a light emitting layer, or an electron blocking layer, and the hole transport layer, a light emitting layer, or an electron blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic material layer includes a hole transport layer or a hole transport auxiliary layer, and the hole transport layer or the hole transport auxiliary layer may include the heterocyclic compound.
  • anode material materials with a relatively high work function can be used as the anode material, 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 to these.
  • 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; There are, but are not limited to, multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al.
  • hole injection material known hole injection materials may be used, for example, phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429 or described in Advanced Material, 6, p.677 (1994).
  • Starburst type amine derivatives such as tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), 4,4',4"-tri[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine (m- MTDATA), 1,3,5-tris[4-(3-methylphenylphenylamino)phenyl]benzene (m-MTDAPB), polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid, a soluble conductive polymer, or poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate), Polyaniline/Camphor sulfonic acid or polyaniline/ Poly(4-styrenesulfonate) (
  • pyrazoline derivatives As hole transport materials, 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 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 material in the industry, but the present application is not limited thereto.
  • Red, green, or blue light-emitting materials may be used as the light-emitting material, and if necessary, two or more light-emitting materials may 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 can be used as a light-emitting material, but it can also be used as a phosphorescent material. As a light-emitting material, a material that emits light by combining holes and electrons injected from an anode and a cathode, respectively, may be used, but materials that participate in light emission together with a host material and a dopant material may also be used.
  • 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 among an n-type host material or a p-type host material can be selected and used as a host material for the light emitting layer.
  • the organic light emitting device may be a front emitting type, a rear emitting type, or a double-sided emitting type depending on the material used.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application 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.
  • the organic light emitting device of the present invention further includes one or two layers selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a hole transport auxiliary layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. can do.
  • the organic light emitting device of the present invention may further include 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 blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • FIG. 1 to 4 illustrate the stacking order of electrodes and organic material layers of an organic light-emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • the scope of the present application be limited by these drawings, and 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 a cathode, an organic material layer, and an anode are sequentially stacked on a substrate, as shown in FIG. 2.
  • FIGS 3 and 4 illustrate the case where the organic material layer is multi-layered.
  • the organic light emitting device 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 organic light emitting device includes a hole injection layer 301, a hole transport layer 302, an electron blocking layer 307, a light emitting layer 303, a hole blocking layer 304, an electron transport layer 305, and an electron injection layer ( 306).
  • a hole injection layer 301 a hole transport layer 302
  • an electron blocking layer 307 a hole blocking layer 307
  • a light emitting layer 303 a hole blocking layer 304
  • an electron transport layer 305 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.
  • an organic light-emitting device in which the organic material layer of the organic light-emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 further includes a heterocyclic compound represented by Formula 2 below.
  • X1 is O or S
  • R20 is hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • t is an integer from 0 to 6, and when t is 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different,
  • Ar3 and Ar4 are the same 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,
  • R16 and R17 are the same 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.
  • X1 is O.
  • R20 is hydrogen; heavy hydrogen; halogen; Cyano group; Substituted or unsubstituted C1 to C40 alkyl group; Substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R20 is 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.
  • R20 is hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R20 is hydrogen; Or it may be deuterium.
  • the deuterium content of Formula 2 may be 0% to 100%.
  • the deuterium content of Formula 2 may be 0% or 20% to 100%.
  • the deuterium content of Formula 2 may be 0% or 40% to 100%.
  • the deuterium content of Formula 2 may be 0% or 60% to 100%.
  • the deuterium content of Formula 2 may be 0% or 80% to 100%.
  • the deuterium content of Formula 2 may be 0% or 100%.
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C40; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • Ar3 and Ar4 are the same 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.
  • Ar3 and Ar4 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 terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group, substituted or unsubstituted phenanthrene group; Substituted or unsubstituted triphenylene group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • Ar3 and Ar4 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 terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group, substituted or unsubstituted phenanthrene group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • Ar3 and Ar4 are the same as or different from each other, and are each independently a phenyl group substituted or unsubstituted by deuterium or a C6 to C40 aryl group; A biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C40 aryl group; A terphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium or a C6 to C40 aryl group; Naphthyl group, substituted or unsubstituted phenanthrene group, substituted or unsubstituted with deuterium or C6 to C40 aryl group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • Ar3 and Ar4 are the same or different from each other, and are each independently a phenyl group substituted with deuterium, a phenyl group substituted with deuterium, or a phenyl group substituted or unsubstituted with a naphthyl group; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Naphthyl group, phenanthrene group substituted or unsubstituted with deuterium or phenyl group; Dibenzofuran group; Or it may be a dibenzothiophene group.
  • R16 and R17 are the same or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or it may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R16 and R17 are the same 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.
  • R16 and R17 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 terphenyl group; Substituted or unsubstituted naphthyl group; Substituted or unsubstituted phenanthrene group; Substituted or unsubstituted triphenylene group; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • R16 and R17 are the same as or different from each other, and are each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; Biphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Terphenyl group substituted or unsubstituted with deuterium; Naphthyl group substituted or unsubstituted with deuterium; A phenanthrene group substituted or unsubstituted with deuterium; Triphenylene group substituted or unsubstituted with deuterium; Substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Substituted or unsubstituted dibenzothiophene group; Or it may be a substituted or unsubstituted carbazole group.
  • R16 and R17 are the same as or different from each other, and are each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; Biphenyl group; Terphenyl group; naphthyl group; phenanthrene group; triphenylene group; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Or it may be a carbazole group.
  • R16 and R17 are the same as or different from each other, and are each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with deuterium; naphthyl group; Dibenzofuran group; Or it may be a dibenzothiophene group.
  • Formula 2 provides an organic light-emitting device represented by any one of the following compounds.
  • the organic light-emitting device further containing the heterocyclic compound represented by Formula 2 may be applied to the organic light-emitting device containing the heterocyclic compound represented by Formula 1 described above.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 2 may be used as a light-emitting material for the light-emitting layer of an organic light-emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 2 may be used as a light-emitting material for the light-emitting layer of an organic light-emitting device and may be used as a p-type host material.
  • the organic material layer may include a heterocyclic compound represented by Formula 1 and a heterocyclic compound represented by Formula 2.
  • the organic material layer can be formed by pre-mixing the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 using a thermal vacuum deposition method.
  • the organic material 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 and a heterocyclic compound represented by Formula 2. You can.
  • the organic material layer includes a light emitting layer
  • the n-type host material of the light emitting layer includes a heterocyclic compound represented by Formula 1
  • the p-type host material includes a heterocyclic compound represented by Formula 2. It may contain a ring compound.
  • the step of forming the organic material layer includes supplying the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 to each individual source, and then using a thermal vacuum deposition method.
  • a method for manufacturing an organic light-emitting device is provided.
  • the step of forming the organic material layer is performed by pre-mixing the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 using a thermal vacuum deposition method.
  • a method for manufacturing an organic light-emitting device is provided.
  • the organic light-emitting device can be manufactured using conventional organic light-emitting device manufacturing methods and materials, except that the organic material layer is formed using the heterocyclic compound described above.
  • the organic light emitting device of the present invention may further include 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 blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole auxiliary layer, and a hole blocking layer. You can.
  • a composition for an organic material layer of an organic light-emitting device comprising a heterocyclic compound represented by Formula 1 and a heterocyclic compound represented by Formula 2 is provided.
  • the weight ratio of the heterocyclic compound represented by Formula 1 to the heterocyclic compound represented by Formula 2 in the composition may be 1:10 to 10:1, 1:8 to 8:1, and 1:5. It may be 5:1 or 1:2 to 2:1, but is not limited thereto.
  • the composition can be used when forming an organic material layer of an organic light-emitting device, and can be particularly preferably used as a host material for the light-emitting layer.
  • the composition is a simple mixture of two or more compounds, and powdered materials may be mixed before forming the organic material layer of the organic light-emitting device, or compounds in a liquid state at an appropriate temperature or higher may be mixed.
  • the composition is in a solid state below the melting point of each material, and can be maintained in a liquid state by adjusting the temperature.
  • composition may further include materials known in the art, such as solvents and additives.
  • PH4-1 (10g, 0.030mol, 1eq), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (D) (8.9g, 0.033mol, 1.1eq), K 2 CO 3 (12.6g , 0.091mol, 3eq), 1,4-dioxane (300ml) and H 2 O (60ml) were added to Pd(PPh 3 ) 4 (1.4g, 0.0015mol, 0.05eq) and stirred at 100°C for 8h. After the reaction was terminated by adding water, extraction was performed using methylene chloride (MC) and water. Afterwards, moisture was removed with MgSO 4 . By separation using a silica gel column, 9g of compound PH4-2 was obtained with a yield of 68%.
  • D 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine
  • K 2 CO 3 (12.6g , 0.091mol, 3eq)
  • Tables 2 and 3 show the measured values of 1 H NMR (CDCl 3 , 200Mz), and Table 3 below shows the measured values of Field desorption mass spectrometry (FD-MS).
  • a glass substrate coated with a thin film of indium tinoxide (ITO) with a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonic waves. After washing with distilled water, it was ultrasonic washed 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 remove the ITO work function and residual film, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • ITO indium tinoxide
  • a common hole injection layer 2-TNATA (4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino] triphenylamine) and a hole transport layer NPB(N,N′-Di (1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine) was formed.
  • a light emitting layer was thermally vacuum deposited thereon as follows.
  • the light-emitting layer was deposited from a single source using the compounds listed in Table 4 below as a red host, and using (piq) 2 (Ir) (acac) as a red phosphorescent dopant, 3 wt% of the Ir compound was doped into the host and deposited at 400 ⁇ .
  • 30 ⁇ of Bphen (Bathophenanthroline) was deposited as a hole blocking layer, and 250 ⁇ of Alq 3 was deposited on top of it as an electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ on the electron transport layer to form an electron injection layer, and then an aluminum (Al) cathode was deposited to a thickness of 1,200 ⁇ on the electron injection layer to form the cathode, thereby forming an organic An electroluminescent device was manufactured.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured using M7000 from McScience, and the standard luminance was measured to be 6,000 using the lifespan measurement equipment (M6000) manufactured by McScience based on the measurement results. When cd/m 2 , T90 was measured.
  • the results of measuring the driving voltage, luminous efficiency, color coordinate (CIE), and lifespan of the organic light-emitting device manufactured according to the present invention are shown in Table 4 below.
  • the heterocyclic compound according to the present application has high thermal stability and has a molecular weight and band gap suitable for use in the light-emitting layer of an organic light-emitting device.
  • An appropriate molecular weight facilitates the formation of the light-emitting layer of an organic light-emitting device, and an appropriate band gap prevents the loss of electrons and holes in the light-emitting layer, helping to form an effective recombination region.
  • heterocyclic compounds with electron transport properties substituted at appropriate positions eliminate the hole blocking phenomenon that occurs in dopants more than compounds substituted at other positions, and as can be seen from the above device evaluation, the compounds of the present invention operate better than the comparative examples. It was confirmed that it achieved excellence in all aspects of efficiency and lifespan.
  • a glass substrate coated with a thin film of indium tinoxide (ITO) with a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water ultrasonic waves. After washing with distilled water, it was ultrasonic washed 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 remove the ITO work function and residual film, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • ITO indium tinoxide
  • a common layer on the ITO transparent electrode anode
  • the electron blocking layer TAPC cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]
  • the light-emitting layer was thermally vacuum deposited as follows: the two compounds listed in Table 5 below were deposited as a red host, and (piq)2(Ir)(acac) was used as a red phosphorescent dopant.
  • Ir compound 3 wt% was doped on the host and deposited to a thickness of 400 ⁇ . Then, 30 ⁇ of Bphen was deposited as a hole blocking layer, and TPBI (2,2',2''-(1,3,5) was deposited on top of it as an electron transport layer. -Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)) was deposited to a thickness of 250 ⁇ . Finally, lithium fluoride (LiF) was deposited to a thickness of 10 ⁇ on the electron transport layer to form an electron injection layer. An organic electroluminescent device was manufactured by depositing an aluminum (Al) cathode to a thickness of 1,200 ⁇ on the electron injection layer to form a cathode.

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Abstract

본 명세서는 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물를 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
본 발명은 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 10월 24일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10- 2022-0137100호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조로 되어 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 차단, 정공 차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 기능을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 효율 및 수명을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000001
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
n은 1 내지 3의 정수이며, n이 2이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
Y1은 CR11 또는 N이고, Y2는 CR12 또는 N이고, Y3은 CR13 또는 N이고, Y4는 CR14 또는 N이고, Y5는 CR15 또는 N이며, 상기 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N이며,
상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성하고,
a는 0 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000002
상기 화학식 2에 있어서,
X1은 O 또는 S이고,
R20은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
t는 1 내지 4의 정수이고, t가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물; 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
본 명세서에 기재된 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로 사용할 수 있다. 즉, 유기 발광 소자에서 발광재료, 정공주입재료, 정공수송재료 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다. 특히, 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물이 1종 또는 2종 이상 사용될 수 있고, 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 특히, 다양한 치환기를 도입하고 치환기의 결합 위치를 변경하여 밴드갭(bandgap)을 조절함으로써 유기 발광 소자의 발광층의 호스트 재료로서 사용될 수 있다.
본 발명의 헤테로고리 화합물은 코어 골격에 (1) 아진계열의 치환기 및 (2) 아릴기 또는 헤테로아릴기가 도입된 2치환 구조를 가짐과 동시에, 전술한 (1), (2)에서의 치환기들을 특정 위치로 결합함으로써, 1치환 구조 또는 3치환 구조에 비해 구조 안정성이 더 우수하고, 정공 이동도도 1치환 구조 또는 3치환 구조에 비해 더 빨라지는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자의 발광층에 사용하는 경우, 소자의 구동전압이 낮아지며, 또한 소자의 효율이 증가하고, 수명이 길어지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
[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
307: 전자 저지층
400: 음극
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 화학식의
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000003
는 결합되는 위치를 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 중수소; 할로겐기; -CN; C1 내지 C60의 알킬기; C2 내지 C60의 알케닐기; C2 내지 C60의 알키닐기; C1 내지 C60의 할로알킬기; C1 내지 C60의 알콕시기; C6 내지 C60의 아릴옥시기; C1 내지 C60의 알킬티옥시기; C6 내지 C60의 아릴티옥시기; C1 내지 C60의 알킬술폭시기; C6 내지 C60의 아릴술폭시기; C3 내지 C60의 시클로알킬기; C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; C6 내지 C60의 아릴기; C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 -NRR'로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기, 또는 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미하고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기이다.
본 명세서에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 탄소 원자에 수소 원자가 결합된 것을 의미한다. 다만, 중수소(2H, Deuterium)는 수소의 동위원소이므로, 일부 수소 원자는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 치환기로 올 수 있는 위치가 모두 수소 또는 중수소인 것을 의미할 수 있다. 즉, 중수소의 경우 수소의 동위원소로, 일부의 수소 원자는 동위원소인 중수소일 수 있으며, 이 때 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어, 중수소의 함량이 0%, 수소의 함량이 100%, 치환기는 모두 수소 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 중수소는 수소의 동위원소(isotope)중 하나로 양성자(proton) 1개와 중성자(neutron) 1개로 이루어진 중양성자(deuteron)를 원자핵(nucleus)으로 가지는 원소로서, 수소-2로 표현될 수 있으며, 원소기호는 D 또는 2H로 쓸 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 동위원소는 원자 번호(atomic number, Z)는 같지만, 질량수(mass number, A)가 다른 원자를 의미하는 동위원소는 같은 수의 양성자(proton)를 갖지만, 중성자(neutron)의 수가 다른 원소로도 해석할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 특정 치환기의 함량 T%의 의미는 기본이 되는 화합물이 가질 수 있는 치환기의 총 개수를 T1으로 정의하고, 그 중 특정의 치환기의 개수를 T2로 정의하는 경우 T2/T1Х100 = T%로 정의할 수 있다.
즉, 일 예시에 있어서,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000004
로 표시되는 페닐기에 있어 중수소의 함량 20%라는 것은 페닐기가 가질 수 있는 치환기의 총 개수는 5(식 중 T1)개이고, 그 중 중수소의 개수가 1(식 중 T2)인 경우 20%로 표시될 수 있다. 즉, 페닐기에 있어 중수소의 함량이 20%인 것은 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000005
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 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, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 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, 할로알킬기는 할로겐기로 치환된 알킬기를 의미하며, 구체적인 예로는, -CF3, -CF2CF3 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 -O(R101)로 표시되고, R101은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 -O(R102)로 표시되고, R102는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기는 -S(R103)로 표시되고, R103은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴티옥시기는 -S(R104)로 표시되고, R104는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬술폭시기는 -S(=0)2(R105)로 표시되고, R105는 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴술폭시기는 -S(=0)2(R106)로 표시되고, R106은 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
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 한정되지 않는다.
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 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기(terphenyl), 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 터페닐기는 하기 구조 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000006
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플로오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000007
,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000008
,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000009
,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000010
,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000011
,
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000012
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 피리다진기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 옥사졸기, 이속사졸기, 티아졸기, 이소티아졸기, 트리아졸기, 퓨라잔기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 디티아졸기, 테트라졸릴기, 피란기, 티오피란기, 디아진기, 옥사진기, 티아진기, 다이옥신기, 트리아진기, 테트라진기, 퀴놀린기, 이소퀴놀린기, 퀴나졸린기, 이소퀴나졸린기, 퀴노졸린기, 나프티리딘기, 아크리딘기, 페난트리딘기, 이미다조피리딘기, 디아자나프탈렌기, 트리아자인덴기, 인돌기, 인돌리진기, 벤조티아졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 디벤조카바졸기, 페나진기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나진기, 페녹사진기, 페난트리딘기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸기, 인돌로[2,3-b]카바졸기, 인돌린기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리딘기, 페난트라진기, 페노티아티아진기, 프탈라진기, 페난트롤린기, 나프토벤조퓨란기, 나프토벤조티오펜기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸기, 2,3-디히드로벤조[b]티오펜기, 2,3-디히드로벤조퓨란기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실린기, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸린기, 피리도[1,2-b]인다졸기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌린기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 치환기가 카바졸기인 경우, 카바졸의 질소 또는 탄소와 결합하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 카바졸기가 치환될 경우, 카바졸의 질소 또는 탄소에 추가의 치환기가 치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 벤조카바졸기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000013
본 명세서에 있어서, 디벤조카바졸기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000014
본 명세서에 있어서, 나프토벤조퓨란기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000015
본 명세서에 있어서, 나프토벤조티오펜기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000016
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -Si(R107)(R108)(R109)로 표시되고, R107 내지 R109는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000017
(트리메틸실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000018
(트리에틸실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000019
(t-부틸디메틸실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000020
(비닐디메틸실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000021
(프로필디메틸실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000022
(트리페닐실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000023
(디페닐실릴기),
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000024
(페닐실릴기) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)(R110)(R111)로 표시되고, R110 및 R111은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 구체적으로 알킬기 또는 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 알킬기 및 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디메틸포스핀옥사이드기, 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -N(R112)(R113)로 표시되고, R112 및 R113은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 상기 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 헤테로아릴기의 예시가 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.
인접한 기들이 형성할 수 있는 탄화수소고리 및 헤테로고리는 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리를 포함하고, 상기 고리들은 1가기가 아닌 것을 제외하고는 각각 전술한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로시클로알킬기 및 헤테로아릴기로 예시된 구조들이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 치환기로 표시되지 않은 기; 또는 수소로 표시되는 기는 모두 중수소로 치환 가능한 것을 의미할 수 있다. 즉, 수소; 또는 중수소는 서로 치환 가능한 상태임을 나타낼 수 있다.
일반적으로 수소로 결합된 화합물과 중수소로 치환된 화합물의 경우 열역학적인 거동에서 차이를 보인다. 이러한 이유는 중수소 원자의 질량이 수소에 비해 2배 크기 때문인데, 원자의 질량 차이로 인해 중수소의 경우 더 낮은 진동 에너지를 갖는 특징이 있다.
또한, 탄소와 중수소의 단일 결합 해리 에너지(Bond Dissociation Energy)는 탄소와 수소의 단일 결합 해리 에너지(Bond Dissociation Energy)보다 높다. 따라서, 중수소로 치환된 구조는 분자의 열적 안정성이 증가하여, 이를 이용한 소자의 수명이 개선되는 효과가 있다.
실리콘 웨이퍼(wafer)에 화합물을 증착하였을 때, 중수소를 포함한 물질이 분자 간 거리가 더 좁게 패킹(packing)되는 경향이 있다. 또한, 원자현미경(AFM, Atomic Force Microscope)으로 박막 표면을 보면 중수소를 포함한 화합물로 제작한 박막은 응집(Aggregate)된 곳이 없이 보다 균일한 표면으로 증착되는 것을 확인할 수 있다.
본 출원의 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 중수소 치환율이 0% 초과 100% 이하이다. 중수소가 치환된 경우, 수소 치환된 화합물에 비해 바닥상태의 에너지가 더 낮아지는 특성이 있고, 탄소-중수소 사이의 결합 길이가 짧아질수록 분자 중심의 부피(Molecular hardcore volume)는 줄어든다. 이로 인해 전기적 극성화도(Electroical polarizability)를 감소시킬 수 있으며, 분자간 상호작용(Intermolecular interaction)을 보다 약하게 만들어 소자 제작 시 더 안정한 스태킹(Stacking) 구조를 갖게 된다.
이러한 특성은 박막의 비결정성(Amorphous) 상태를 만들어 결정화도를 낮추는 효과를 유도한다. 즉, 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 OLED 소자 내열성 향상에 효과적일 수 있으며, 이로 인해 수명과 구동 특성이 개선될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000025
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
n은 1 내지 3의 정수이며, n이 2이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
Y1은 CR11 또는 N이고, Y2는 CR12 또는 N이고, Y3은 CR13 또는 N이고, Y4는 CR14 또는 N이고, Y5는 CR15 또는 N이며, 상기 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N이며,
상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성하고,
a는 0 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 및 1-2 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000026
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000027
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
X, R1 및 R2, L, Y1 내지 Y5, a, b 및 n의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
X3은 O 또는 S이고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
R4는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성하고,
d는 0 내지 7의 정수이고, d가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 프로필기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 에틸기; 또는 프로필기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 메틸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 O 또는 S일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 메틸기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 L은 직접결합; 페닐렌기; 나프틸렌기; 또는 바이페닐렌기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 1 내지 2의 정수이며, n이 2이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 2이며, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 1 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 CR11 또는 N이고, Y2는 CR12 또는 N이고, Y3은 CR13 또는 N이고, Y4는 CR14 또는 N이고, Y5는 CR15 또는 N이며, 상기 Y1 내지 Y5 중 적어도 둘은 N일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 CR11 또는 N이고, Y2는 CR12 또는 N이고, Y3은 CR13 또는 N이고, Y4는 CR14 또는 N이고, Y5는 CR15 또는 N이며, 상기 Y1, Y3 및 Y5 중 적어도 둘은 N일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 CR11 또는 N이고, Y2는 CR12 이고, Y3은 CR13 또는 N이고, Y4는 N이고, Y5는 CR15 또는 N이며, 상기 Y1, Y3 및 Y5 중 적어도 둘은 N일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 및 Y5는 N이고, Y2는 CR12 이고, Y3은 CR13 이고, Y4는 CR14일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1 및 Y3은 N이고, Y2는 CR12 이고, Y4는 CR14이고, Y5는 CR15일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 CR11이고, Y2는 CR12 이고, Y3 및 Y5는 N이고, Y4는 CR14일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1, Y3 및 Y5는 N이고, Y2는 CR12 이고, Y4는 CR14일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로고리를 형성하는 것일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로고리를 형성하는 것일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로고리를 형성하는 것일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; C1 내지 C20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 O 및 S중에서 선택되는 1 내지 2개의 이종원자를 가지고 치환 또는 비치환된 2원의 헤테로고리를 형성하는 것일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 메틸기로 치환된 플루오레닐기; 트리페닐레닐기; 페난트레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 카바졸기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 O 및 S중에서 선택되는 1 내지 2개의 이종원자를 가지고 치환 또는 비치환된 2원의 헤테로고리를 형성하는 것일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 중수소 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 중수소 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 중수소 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 중수소 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar2는 중수소 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 또는 중수소 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 에틸기; 치환 또는 비치환된 프로필기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 메틸기; 에틸기; 프로필기; 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 수소; 또는 중수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, a는 0 내지 2의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, a는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, a는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, b는 0 내지 3의 정수이고, b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, b는 0 내지 2의 정수이고, b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, b는 1이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, b는 0이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R4는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 각각 독립적으로 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3은 O 또는 S일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%이거나, 10% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%이거나, 30% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%이거나, 50% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%이거나, 70% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%이거나, 90% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 10% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 30% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 70% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 90% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 내지 1-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000028
[화학식 1-4]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000029
[화학식 1-5]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000030
[화학식 1-6]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000031
상기 화학식 1-3 내지 화학식 1-6에 있어서,
X, Ar1, R1, R2, L, a, b 및 n의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
X2는 O 또는 S이고,
R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R6은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
f는 0 내지 4의 정수이고, f가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 C6 내지 C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; C1 내지 C20의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 중수소 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 터페닐기; 메틸기로 치환된 플루오레닐기; 트리페닐레닐기; 페난트레닐기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 카바졸기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 수소; 또는 중수소일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 수소이다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물을 제공한다.
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본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 하나의 예시이며, 이에 한정되지 않고, 추가의 치환기를 포함하는 화학식 1에 포함되는 다른 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 화합물의 중수소의 치환위치는 중수소 치환 및 합성과정에서 특정 위치가 제외되고, 수소와 중수소가 혼재하여 존재할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료 및 전자주입재료에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 구조에 다양한 치환기를 도입하거나, 결합 위치를 변경함으로써 밴드갭을 미세하게 조절할 수 있으며, 한편으로 유기물층 간 계면에서의 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 열적 안정성이 우수하며, 이러한 열적 안정성은 유기 발광 소자에 구동 안정성을 제공하며, 수명 특성을 향상시킨다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 1종 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 2종 이상 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 발광층의 발광재료로 사용될 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 발광층의 호스트 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극일 수 있고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극일 수 있고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 청색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1에 따른 헤테로고리 화합물은 청색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 녹색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 녹색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 적색 유기 발광 소자일 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 적색 유기 발광 소자의 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 것과 동일하다.
본 발명의 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 이리듐계 도펀트로 녹색 인광 도펀트인Ir(ppy)3이 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 이리듐계 도펀트로 적색 인광 도펀트인 (piq)2(Ir)(acac)가 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자의 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자의 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자주입층 또는 전자수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공저지층을 포함하고, 상기 정공저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공수송층, 발광층 또는 전자저지층을 포함하고, 상기 정공수송층, 발광층 또는 전자저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공수송층 또는 정공수송 보조층을 포함하고, 상기 정공수송층 또는 정공수송 보조층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 출원의 유기 발광 소자에 있어서, 양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n-type 호스트 재료 또는 p-type 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 정공수송 보조층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 4에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3 및 도 4는 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.
도 4에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 전자 저지층(307), 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.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층은 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000060
상기 화학식 2에 있어서,
X1은 O 또는 S이고,
R20은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
t는 0 내지 6의 정수이고, t가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, X1은 O이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, R20은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R20은 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.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R20은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, R20은 수소; 또는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 함량은 0%이거나, 20% 내지 100%일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 함량은 0%이거나, 40% 내지 100%일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 함량은 0%이거나, 60% 내지 100%일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 함량은 0%이거나, 80% 내지 100%일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 중수소 함량은 0%이거나, 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소 또는 C6 내지 C40의 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 중수소로 치환된 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 나프틸기, 페난트렌기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 카바졸기일 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 나프틸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000061
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000062
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000063
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000064
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000065
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000066
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000067
상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함하는 유기 발광 소자는 상기 기재한 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 내용이 적용될 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 발광층의 발광재료로 사용될 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 발광층의 발광재료로 사용될 수 있으며, p-type 호스트 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다. 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 예비혼합(pre-mixed)하여 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층의 n-type 호스트 물질로 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하고, p-type 호스트 물질로 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 각각의 개별적인 공급원으로 공급한 후, 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 예비 혼합(pre-mixed)하여 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 조성물 내의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1 일 수 있으며, 1 : 8 내지 8: 1 일 수 있고, 1 : 5 내지 5 : 1 일 수 있으며, 1 : 2 내지 2 : 1 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 조성물은 유기 발광 소자의 유기물층 형성시 이용할 수 있고, 특히 발광층의 호스트 물질로 보다 바람직하게 이용할 수 있다.
상기 조성물은 둘 이상의 화합물이 단순 혼합되어 있는 형태이며, 유기 발광 소자의 유기물층 형성 전에 파우더 상태의 재료를 혼합할 수도 있고, 적정 온도 이상에서 액상 상태로 되어있는 화합물을 혼합할 수 있다. 상기 조성물은 각 재료의 녹는점 이하에서는 고체 상태이며, 온도를 조정하면 액상으로 유지할 수 있다.
상기 조성물은 추가로 용매, 첨가제 등 당 기술분야에 공지된 재료들이 추가로 포함될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
<합성예>
[제조예 1] 화합물 3의 제조
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1) 화합물 3-2의 제조
화합물 1-bromo-6-chloronaphtho[1,2-b]benzofuran (A) (15g, 0.045mol, 1eq), phenylboronic acid (B) (6.6g, 0.054mol, 1.2eq), K2CO3 (18.8g, 0.136mol, 3eq), Pd(PPh3)4 (2.6g, 0.002mol, 0.05eq)에 1,4-dioxane (300ml), H2O (60ml) 을 넣고 100℃에서 8h 교반하였다. 물 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드(MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 3-2 12g을 81%의 수율로 얻었다.
2) 화합물 3-3의 제조
화합물 3-2 (12g, 0.036mol, 1eq) 4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) (13.9g, 0.055mol, 1.5eq), KOAc (10.73g, 0.109mol, 3eq), Pd(dba)2 (1g, 0.002mol, 0.05eq), P(Cy)3 (1g, 0.004mol, 0.1eq)에 1,4-dioxane (120ml) 을 넣고 100℃에서 9h 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드(MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 3-3 10g을 65%의 수율로 얻었다.
3) 화합물 3의 제조
화합물 3-3 (10g, 0.024mol, 1eq), 2-chloro-4-(naphthalen-2-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazine (C) (8.3g, 0.026 mol, 1.1eq), K2CO3 (9.8g, 0.071mol, 3eq), Pd(PPh3)4 (1.4g, 0.001mol, 0.05eq)에 1,4-dioxane (200ml), H2O (50ml) 을 넣고 100℃에서 7h 교반하였다. 물 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드(MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 3 9g을 64%의 수율로 얻었다.
[제조예 2] 화합물 PH4의 제조
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000069
1) 화합물 PH4-2의 제조
PH4-1 (10g, 0.030mol, 1eq), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (D) (8.9g, 0.033mol, 1.1eq), K2CO3 (12.6g, 0.091mol, 3eq), Pd(PPh3)4 (1.4g, 0.0015mol, 0.05eq)에 1,4-dioxane (300ml), H2O (60ml) 을 넣고 100℃에서 8h 교반하였다. 물 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드(MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 PH4-2 9g을 68%의 수율로 얻었다.
2) 화합물 PH4의 제조
화합물 PH4-2 (9g, 0.021mol, 1eq), N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)dibenzo[b,d]furan-3-amine (E) (7.7g, 0.023mol, 1.1eq), NaOt-Bu (4g, 0.041mol, 2eq), Pd2(dba)3 (0.9g, 0.001mol, 0.05eq), XPhos (1g, 0.002mol, 0.1eq)에 xylene (180ml) 을 넣고 100℃에서 9h 교반하였다. 물 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드(MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 PH4 9g을 59%의 수율로 얻었다.
상기 제조예 1에서 (A), (B), (C)와 상기 제조예 2에서 (D), (E) 대신 하기 표 1의 중간체 A, B, C, D, E를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1 내지 2의 제조와 동일한 방법으로 화합물을 합성하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000070
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000071
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000072
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000073
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000074
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000075
[제조예 3] 화합물 557의 제조
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000076
제조예 1에서 제조한 화합물 310 (7g, 0.011mol, 1eq), 트리플릭산(Triflic acie, TfOH) (2.4g, 0.016mol, 1.5eq), D6-벤젠(D6-Benzene) (70ml)을 넣은 후 100℃에서 7시간 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결시킨 후 메틸렌클로라이드(MC)와 물을 이용하여 추출하였다. 그 후 MgSO4로 수분을 제거하였다. 실리카겔(Silicagel) 컬럼으로 분리하여 화합물 557 6g을 82%의 수율로 얻었다.
상기 제조예들과 같은 방법으로 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다. 하기 표 2는 1H NMR(CDCl3, 200Mz)의 측정값이고, 하기 표 3은 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
[표 2]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000077
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000078
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000079
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000080
[표 3]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000081
[실험예]
<실험예 1>
(1) 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO, Indium Tinoxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultraviolet Ozone)처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino] triphenylamine) 및 정공 수송층 NPB(N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 적색 호스트로 하기 표 4 에 기재된 화합물을 하나의 공급원에서 증착하였고, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 Ir 화합물을 3 wt% 도핑하여 400Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 Bphen(Bathophenanthroline)를 30Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 250Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-8~10-6torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 본 발명에 따라 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 색좌표(CIE), 수명을 측정한 결과는 하기 표 4와 같았다.
[표 4]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000082
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000083
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000084
상기 표 4의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 호스트 재료를 이용한 유기 발광 소자는 비교예에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율 및 수명이 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다.
본 출원에 따른 헤테로고리 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 유기 발광 소자의 발광층에 사용하기에 적절한 분자량과 밴드갭을 갖는다.
적절한 분자량은 유기 발광 소자의 발광층의 형성을 용이하게 해주며, 적절한 밴드갭은 발광층의 전자와 정공의 유실을 막아, 효과적인 재결합 영역의 형성을 돕는다.
또한 적절한 위치에 치환된 전자 전달 특성을 가진 헤테로고리 화합물은 다른 위치에 치환된 화합물보다 도판트에서 일어나는 정공 저지 현상을 해소시켜 위의 소자평가에서 알 수 있듯이 비교예보다 본 발명의 화합물이 구동, 효율, 수명 모든 면에서 우수함을 가져다 주었음을 확인할 수 있었다.
<실험예 2>
(1) 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO, Indium Tinoxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultraviolet Ozone)처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine), 정공 수송층 NPB(N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine) 및 전자 저지층 TAPC(cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine] 을 형성시켰다. 그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 적색 호스트로 하기 표 5 에 기재된 화합물 두 종을 하나의 공급원에서 증착하였고, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 Ir 화합물을 3 wt% 도핑하여 400Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 Bphen를 30Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 TPBI (2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole))를 250Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다. 상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 본 발명에 따라 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 발광효율, 색좌표(CIE), 수명을 측정한 결과는 하기 표 5와 같았다.
[표 5]
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000085
Figure PCTKR2023013236-appb-img-000086
상기 표 5의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 헤테로고리 화합물을 N 타입 host로 사용하고 P타입 host와 혼합하여 증착하는 경우, 유기 발광 소자의 구동, 효율, 수명이 개선됨을 확인할 수 있었다.
정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우 N+P 화합물의 엑시플렉스(exciplex) 현상으로 인하여, 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 소자 내의 전하 균형(Charge balance)을 맞출 수 있게 된다. 이는 적절한 전자 전달 특성을 갖는 N타입 Host화합물과 적절한 정공 전달 특성을 갖는 P타입 Host화합물을 알맞은 비율로 조합할 경우 구동 효율 및 수명 향상에 도움을 줄 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000087
    상기 화학식 1에 있어서,
    X는 O, S 또는 -C(Ra)(Rb)이고, 상기 Ra 및 Rb는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
    n은 1 내지 3의 정수이며, n이 2이상인 경우 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    Y1은 CR11 또는 N이고, Y2는 CR12 또는 N이고, Y3은 CR13 또는 N이고, Y4는 CR14 또는 N이고, Y5는 CR15 또는 N이며, 상기 Y1 내지 Y5 중 적어도 하나는 N이며,
    상기 R11 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로고리를 형성하고,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성하고,
    a는 0 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
    b는 0 내지 4의 정수이고, b가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 및 1-2 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000088
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000089
    상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
    X, R1 및 R2, L, Y1 내지 Y5, a, b 및 n의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
    X3은 O 또는 S이고,
    Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    R4는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소고리 또는 헤테로고리를 형성하고,
    d는 0 내지 7의 정수이고, d가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기인 것인 헤테로고리 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기인 것인 헤테로고리 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 내지 1-6 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000090
    [화학식 1-4]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000091
    [화학식 1-5]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000092
    [화학식 1-6]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000093
    상기 화학식 1-3 내지 화학식 1-6에 있어서,
    X, Ar1, R1, R2, L, a, b 및 n의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
    X2는 O 또는 S이고,
    R51 내지 R59는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R6은 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    f는 0 내지 4의 정수이고, f가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0%이거나, 10% 내지 100%인 것인 헤테로고리 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000094
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000095
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000096
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000097
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000098
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000099
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000100
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000101
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000102
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000103
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000104
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000105
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000106
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000107
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000108
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000109
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000110
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000111
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000112
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000113
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000114
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000115
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000116
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000117
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000118
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000119
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000120
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000121
    .
  8. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000122
    상기 화학식 2에 있어서,
    X1은 O 또는 S이고,
    R20은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    t는 1 내지 4의 정수이고, t가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
    Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소 함량은 0% 내지 100%인 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000123
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000124
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000125
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000126
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000127
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000128
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000129
    .
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함하며, 상기 호스트 물질은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 8에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물; 및 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2023013236-appb-img-000130
    상기 화학식 2에 있어서,
    X1은 O 또는 S이고,
    R20은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    t는 1 내지 4의 정수이고, t가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 같거나 상이하고,
    Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R16 및 R17은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 조성물 내의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1 인 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020159337A1 (ko) * 2019-02-01 2020-08-06 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US20210005822A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compound and organic electroluminescent device comprising the same
WO2021060865A1 (ko) * 2019-09-27 2021-04-01 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220021605A (ko) * 2020-08-14 2022-02-22 엘티소재주식회사 유기 발광 소자 및 유기물층 형성용 조성물
KR20220025320A (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 덕산네오룩스 주식회사 발명의 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020159337A1 (ko) * 2019-02-01 2020-08-06 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US20210005822A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compound and organic electroluminescent device comprising the same
WO2021060865A1 (ko) * 2019-09-27 2021-04-01 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20220021605A (ko) * 2020-08-14 2022-02-22 엘티소재주식회사 유기 발광 소자 및 유기물층 형성용 조성물
KR20220025320A (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 덕산네오룩스 주식회사 발명의 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

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