KR20220119909A - 헤테로시클릭 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치 - Google Patents
헤테로시클릭 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치 Download PDFInfo
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Abstract
하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 헤테로시클릭 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치가 개시된다:
상기 화학식 1-1 및 1-2에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 1-1 및 1-2에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
Description
헤테로시클릭 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치가 제시된다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 종래 소자에 비하여, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다.
일예에 따르면, 유기 발광 소자는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층 포함할 수 있다. 상기 애노드와 발광층 사이에는 정공 수송 영역이 구비될 수 있고, 상기 발광층과 캐소드 사이에는 전자 수송 영역이 구비될 수 있다. 상기 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자는 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
헤테로시클릭 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 하기 화학식 11, 12 및 14 내지 17 중 어느 하나로 표시되는, 헤테로시클릭 화합물이 제공된다:
<화학식 11>
<화학식 12>
<화학식 14>
<화학식 15>
<화학식 16>
<화학식 17>
상기 화학식 11, 12 및 14 내지 17 중,
A11 및 A13는 서로 독립적으로, 하기 화학식 2-1로 표시되는 그룹이고,
A12는 하기 화학식 2-2로 표시되는 그룹이고,
A14는 하기 화학식 2-3으로 표시되는 그룹이고,
상기 화학식 2-1 내지 2-3 중,
X11 내지 X16, Y11 내지 Y16 및 Z11 내지 Z16은 서로 독립적으로 탄소 원자이고, X13 내지 X16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 각각 상기 화학식 1-1 중의 *1 및 *2이거나 상기 화학식 1-2 중의 *5 및 *6이고, Y13 내지 Y16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 각각 상기 화학식 1-1 중의 *3 및 *4이고, Z14 내지 Z16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 상기 화학식 1-2 중의 *7 및 *8이고,
상기 화학식 11 중, ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 v) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15일 수 있고, 상기 화학식 12 중, i) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 iv) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15일 수 있고, 상기 화학식 14 중, i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있고, 상기 화학식 15 중, iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 상기 화학식 16 중, iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있고, 상기 화학식 17 중, iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이고,
R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C7-C60알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
b11, b14, 및 b19는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3이고,
b12, b15 및 b18은 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이고,
b13 및 b16은 서로 독립적으로, 0, 1, 또는 2이고;
b17은 0, 또는 1이고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다.
다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한 유기층; 을 포함하고, 상술한 헤테로시클릭 화합물을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
또 다른 측면에 따르면, 상술한 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치가 제공된다.
상기 헤테로시클릭 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 향상된 효율 및/또는 색순도를 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자(1)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 또 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 또 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시될 수 있다:
상기 화학식 1-1 및 1-2 중, A11 및 A13는 서로 독립적으로, 하기 화학식 2-1로 표시되는 그룹이고, A12는 하기 화학식 2-2로 표시되는 그룹이고, A14는 하기 화학식 2-3으로 표시되는 그룹일 수 있다:
상기 화학식 2-1 내지 2-3 중, X11 내지 X16, Y11 내지 Y16 및 Z11 내지 Z16은 서로 독립적으로 탄소 원자이고, X13 내지 X16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 각각 상기 화학식 1-1 중의 *1 및 *2이거나 상기 화학식 1-2 중의 *5 및 *6이고, Y13 내지 Y16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 각각 상기 화학식 1-1 중의 *3 및 *4이고, Z14 내지 Z16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 상기 화학식 1-2 중의 *7 및 *8이다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중, B11은 하기 화학식 2-4로 표시되는 그룹일 수 있다:
상기 화학식 2-4 중, W11 및 W12는 서로 독립적으로 탄소 원자이고, W11 및 W12는 상기 화학식 1-1 중의 *1 및 *2이다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중, B12는 하기 화학식 2-5로 표시되는 그룹일 수 있다:
상기 화학식 2-5 중, W13 및 W14는 서로 독립적으로 탄소 원자이고, W13 및 W14는 상기 화학식 1-2 중의 *5 및 *6이다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중, C11 및 C12는 서로 독립적으로, 하기 화학식 2-6으로 표시되는 그룹일 수 있다:
상기 화학식 2-6 중, W15 및 W16은 서로 독립적으로 탄소 원자이고, W15 및 W16은 각각 상기 화학식 1-1 중의 *3 및 *4이거나 상기 화학식 1-2 중의 *7 및 *8이다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중, R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C7-C60알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1-1 및 1-2 중, R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, -SF5, C1-C20알킬기 C1-C20알케닐기, C1-C20알콕시기, 또는 C1-C20알킬티오기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C10알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, (C1-C20알킬)시클로펜틸기, (C1-C20알킬)시클로헥실기, (C1-C20알킬)시클로헵틸기, (C1-C20알킬)시클로옥틸기, (C1-C20알킬)아다만타닐기, (C1-C20알킬)노르보나닐기, (C1-C20알킬)노르보네닐기, (C1-C20알킬)시클로펜테닐기, (C1-C20알킬)시클로헥세닐기, (C1-C20알킬)시클로헵테닐기, (C1-C20알킬)비시클로[1.1.1]펜틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.1.1]헥실기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.1]헵틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알케닐기, C1-C20알콕시기, 또는 C1-C20알킬티오기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, 중수소화 C2-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, (C1-C20알킬)시클로펜틸기, (C1-C20알킬)시클로헥실기, (C1-C20알킬)시클로헵틸기, (C1-C20알킬)시클로옥틸기, (C1-C20알킬)아다만타닐기, (C1-C20알킬)노르보나닐기, (C1-C20알킬)노르보네닐기, (C1-C20알킬)시클로펜테닐기, (C1-C20알킬)시클로헥세닐기, (C1-C20알킬)시클로헵테닐기, (C1-C20알킬)비시클로[1.1.1]펜틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.1.1]헥실기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.1]헵틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -Ge(Q21)(Q22)(Q23), -C(Q21)(Q22)(Q23), -B(Q21)(Q22), -N(Q21)(Q22) 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기 또는 아자디벤조티오페닐기; 또는
-Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2);
이고,
Q1 내지 Q3 및 Q21 내지 Q23은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기; 일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 1-1 및 1-2 중, R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C2-C10알케닐기, C1-C10알콕시기, C1-C10알킬티오기, 하기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 하기 화학식 9-201 내지 9-236 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 9-201 내지 9-236 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 9-201 내지 9-236 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-201 내지 10-358 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 10-201 내지 10-358 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-201 내지 10-358 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F 로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다:
상기 화학식 9-1 내지 9-39, 9-201 내지 9-236, 10-1 내지 10-130 및 10-201 내지 10-380 중 *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, Ph는 페닐기이고, TMS 및 SiMe3는 트리메틸실릴기이고, TMG 및 GeMe3는 트리메틸저밀기(trimethylgermyl)이다.
상기 "화학식 9-1 내지 9-39 중 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹" 및 "화학식 9-201 내지 9-236 중 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹"은 예를 들면, 하기 화학식 9-501 내지 9-514 및 9-601 내지 9-636으로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 "화학식 9-1 내지 9-39 중 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹" 및 "화학식 9-201 내지 9-236 중 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹"은 예를 들면, 하기 화학식 9-701 내지 9-710으로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 "화학식 10-1 내지 10-130 중 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹" 및 "화학식 10-201 내지 10-358 중 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹"은 예를 들면, 하기 화학식 10-501 내지 10-576으로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 "화학식 10-1 내지 10-130 중 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹" 및 "화학식 10-201 내지 10-358 중 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹"은 예를 들면, 하기 화학식 10-601 내지 10-617로 표시된 그룹일 수 있다:
더욱 구체적으로, 상기 화학식 1-1 및 1-2 중, R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F 로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2);
이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중, b11 내지 b19는 각각 R11 내지 R19의 치환 개수를 의미하며, b11, b14, 및 b19는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3이고, b12, b15 및 b18은 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이고, b13 및 b16은 서로 독립적으로, 0, 1, 또는 2이고, b17은 0, 또는 1일 수 있다. 상기 화학식 1-1 및 1-2 중, b11 내지 b19가 2 이상인 경우 복수개의 R11 내지 R19는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
단, 상기 헤테로시클릭 화합물 중에서, 상기 화학식 1-1 중, X14가 *1이고, X15가 *2이고, W12가 *1이고, W11이 *2이고, Y15가 *3이고, Y14가 *4이고, W16이 *3이고, W15가 *4인 경우는 제외된다.
구체적으로, 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 화학식 X로 표시되지 않을 수 있다:
<화학식 X>
상기 화학식 X 중, R11 내지 R14, R16, R18, R19, b11 내지 b14, b16, b18 및 b19에 대한 설명은 전술한 바를 참조한다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1-1 중, W11가 *1이고, W12가 *2이고, W15가 *3이고, W16이 *4이거나;
상기 화학식 1-1 중, W11가 *1이고, W12가 *2이고, W15가 *4이고, W16이 *3이거나;
상기 화학식 1-1 중, W11가 *2이고, W11가 *1이고, W15가 *3이고, W16이 *4이거나;
상기 화학식 1-2 중, W13가 *6이고, W14가 *5이고, W15가 *8이고, W16이 *7이거나;
상기 화학식 1-2 중, W13가 *6이고, W14가 *5이고, W15가 *7이고, W16이 *8이거나;
상기 화학식 1-2 중, W13가 *5이고, W14가 *6이고, W15가 *8이고, W16이 *7이거나; 또는
상기 화학식 1-2 중, W13가 *6이고, W14가 *6이고, W15가 *7이고, W16이 *8일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 화학식 11 내지 17 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 11>
<화학식 12>
<화학식 13>
<화학식 14>
<화학식 15>
<화학식 16>
<화학식 17>
상기 화학식 11 내지 17 중, A11 내지 A14, R11 내지 R19, b11 내지 b19, X11, X12, Y11, Y12 및 Z11 내지 Z13에 대한 설명은 전술한 바를 참조한다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 11 중, i) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; iii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16이거나; iv) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; v) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; vi) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16이거나; vii) *1은 X15이고, *2는 X16이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; viii) *1은 X15이고, *2는 X16이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 ix) *1은 X15이고, *2는 X16이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 12 중, i) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; iii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16이거나; iv) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; v) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16이거나; 또는 vi) *1은 X15이고, *2는 X16이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 13 중, i) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; iii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16이거나; iv) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; v) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16이거나; 또는 vi) *1은 X15이고, *2는 X16이고, *3은 Y15이고, *4는 Y16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 14 중, i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; ii) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; v) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 vi) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 15 중, i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; ii) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; v) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 vi) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 16 중, i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; ii) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; v) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 vi) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 17 중,i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; ii) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이거나; v) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 vi) *5은 X15이고, *6는 X16이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 화학식 11-1 내지 11-9, 12-1 내지 12-6, 13-1 내지 13-5, 14-1 내지 14-6, 15-1 내지 15-6, 16-1 내지 16-6 및 17-1 내지 17-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
상기 화학식 11-1 내지 11-9, 12-1 내지 12-6, 13-1 내지 13-5, 14-1 내지 14-6, 15-1 내지 15-6, 16-1 내지 16-6 및 17-1 내지 17-6 중,
R11a 내지 R11c의 정의는 R11의 정의를 참조하고,
R12a 내지 R12d의 정의는 R12의 정의를 참조하고,
R13a 및 R13b의 정의는 R13의 정의를 참조하고,
R14a 내지 R14c의 정의는 R14의 정의를 참조하고,
R15a 내지 R15d의 정의는 R15의 정의를 참조하고,
R16a 및 R16b의 정의는 R16의 정의를 참조하고,
R17a의 정의는 R17의 정의를 참조하고,
R18a 내지 R18d의 정의는 R18의 정의를 참조하고,
R19a 내지 R19c의 정의는 R19의 정의를 참조한다.
구체적으로, 상기 화학식 11-1, 11-2 및 11-5의 R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-3 및 11-6의 R11b, R12c, R14b, R16b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-4의 R11b, R12c, R14b, R16a, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-7, 11-8 및 11-9의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-1, 12-2, 12-4의 R11b, R12c, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-3의 R11b, R12c, R14b, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-5의 R11b, R12c, R14b, R16a, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-6, 13-1, 13-3의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R16a, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-2의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-4의 R11b, R12c, R14b, R16a, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-5의 R11b, R12c, R13b, R14b, R16a, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 15-3, 15-4, 16-1, 16-2, 16-3, 16-4 및 17-3, 17-4의 R11b, R12c, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 14-5, 14-6, 16-5, 16-6의 R11b, R12c, R13a, R13b, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 15-1, 15-2, 17-1, 17-2의 R11b, R12c, R13a, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나 및 상기 화학식 15-5, 15-6, 17-5 및 17-6의 R11b, R12c, R13b, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 11-1, 11-2 및 11-5의 R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-3 및 11-6의 R11b, R12c, R14b, R16b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-4의 R11b, R12c, R14b, R16a, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-7, 11-8 및 11-9의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-1, 12-2, 12-4의 R11b, R12c, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-3의 R11b, R12c, R14b, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-5의 R11b, R12c, R14b, R16a, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-6, 13-1, 13-3의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R16a, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-2의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-4의 R11b, R12c, R14b, R16a, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-5의 R11b, R12c, R13b, R14b, R16a, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 15-3, 15-4, 16-1, 16-2, 16-3, 16-4 및 17-3, 17-4의 R11b, R12c, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 14-5, 14-6, 16-5, 16-6의 R11b, R12c, R13a, R13b, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 15-1, 15-2, 17-1, 17-2의 R11b, R12c, R13a, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나 및 상기 화학식 15-5, 15-6, 17-5 및 17-6의 R11b, R12c, R13b, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;이고,
나머지 치환기는 수소일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 11-1, 11-2 및 11-5의 R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-3 및 11-6의 R11b, R12c, R14b, R16b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-4의 R11b, R12c, R14b, R16a, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 11-7, 11-8 및 11-9의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-1, 12-2, 12-4의 R11b, R12c, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-3의 R11b, R12c, R14b, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-5의 R11b, R12c, R14b, R16a, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-6, 13-1, 13-3의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R16a, R16b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-2의 R11b, R12c, R13a, R13b, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-4의 R11b, R12c, R14b, R16a, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 13-5의 R11b, R12c, R13b, R14b, R16a, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 15-3, 15-4, 16-1, 16-2, 16-3, 16-4 및 17-3, 17-4의 R11b, R12c, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 14-5, 14-6, 16-5, 16-6의 R11b, R12c, R13a, R13b, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 15-1, 15-2, 17-1, 17-2의 R11b, R12c, R13a, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나 및 상기 화학식 15-5, 15-6, 17-5 및 17-6의 R11b, R12c, R13b, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 A-1 내지 A-29 중에서 선택되고,
나머지 치환기는 수소일 수 있다:
상기 화학식 A-1 내지 A-29 중,
R은 수소, CN, 메틸기, t-부틸기 또는 페닐기이고,
x는 1 내지 5의 정수이고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 그룹 HC1 내지 HC10 중에서 선택될 수 있다:
<그룹 HC1>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 11-2로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 1을 만족함.
<그룹 HC2>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 11-5로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 2를 만족함.
<그룹 HC3>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 12-1로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 3을 만족함.
<그룹 HC4>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 12-2로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 4을 만족함.
<그룹 HC5>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 12-4로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 5을 만족함.
<그룹 HC6>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 14-1로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 6을 만족함.
<그룹 HC7>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 14-3로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 7을 만족함.
<그룹 HC8>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 15-4로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 8을 만족함.
<그룹 HC9>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 16-4로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 9을 만족함.
<그룹 HC10>
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 화학식 17-4로 표시되고, 치환기 정의가 하기 표 10을 만족함.
상기 표 1 내지 10 중, H는 수소이고, CN은 시아노기이고, Me은 메틸기이고, t-Bu은 t-부틸기이고, Ph는 페닐기이고, 4-t-BuPh, 1,3-di-t-BuPh, 9-Cbz, DPA, 2-DBF 및 2-DBT는 하기와 같이 표시된다:
상기 4-t-BuPh, 1,3-di-t-BuPh, 9-Cbz, DPA, 2-DBF 및 2-DBT 중, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 화학식 11, 12 및 14 내지 17 중 어느 하나로 표시될 수 있고, 상기 화학식 11 중, ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 v) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15일 수 있고, 상기 화학식 12 중, i) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 iv) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15일 수 있고, 상기 화학식 14 중, i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있고, 상기 화학식 15 중, iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 상기 화학식 16 중, iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있고, 상기 화학식 17 중, iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중, R11a 내지 R11c, R12a 내지 R12d, R13a 및 R13b, R14a 내지 R14c, R15a 내지 R15d, R16a 및 R16b, R17a, R18a 내지 R18d 및 R19a 내지 R19c는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, -SF5, C1-C20알킬기 C1-C20알케닐기, C1-C20알콕시기, 또는 C1-C20알킬티오기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C10알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, (C1-C20알킬)시클로펜틸기, (C1-C20알킬)시클로헥실기, (C1-C20알킬)시클로헵틸기, (C1-C20알킬)시클로옥틸기, (C1-C20알킬)아다만타닐기, (C1-C20알킬)노르보나닐기, (C1-C20알킬)노르보네닐기, (C1-C20알킬)시클로펜테닐기, (C1-C20알킬)시클로헥세닐기, (C1-C20알킬)시클로헵테닐기, (C1-C20알킬)비시클로[1.1.1]펜틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.1.1]헥실기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.1]헵틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알케닐기, C1-C20알콕시기, 또는 C1-C20알킬티오기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, 중수소화 C2-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, (C1-C20알킬)시클로펜틸기, (C1-C20알킬)시클로헥실기, (C1-C20알킬)시클로헵틸기, (C1-C20알킬)시클로옥틸기, (C1-C20알킬)아다만타닐기, (C1-C20알킬)노르보나닐기, (C1-C20알킬)노르보네닐기, (C1-C20알킬)시클로펜테닐기, (C1-C20알킬)시클로헥세닐기, (C1-C20알킬)시클로헵테닐기, (C1-C20알킬)비시클로[1.1.1]펜틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.1.1]헥실기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.1]헵틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기 또는 아자디벤조티오페닐기; 또는
-Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2);
이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기; 일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중, R11a 내지 R11c, R12a 내지 R12d, R13a 및 R13b, R14a 내지 R14c, R15a 내지 R15d, R16a 및 R16b, R17a, R18a 내지 R18d 및 R19a 내지 R19c는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C2-C10알케닐기, C1-C10알콕시기, C1-C10알킬티오기, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-201 내지 9-236 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-201 내지 9-236 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-201 내지 9-236 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-201 내지 10-358 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-201 내지 10-358 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-201 내지 10-358 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중, R11a 내지 R11c, R12a 내지 R12d, R13a 및 R13b, R14a 내지 R14c, R15a 내지 R15d, R16a 및 R16b, R17a, R18a 내지 R18d 및 R19a 내지 R19c는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기; 일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중, 상기 화학식 11-2 및 11-5의 R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-1, 12-2, 12-4의 R11b, R12c, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나 및 상기 화학식 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4의 R11b, R12c, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중, 상기 화학식 11-2 및 11-5의 R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-1, 12-2, 12-4의 R11b, R12c, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나 및 상기 화학식 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4의 R11b, R12c, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;이고,
나머지 치환기는 수소일 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 상기 화학식 11-5로 표시될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 헤테로시클릭 화합물은 상기 그룹 HC2 중에서 선택될 수 있고, 더욱 구체적으로, 상기 헤테로시클릭 화합물은 화합물 115001 또는 115002일 수 있다.
상기 헤테로시클릭 화합물은 
로 표시되는 부분 구조(이하, "ICz 부분 구조"라 함)가 3개 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 헤테로시클릭 화합물은 ICz 부분 구조를 1개 또는 2개 포함하는 화합물에 비하여 다중 공진(Multi-Resonance) 특성이 향상된다. 이로써, ΔEST 값에 관계없이 역 계간전이(Reverse Inter System Crossing; RISC) 속도가 향상되므로, 이를 포함한 유기 발광 소자의 효율이 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 향상된 다중 공진 특성을 갖기 때문에, 상기 헤테로시클릭 화합물은 반치전폭이 상대적으로 작을 수 있고, 이를 포함하는 유기 발광 소자의 색순도 및/또는 변환효율이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 헤테로시클릭 화합물의 반치전폭은 35 nm 미만일 수 있다. 구체적으로, 상기 헤테로시클릭 화합물의 반치전폭은 15 nm 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 1 내지 4를 만족할 수 있다:
<조건 1>
ΔEST > ΔEST2 + ΔE'TT
<조건 2>
0 eV < ΔEST2 + ΔE'TT ≤ 1.0 eV
<조건 3>
0 eV < ΔE'TT ≤ 0.30 eV
<조건 4>
ΔEST2 > 0 eV
상기 조건 1 내지 4 중,
ΔEST는 상기 헤테로시클릭 화합물의 S1 평형 구조에서 계산된 최저 여기 일중항 에너지 레벨과 상기 헤테로시클릭 화합물의 T1 평형 구조에서 계산된 최저 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이이고;
ΔEST2는 상기 헤테로시클릭 화합물의 S1 평형 구조에서 계산된 최저 여기 일중항 에너지 레벨과 상기 헤테로시클릭 화합물의 T2 평형 구조에서 계산된 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이이고;
ΔE'TT는 상기 헤테로시클릭 화합물의 T2 평형 구조에서 계산된 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨과 상기 헤테로시클릭 화합물의 T2 평형 구조에서 계산된 최저 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이이다.
상기 평형 구조는 Turbomole 프로그램(문헌[F. Furche et al. WIRESs: Comput. Mol. Sci. 4, 91-100 (2014)])을 사용하여 최적화한 것이다. 구체적으로, Tamm-Dancoff 근사 하에서 PBE0 범함수를 사용한 시간-의존 (time-dependent) 밀도범함수 이론(density functional theory; DFT)을 T1, T2 및 S1 상태의 구조 최적화에 사용하였다. 정규 모드(normal modes)를 얻기 위해 진동수(frequency) 계산을 수행하였고, 최저 에너지 구조를 확인하였다. Q-Chem 프로그램(문헌[Y. Shao et al. Mol. Phys. 113, 184-215 (2015)])을 사용하여 여기된 삼중항 상태와 T1 상태 사이의 비단열 결합(nonadiabatic coupling)을 계산하였다. 또한, Q-Chem 프로그램을 일-전자 Breit-Pauli 스핀-궤도 연산자를 사용하여 TDDFT 상태 사이의 스핀-궤도 커플 링을 계산하였다. 모든 원자에 대해 def2-SVP 기저 함수 집합(basis set)을 사용하였다.
더욱 구체적으로, 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 3A를 만족할 수 있다:
<조건 3A>
0 eV < ΔE'TT ≤ 0.15 eV
상기 조건 3A 중, ΔE'TT는 전술한 바를 참조한다.
일반적으로, ΔEST가 상대적으로 작은 화합물만이 열활성화 지연 형광을 방출하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 상기 헤테로시클릭 화합물이 ΔEST가 상대적으로 크더라도 조건 1 내지 4를 만족함으로써, 상기 헤테로시클릭 화합물이 열활성화 지연 형광을 방출할 수 있고, 이를 포함하는 유기 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 헤테로시클릭 화합물을 센서타이저로 사용함으로써, 삼중항으로 전달된 에너지는 일중항으로 역항간 교차하여, 그 다음 헤테로시클릭 화합물의 일중항 에너지가 
에너지 전이를 통해 도펀트로 전이되도록 함으로써, 유기 발광 소자의 효율 및 수명을 동시에 향상시킬 수도 있다.
상기 헤테로시클릭 화합물이 유기 발광 소자의 도펀트로서 역할하는 경우, 상기 헤테로시클릭 화합물은 청색광, 예를 들어, 550 nm 이하, 구체적으로 400 nm 내지 500 nm, 더욱 구체적으로, 420 nm 내지 480 nm, 특히, 460 nm 이하의 최대 발광 파장을 갖는 청색광을 방출할 수 있다. 상기 "최대 발광 파장"은 발광 세기가 최대인 파장을 가리키는 것으로서, "피크 발광 파장"이라고도 할 수 있다.
상기 헤테로시클릭 화합물이 유기 발광 소자의 도펀트로서 역할하는 경우, 상기 유기 발광 소자의 CIEy는 0.07 이하, 구체적으로, 0.061 이하일 수 있다.
상기 헤테로시클릭 화합물의 합성 방법은, 후술하는 합성예를 참조하여, 당업자가 인식할 수 있다.
따라서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 유기 발광 소자의 유기층, 예를 들면, 상기 유기층 중 발광층의 도펀트로 사용하기 적합할 수 있는 바, 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함하고, 상기 헤테로시클릭 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기 발광 소자는 상술한 바와 같은 헤테로시클릭 화합물을 포함한 유기층을 구비함으로써, 저구동 전압, 고효율, 고전력, 고양자 효율, 장수명 및 낮은 롤-오프비와 우수한 색순도를 가질 수 있다.
상기 헤테로시클릭 화합물은 유기 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 헤테로시클릭 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 헤테로시클릭 화합물은 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함할 수 있다(즉, 상기 헤테로시클릭 화합물의 함량은 상기 호스트의 함량보다 작음).
본 명세서 중 "(유기층이) 헤테로시클릭 화합물을 1종 이상 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1-1 또는 1-2의 범주에 속하는 1종의 헤테로시클릭 화합물 또는 상기 화학식 1-1 또는 1-2의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은 상기 헤테로시클릭 화합물로서, 상기 화합물 115001만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 115001은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 헤테로시클릭 화합물로서, 상기 화합물 115001과 화합물 115002를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 115001과 화합물 115002는 동일한 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 115001과 화합물 115002는 모두 발광층에 존재할 수 있음)할 수 있다.
상기 제1전극은 정공 주입 전극인 애노드이고 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드이거나, 상기 제1전극은 전자 주입 전극인 캐소드이고 상기 제2전극은 정공 주입 전극인 애소드이다.
예를 들어, 상기 유기 발광 소자 중 상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재된 정공 수송 영역 및 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재된 전자 수송 영역을 더 포함하고, 상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 또는 이의 임의의 조합을 포함하고, 상기 전자 수송 영역은, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층, 버퍼층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서 중 "유기층"은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"은 유기 화합물뿐만 아니라, 금속을 포함한 유기금속 착체 등도 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광 및/또는 지연 형광을 방출할 수 있다. 상기 형광 및/또는 지연 형광을 방출하는 발광층은 통상의 인광을 방출하는 발광층과는 명확히 구분된다.
도 1에 대한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1의 유기 발광 소자(10)는 제1전극(11), 상기 제1전극(11)에 대향된 제2전극(19) 및 상기 제1전극(11)과 상기 제2전극(19) 사이에 배치된 유기층(10A)을 포함한다.
상기 유기층(10A)은 발광층(15)을 포함하고, 상기 제1전극(11)과 상기 발광층(15) 사이에는 정공 수송 영역(12)이 배치되어 있고, 상기 발광층(15)과 상기 제2전극(19) 사이에는 전자 수송 영역(17)이 배치되어 있다.
상기 제1전극(11) 하부 또는 제2전극(19) 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
[제1전극(11)]
상기 제1전극(11)은 예를 들면, 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 애노드일 수 있다. 상기 제1전극용 물질은 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다.
상기 제1전극(11)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 투과형 전극인 제1전극(11)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질은, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 제1전극(110)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질은, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(11)은 단일층 또는 2 이상의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
[발광층(15)]
상기 발광층(15)은 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
[제1실시예] - 도 2a에 대한 설명
제1실시예는 상기 헤테로시클릭 화합물이 형광 에미터인 실시예이다. 제1실시예에 따르면, 상기 발광층은 호스트(이하, '호스트 A'라 하고, 상기 호스트 A는 상기 헤테로시클릭 화합물과 동일하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 A는 후술하는 호스트 재료를 참조하여 이해될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 호스트 A는 형광호스트일 수 있다.
제1실시예의 일반적인 에너지 전이를 도 2a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
발광층 중의 호스트 A에서 일중항 엑시톤이 형성되고, 상기 호스트 A에서 형성된 일중항 엑시톤은 
에너지 전이(FRET)를 통해 형광 에미터로 전이된다.
호스트 A에서 형성된 일중항 엑시톤은 25%에 불과하기 때문에, 호스트 A에서 형성된 75% 비율의 삼중항 엑시톤이 서로 융합하여 일중항 엑시톤으로 전환될 수 있게 함으로써, 유기 발광 소자의 효율을 더 향상시킬 수도 있다. 즉, 삼중항-삼중항 융합(triplet-triplet fusion) 메커니즘을 이용하여, 유기 발광 소자의 효율을 더 향상시킬 수도 있다.
제1실시예에 따르면, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물로부터 방출되는 발광 성분의 비율은 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물로부터 방출되는 발광 성분의 비율이 95% 이상일 수 있다.
여기서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광을 방출하며, 상기 호스트는 광을 방출하지 않을 수 있다.
제1실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 A를 더 포함할 경우, 상기 헤테로시클릭 화합물의 함량은 상기 발광층 100 중량부 당 50 중량부 이하, 예를 들면, 30 중량부 이하일 수 있고, 상기 발광층 중 상기 호스트 A의 함량은 상기 발광층 100 중량부 당 50 중량부 이상, 예를 들면, 70 중량부 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 A를 더 포함할 경우, 상기 호스트 A 및 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 A를 만족할 수 있다:
<조건 A>
E(HA)S1 > ES1
상기 조건 A 중,
E(HA)S1는 상기 호스트 A의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
ES1는 상기 헤테로시클릭 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
상기 E(HA)S1 및 ES1은 B3LYP/6-31G(d,p) 수준에서 구조 최적화한 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 평가한 것이다.
[제2실시예] - 도 2b에 대한 설명
제2실시예는 상기 헤테로시클릭 화합물이 지연 형광 에미터인 실시예이다. 제2실시예에 따르면, 상기 발광층은 호스트(이하, '호스트 B'라 하고, 상기 호스트 B는 상기 헤테로시클릭 화합물과 동일하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 B는 후술하는 호스트 재료를 참조하여 이해될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2실시예의 일반적인 에너지 전이를 도 2b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
발광층 중의 호스트 B에서 형성된 25%의 일중항 엑시톤이 FRET를 통해 지연 형광 에미터로 전이된다. 또한, 발광층 중의 호스트 B에서 형성된 75%의 삼중항 엑시톤이 Dexter 에너지 전이를 통해 지연 형광 에미터로 전이된다. 지연 형광 에미터의 삼중항으로 전달된 에너지는 일중항으로 역항간 교차될 수 있다. 이에 따라, 발광층에서 생성된 일중항 엑시톤 및 삼중항 엑시톤을 모두 헤테로시클릭에 전달함으로써, 효율이 향상된 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
따라서, 제2실시예에 따르면, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물로부터 방출되는 발광 성분의 비율은 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물로부터 방출되는 발광 성분의 비율이 95% 이상일 수 있다.
여기서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광 및/또는 지연 형광을 방출하며, 상기 헤테로시클릭 화합물의 발광 성분은 상기 헤테로시클릭 화합물의 즉시 발광 성분(prompot emission component)과 상기 헤테로시클릭 화합물의 역항간 교차(reverse intersystem crossing)에 의한 지연 형광 성분(delayed fluorescence component)의 합이다. 또한, 상기 호스트 B는 광을 방출하지 않을 수 있다.
제2실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 B를 더 포함할 경우, 상기 헤테로시클릭 화합물의 함량은 상기 발광층 100 중량부 당 50 중량부 이하, 예를 들면, 30 중량부 이하일 수 있고, 상기 발광층 중 상기 호스트 B의 함량은 상기 발광층 100 중량부 당 50 중량부 이상, 예를 들면, 70 중량부 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 B를 더 포함할 경우, 상기 호스트 B 및 상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 B를 만족할 수 있다:
<조건 B>
E(HB)S1 > ES1
상기 조건 B 중,
E(HB)S1는 상기 호스트 B의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
ES1는 상기 헤테로시클릭 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
상기 E(HB)S1 및 ES1은 B3LYP/6-31G(d,p) 수준에서 구조 최적화한 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 평가한 것이다.
[제3실시예 및 제4실시예]
제3실시예 - 도 2c에 대한 설명
제3실시예는 상기 헤테로시클릭 화합물이 형광 에미터로 사용되고, 발광층이 센서타이저, 구체적으로 지연 형광 센서타이저를 포함하는 실시예이다. 제3실시예에 따르면, 상기 발광층은 호스트(이하, '호스트 C'라 하고, 상기 호스트 C는 상기 헤테로시클릭 화합물 및 센서타이저와 동일하지 않음) 및 센서타이저(이하, '센서타이저 A'라 하고, 상기 센서타이저 A는 상기 호스트 C와 상기 헤테로시클릭 화합물과 동일하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 C와 상기 센서타이저 A는 후술하는 호스트 재료 및 센서타이저 재료를 참조하여 이해될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제3실시예에 따르면, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물의 발광 성분의 비율이 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상(또 다른 예로서, 95% 이상)일 수 있다. 예를 들어, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광을 방출할 수 있다. 또한, 상기 호스트 C 및 상기 센서타이저 A는 각각 광을 방출하지 않을 수 있다.
제3실시예의 일반적인 에너지 전이를 도 2c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
발광층 중의 호스트 C에서 일중항 및 삼중항 엑시톤이 형성되고, 상기 호스트 C에서 형성된 일중항 및 삼중항 엑시톤은 센서타이저 A에 전이된 다음, 다시 FRET을 통해 상기 헤테로시클릭 화합물로 전이된다. 호스트 C에서 형성된 25% 비율의 일중항 엑시톤은 FRET을 통해 센서타이저 A로 전달되고, 호스트 C에서 형성된 75% 비율의 삼중항 엑시톤의 에너지는 센서타이저 A의 일중항과 삼중항으로 전이되고, 이 중에서 센서타이저 A의 삼중항으로 전달된 에너지는 일중항으로 역항간 교차되고, 그 다음 센서타이저 A의 일중항 에너지가 FRET을 통해 상기 헤테로시클릭 화합물로 전이된다.
이에 따라, 발광층에서 생성된 일중항 엑시톤 및 삼중항 엑시톤을 모두 도펀트에 전달함으로써, 효율이 향상된 유기 발광 소자를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 손실되는 에너지가 현저히 줄어든 유기 발광 소자를 얻을 수 있기 때문에, 상기 유기 발광 소자의 수명 특성도 향상될 수 있다.
제3실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 C 및 센서타이저 A를 더 포함할 경우, 상기 호스트 C 및 상기 센서타이저 A는 하기 조건 C-1 및/또는 C-2를 만족할 수 있다:
<조건 C-1>
S1(HC) ≥ S1(SA)
<조건 C-2>
S1(SA) ≥ S1(HC)
상기 조건 C-1 및 C-2 중,
S1(HC)는 상기 호스트 C의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
S1(SA)는 상기 센서타이저 A의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
S1(HC)는 상기 헤테로시클릭 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
상기 S1(HC), S1(SA) 및 S1(HC)은 B3LYP/6-31G(d,p) 수준에서 구조 최적화한 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 평가한 것이다.
상기 호스트 C, 상기 센서타이저 A 및 상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 조건 C-1 및/또는 C-2를 만족하면, 상기 센서타이저 A에서 상기 헤테로시클릭 화합물로의 FRET이 촉진될 수 있고, 이에 따라 유기 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.
제4실시예 - 도 2d에 대한 설명
제4실시예는 상기 헤테로시클릭 화합물이 형광 에미터로 사용되고, 발광층이 센서타이저, 구체적으로 인광 센서타이저를 포함하는 실시예이다. 제4실시예에 따르면, 상기 발광층은 호스트(이하, '호스트 D'라 하고, 상기 호스트 D는 상기 헤테로시클릭 화합물 및 센서타이저와 동일하지 않음) 및 센서타이저(이하, '센서타이저 B'라 하고, 상기 센서타이저 B는 상기 호스트 D와 상기 헤테로시클릭 화합물과 동일하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 D와 상기 센서타이저 B는 후술하는 호스트 재료 및 센서타이저 재료를 참조하여 이해될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제4실시예에 따르면, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물의 발광 성분의 비율이 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상(또 다른 예로서, 95% 이상)일 수 있다. 예를 들어, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광을 방출할 수 있다. 또한, 상기 호스트 및 상기 센서타이저는 각각 광을 방출하지 않을 수 있다.
제4실시예의 일반적인 에너지 전이를 도 2d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
발광층 중의 호스트 D에서 형성된 75% 비율의 삼중항 엑시톤은 Dexter 에너지 전이를 통해 센서타이저 B로 전달되고, 호스트 D에서 형성된 25% 비율의 일중항 엑시톤의 에너지는 센서타이저 B의 일중항과 삼중항으로 전이되고, 이 중에서 센서타이저 B의 일중항으로 전달된 에너지는 삼중항으로 항간 교차되고, 그 다음 센서타이저 B의 삼중항 에너지가 FRET을 통해 상기 헤테로시클릭 화합물로 전이된다.
이에 따라, 발광층에서 생성된 일중항 엑시톤 및 삼중항 엑시톤을 모두 도펀트에 전달함으로써, 효율이 향상된 유기 발광 소자를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 손실되는 에너지가 현저히 줄어든 유기 발광 소자를 얻을 수 있기 때문에, 상기 유기 발광 소자의 수명 특성도 향상될 수 있다.
제3실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 D 및 센서타이저 B를 더 포함할 경우, 상기 호스트 D 및 상기 센서타이저 B는 하기 조건 D-1 및/또는 D-2를 만족할 수 있다:
<조건 D-1>
T1(HD) ≥ T1(SB)
<조건 D-2>
T1(SB) ≥ S1(HC)
상기 조건 D-1 및 D-2 중,
T1(HD)은 상기 호스트 D의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고;
T1(SB)은 상기 센서타이저 B의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고;
S1(HC)은 상기 헤테로시클릭 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
상기 T1(HD), T1(SB) 및 S1(HC)은 B3LYP/6-31G(d,p) 수준에서 구조 최적화한 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 평가한 것이다.
상기 호스트 D, 상기 센서타이저 B 및 상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 조건 D-1 및/또는 D-2를 만족하면, 상기 센서타이저 B에서 상기 헤테로시클릭 화합물로의 FRET이 촉진될 수 있고, 이에 따라 유기 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.
제3실시예 및 제4실시예에 있어서, 상기 발광층 중 상기 센서타이저의 함량은 5 중량% 내지 50 중량% 범위, 구체적으로, 10 중량% 내지 30 중량% 범위 내에서 선택될 수 있다. 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 발광층 중 효과적인 에너지 전달을 달성할 수 있는 바, 고효율 및 장수명의 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
제3실시예 및 제4실시예에 있어서, 상기 발광층 중 상기 헤테로시클릭 화합물의 함량은 0.01 중량% 내지 15 중량% 범위, 구체적으로, 0.05 중량% 내지 3 중량% 범위 내에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제3실시예 및 제4실시예에 있어서, 상기 센서타이저 및 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 5 를 더 만족할 수 있다:
<조건 5>
0 ㎲ < Tdecay(HC) < 5 ㎲
상기 조건 5 중,
Tdecay(HC)는 상기 헤테로시클릭 화합물의 감쇠 시간(decay time)이다.
상기 헤테로시클릭 화합물의 감쇠 시간은 쿼츠 기판 상에 상기 발광층에 포함된 호스트와 헤테로시클릭 화합물을 90 : 10의 중량비로 10-7 torr의 진공도에서 진공 공증착하여 수득한 40nm 두께의 필름(이하 "필름 (HC)"라 함)에 대한 상온에서의 TRPL(Time-Resolved Photoluminescece) 스펙트럼으로부터 계산한 값이다.
[제5실시예] - 도 2e에 대한 설명
제5실시예는 상기 헤테로시클릭 화합물이 지연 형광 에미터로 사용되고, 발광층이 센서타이저, 구체적으로 지연 형광 센서타이저를 포함하는 실시예이다. 제5실시예에 따르면, 상기 발광층은 호스트(이하, '호스트 E'라 하고, 상기 호스트 E는 상기 헤테로시클릭 화합물 및 센서타이저와 동일하지 않음) 및 센서타이저(이하, '센서타이저 C'라 하고, 상기 센서타이저 C는 상기 호스트 E와 상기 헤테로시클릭 화합물과 동일하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 E와 상기 센서타이저 C는 후술하는 호스트 재료 및 센서타이저 재료를 참조하여 이해될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제5실시예에 따르면, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 헤테로시클릭 화합물의 발광 성분의 비율이 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상(또 다른 예로서, 95% 이상)일 수 있다. 예를 들어, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광 및/또는 지연 형광을 방출할 수 있다. 또한, 상기 호스트 E 및 상기 센서타이저 C는 각각 광을 방출하지 않을 수 있다.
여기서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 형광 및/또는 지연 형광을 방출하며, 상기 헤테로시클릭 화합물의 발광 성분은 상기 헤테로시클릭 화합물의 즉시 발광 성분과 상기 헤테로시클릭 화합물의 역항간 교차에 의한 지연 형광 성분의 합이다.
제5실시예의 일반적인 에너지 전이를 도 2e를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
발광층 중의 호스트 E에서 형성된 25% 비율의 일중항 엑시톤은 FRET을 통해 센서타이저 C의 일중항으로 전이되고, 호스트 E에서 형성된 75% 비율의 삼중항 엑시톤의 에너지는 센서타이저 C의 삼중항으로 전이된 다음, 다시 센서타이저 C의 일중항 에너지가 FRET을 통해 상기 헤테로시클릭 화합물로 전이되고, 센서타이저 C의 삼중항 에너지가 Dexter 에너지 전이를 통해 상기 헤테로시클릭 화합물로 전이된다. 이 중에서 센서타이저 C의 삼중항으로 전달된 에너지는 일중항으로 역항간 교차될 수도 있다. 또한, 센서타이저 C의 경우 센서타이저 C에서 형성된 삼중항의 에너지가 호스트 E로 역방향 전달된 다음, 다시 상기 헤테로시클릭 화합물로 전달되어 역항간전이를 통해 발광할 수 있다.
이에 따라, 발광층에서 생성된 일중항 엑시톤 및 삼중항 엑시톤을 모두 도펀트에 전달함으로써, 효율이 향상된 유기 발광 소자를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 손실되는 에너지가 현저히 줄어든 유기 발광 소자를 얻을 수 있기 때문에, 상기 유기 발광 소자의 수명 특성도 향상될 수 있다.
제5실시예 중, 상기 발광층이 상기 헤테로시클릭 화합물 외에 호스트 E 및 센서타이저 C를 더 포함할 경우, 상기 호스트 E 및 상기 센서타이저 C는 하기 조건 E-1, E-2 및/또는 E-3을 만족할 수 있다:
<조건 E-1>
S1(HE) ≥ S1(SC)
<조건 E-2>
S1(SC) ≥ S1(HC)
<조건 E-3>
T1(SC) ≥ T1(HC)
상기 조건 E-1, E-2 및 E-3 중,
S1(HE)는 상기 호스트 E의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
S1(SC)는 상기 센서타이저 C의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
S1(HC)는 상기 헤테로시클릭 화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
T1(SC)는 상기 센서타이저 C의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고;
T1(HC)는 상기 헤테로시클릭 화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다.
상기 S1(HE), S1(SC), S1(HC), T1(SC) 및 T1(HC)은 B3LYP/6-31G(d,p) 수준에서 구조 최적화한 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 평가한 것이다.
상기 호스트 E, 상기 센서타이저 C 및 상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 조건 E-1, E-2 및/또는 E-3를 만족하면, 상기 센서타이저 C에서 상기 헤테로시클릭 화합물로의 Dexter 전이 및 FRET이 촉진될 수 있고, 이에 따라 유기 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.
제5실시예에 있어서, 상기 발광층 중 상기 센서타이저 C의 함량은 5 중량% 내지 50 중량% 범위, 구체적으로, 10 중량% 내지 30 중량% 범위 내에서 선택될 수 있다. 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 발광층 중 효과적인 에너지 전달을 달성할 수 있는 바, 고효율 및 장수명의 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
제5실시예에 있어서, 상기 발광층 중 상기 헤테로시클릭 화합물의 함량은 0.01 중량% 내지 15 중량% 범위, 구체적으로, 0.05 중량% 내지 3 중량% 범위 내에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
[발광층(15) 중 호스트]
상기 호스트는 금속 원자를 비포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 호스트는 1종의 호스트로 이루어질 수 있다. 상기 호스트가 1종의 호스트로 이루어진 경우, 상기 1종의 호스트는 후술하는 양쪽성 호스트, 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트 중에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 호스트는 2종 이상의 서로 상이한 호스트의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트의 혼합물, 서로 상이한 2종의 전자 수송성 호스트의 혼합물 또는 서로 상이한 2종의 정공 수송성 호스트의 혼합물일 수 있다. 상기 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트에 관한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 호스트는 전자 수송성 모이어티를 적어도 하나 포함한 전자 수송성 호스트 및 전자 수송성 모이어티를 비포함한 정공 수송성 호스트를 포함할 수 있다.
본 명세서 중 전자 수송성 모이어티는, 시아노기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 하기 화학식 중 하나로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있다:
상기 화학식 중 *, *' 및 *"은 각각 이웃한 임의의 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 따르면, 상기 발광층(15) 중 전자 수송성 호스트는 시아노기 및 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 발광층(15) 중 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 시아노기를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 발광층(15) 중 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 시아노기 및 적어도 하나의 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 호스트는 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트를 포함하고, 상기 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹 및 적어도 하나의 전자 수송성 모이어티를 포함하고, 상기 정공 수송성 호스트는 적어도 하나의 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹을 포함하고, 전자 수송성 모이어티를 비포함할 수 있다.
본 명세서 중 "π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹"이란 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 시클릭 그룹으로서, 예를 들면, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹의 축합환 중에서 선택될 수 있다.
한편, 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹의 축합환 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 실시예에 다르면, 상기 전자 수송성 호스트는 하기 화학식 E-1로 표시된 화합물 중에서 선택되고,
상기 정공 수송성 호스트가 하기 화학식 H-1로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 E-1>
[Ar301]xb11-[(L301)xb1-R301]xb21
상기 화학식 E-1 중,
Ar301은 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
xb11은 1, 2 또는 3이고,
L301은 서로 독립적으로, 단일 결합, 하기 화학식 중 하나로 표시된 그룹, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 중 *, *' 및 *"은 각각 이웃한 임의의 원자와의 결합 사이트이고,
xb1는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R301은, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q301)(Q302)(Q303), -N(Q301)(Q302), -B(Q301)(Q302), -C(=O)(Q301), -S(=O)2(Q301), -S(=O)(Q301), -P(=O)(Q301)(Q302) 및 -P(=S)(Q301)(Q302)중에서 선택되고,
xb21는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
Q301 내지 Q303는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
하기 <조건 H-1> 내지 <조건 H-3> 중 적어도 하나를 만족한다:
<조건 H-1>
상기 화학식 E-1의 Ar301, L301 및 R301 중 적어도 하나가 서로 독립적으로, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 포함함
<조건 H-2>
상기 화학식 E-1의 L301은 하기 화학식 중 하나로 표시된 그룹임
<조건 H-3>
상기 화학식 E-1의 R301은, 시아노기, -S(=O)2(Q301), -S(=O)(Q301), -P(=O)(Q301)(Q302) 및 -P(=S)(Q301)(Q302)중에서 선택됨
<화학식 H-1>
Ar401-(L401)xd1-(Ar402)xd11
상기 화학식 H-1, 11 및 12 중,
L401은,
단일 결합; 및
중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 트리페닐레닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기 및 -Si(Q401)(Q402)(Q403) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹;
중에서 선택되고,
xd1은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고, xd1이 2 이상일 경우 2 이상의 L401은 서로 동일하거나 상이하고,
Ar401은 상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
Ar402는,
상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기; 및
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기;
중에서 선택되고,
CY401 및 CY402는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조실롤 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹, 벤조나프토실롤 그룹 중에서 선택되고,
A21은 단일 결합, O, S, N(R51), C(R51)(R52) 및 Si(R51)(R52) 중에서 선택되고,
A22는 단일 결합, O, S, N(R53), C(R53)(R54) 및 Si(R53)(R54) 중에서 선택되고,
화학식 12의 A21 및 A22 중 적어도 하나는 단일 결합이 아니고,
R51 내지 R54, R60 및 R70은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹(예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기);
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 비페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹(예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기); 및
-Si(Q404)(Q405)(Q406);
중에서 선택되고,
e1 및 e2는 서로 독립적으로, 0 내지 10 중에서 선택된 정수이고,
상기 Q401 내지 Q406은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기 중에서 선택되고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 E-1 중, Ar301 및 L301은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹 중에서 선택되고,
xb1개의 L301 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹 중에서 선택되고,
R301은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 테트라페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택되고,
Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현에에 따르면,
상기 Ar301은, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹; 및
하기 화학식 5-1 내지 5-3 및 화학식 6-1 내지 6-33으로 표시된 그룹;
중에서 선택되고,
상기 L301은 하기 화학식 5-1 내지 5-3 및 화학식 6-1 내지 6-33으로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있다:
상기 화학식 5-1 내지 5-3 및 6-1 내지 6-33 중,
Z1은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택되고,
d4는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
d3은 0, 1, 2 또는 3이고,
d2는 0, 1 또는 2이고,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 Q31 내지 Q33에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 L301은 상기 화학식 5-2, 5-3 및 6-8 내지 6-33으로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 R301은 시아노기 및 하기 화학식 7-1 내지 7-18로 표시된 그룹 중에서 선택되고, xd11개의 Ar402 중 적어도 하나는 하기 화학식 7-1 내지 7-18로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 7-1 내지 7-18 중
xb41 내지 xb44는 0, 1 또는 2이되, 화학식 7-10 중 xb41은 0이 아니고, 화학식 7-11 내지 7-13 중 xb41 + xb42는 0이 아니고, 화학식 7-14 내지 7-16 중 xb41 + xb42 + xb43은 0이 아니고, 화학식 7-17 및 7-18 중 xb41 + xb42 + xb43 + xb44는 0이 아니고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 E-1 중 2 이상의 Ar301은 서로 동일하거나 상이하고, 2 이상의 L301은 서로 동일하거나 상이하고, 상기 화학식 H-1 중 2 이상의 L401은 서로 동일하거나 상이하고, 2 이상의 Ar402는 서로 동일하거나 상이하다.
일 구현예에 따르면, 상기 전자 수송성 호스트는 i) 시아노기, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹 및 트리아진 그룹 중 적어도 하나 및 ii) 트리페닐렌 그룹을 포함하고, 상기 정공 수송성 호스트는 카바졸 그룹을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 시아노기를 포함할 수 있다.
상기 전자 수송성 호스트는 예를 들어, 그룹 HE1 내지 HE7 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 HE1>
<그룹 HE2>
<그룹 HE3>
<그룹 HE4>
<그룹 HE5>
<그룹 HE6>
<그룹 HE7>
또는, 상기 전자 수송성 호스트는 하기 구조의 DPEPO 및/또는 TSPO1 를 포함할 수 있다:
또 다른 예로서, 상기 정공 수송성 호스트는 하기 그룹 HH1 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 HH1>
또 다른 예로서, 상기 양쪽성 호스트는 하기 그룹 HEH1 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 HEH1>
상기 화합물 1 내지 432 중,
Ph는 페닐기이다.
또는, 상기 정공 수송성 호스트는 o-CBP, 또는 mCP를 포함할 수도 있다:
일 실시예에 있어서, 상기 호스트는 형광 호스트일 수 있고, 상기 형광 호스트는 예를 들어, 하기 화학식 FH-1 내지 FH-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 형광 호스트는 하기 화학식 FH-1으로 표시될 수 있다:
<화학식 FH-1>
상기 화학식 FH-1 중,
Ar1 내지 Ar3은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -B(Q6)(Q7) 및 -P(=O)(Q8)(Q9) 중에서 선택되고,
Ar1 내지 Ar3 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
L10은 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
a10은 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고, a10이 2 이상일 경우 2 이상의 L10은 서로 동일하거나 상이하고,
R10 및 R20은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -B(Q6)(Q7) 및 -P(=O)(Q8)(Q9) 중에서 선택되고,
b10 및 b20은 서로 독립적으로, 1 내지 8 중에서 선택된 정수이고,
b10이 2 이상일 경우 2 이상의 R10은 서로 동일하거나 상이하고, b20이 2 이상일 경우 2 이상의 R20은 서로 동일하거나 상이하고,
c10은 1 내지 9 중에서 선택된 정수이고,
c10이 2 이상일 경우 2 이상의 -[(L10)a10-(R10)b10]은 서로 동일하거나 상이하다.
구체적으로, 상기 화학식 FH-1로 표시되는 형광 호스트는 하기 그룹 FH1 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 FH1>
일 실시예에 있어서, 상기 형광 호스트는 하기 화학식 FH-2로 표시될 수 있다:
<화학식 FH-2>
상기 화학식 FH-2 중,
X1은 O 또는 S이고,
A1은 C5-C60카보시클릭 그룹 및 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
L11은 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
a11은 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 Ra로 치환 또는 비치환된, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
b11은 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R11, R12 및 Ra는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q4)(Q5) 및 -B(Q6)(Q7) 중에서 선택되고,
c11은 1 내지 20의 정수 중에서 선택되고,
c12는 1 내지 4의 정수 중에서 선택되고,
c11이 2 이상일 경우, 인접한 2개의 R11은 선택적으로(optionally) 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로카보시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
c12가 2 이상일 경우, 인접한 2개의 R12는 선택적으로(optionally) 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로카보시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
A1 및 Ar12는 선택적으로(optionally), 단일 결합, *-Ar31-*', *-O-*', *-S-*', *-[C(R31)(R32)]k11-*', *-C(R31)=*', *=C(R31)-*', *-C(R31)=C(R32)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-N(R31)-*', *-P(R31)-*', *-[Si(R31)(R32)]k11-*' 및 *-P(R31)(R32)-*' 중에서 선택되는 제1연결기를 통해 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
Ar31은 C5-C30카보시클릭 그룹이고,
R31 및 R32에 대한 설명은 각각 R11의 설명을 참조하고,
k11은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택된다.
구체적으로, 상기 화학식 FH-2로 표시되는 형광 호스트는 하기 그룹 FH2 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 FH2>
일 실시예에 있어서, 상기 형광 호스트는 하기 화학식 FH-3으로 표시될 수 있다:
<화학식 FH-3>
상기 화학식 FH-3 중,
Ar1은 하기 화학식 2로 표시되는 그룹이고,
<화학식 2>
Ar1은 적어도 1개의 시아노기를 포함하고,
A1 및 A2는 서로 독립적으로, C5-C30카보시클릭 그룹 또는 C1-C30헤테로시클릭 그룹이고,
L1은 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
a1은 0, 1, 2 또는 3이고,
a1이 2 이상일 경우 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이하고,
m1은 0, 1, 2 또는 3이고,
Ar11은 하기 화학식 4로 표시되는 그룹이고, Ar12는 하기 화학식 5로 표시되는 그룹이고, Ar13은 하기 화학식 6으로 표시되는 그룹이고,
상기 화학식들 중,
R1, R10, R20, R30, R40, R50 및 R60은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -B(Q6)(Q7) 및 -P(=O)(Q8)(Q9) 중에서 선택되고,
b1은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
b1이 2 이상일 경우 2 이상의 R1은 서로 동일하거나 상이하고,
b10은 1 내지 8의 정수 중 하나이고,
b10이 2 이상일 경우 2 이상의 R10은 서로 동일하거나 상이하고,
b20 및 b30은 서로 독립적으로, 1 내지 4의 정수 중 하나이고,
b20이 2 이상일 경우 2 이상의 R20은 서로 동일하거나 상이하고, b30이 2 이상일 경우 2 이상의 R30은 서로 동일하거나 상이하고,
b40, b50 및 b60은 서로 독립적으로, 1 내지 4의 정수 중 하나이고,
b40이 2 이상일 경우 2 이상의 R40은 서로 동일하거나 상이하고, b50이 2 이상일 경우 2 이상의 R50은 서로 동일하거나 상이하고, b60이 2 이상일 경우 2 이상의 R60은 서로 동일하거나 상이하고,
* 및 *'는 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
구체적으로, 상기 화학식 FH-3으로 표시되는 형광 호스트는 하기 그룹 FH3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 FH3>
일 실시예에 있어서, 상기 형광 호스트는 하기 화학식 FH-4로 표시될 수 있다:
<화학식 FH-4>
상기 화학식 FH-4 중,
X1은 O 또는 Se이고,
Ar1은 하기 화학식 1A로 표시되는 그룹이고, Ar2는 하기 화학식 1B로 표시되는 그룹이고,
<화학식 1A> <화학식 1B>
상기 화학식들 중,
L1 및 L2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
a1 및 a2는 서로 독립적으로, 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
a1이 2 이상일 경우 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이하고, a2가 2 이상일 경우 2 이상의 L2는 서로 동일하거나 상이하고,
R1, R2, R10, R20, R30 및 R40은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -B(Q6)(Q7) 및 -P(=O)(Q8)(Q9) 중에서 선택되고,
b1 및 b2는 서로 독립적으로, 1 내지 5 중에서 선택된 정수이고,
b1이 2 이상일 경우 2 이상의 R1은 서로 동일하거나 상이하고, b2가 2 이상일 경우 2 이상의 R2는 서로 동일하거나 상이하고,
b10 및 b20은 서로 독립적으로, 1 내지 8 중에서 선택된 정수이고,
b30 및 b40은 서로 독립적으로, 1 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
c1 및 c2는 서로 독립적으로, 1 내지 8 중에서 선택된 정수이고,
b10 및 c1의 합이 9이고, b20 및 c2의 합이 9이다.
구체적으로, 상기 화학식 FH-4로 표시되는 형광 호스트는 하기 그룹 FH4 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 FH4>
상기 호스트가 전자 수송성 호스트와 정공 수송성 호스트의 혼합물일 경우, 상기 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트의 중량비는 1 : 9 내지 9 : 1, 예를 들면, 2 : 8 내지 8 : 2, 또 다른 예로서, 4 : 6 내지 6 : 4, 또 다른 예로서, 5:5의 범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트의 중량비가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 발광층(15) 내로의 정공 및 전자 수송 균형을 달성할 수 있다.
[발광층(15) 중 도펀트]
상기 도펀트는 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함한다.
[발광층(15) 중 센서타이저]
일 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 인광 센서타이저일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속(M11) 및 유기 리간드(L11)를 포함할 수 있고, L11 및 M11은 1, 2, 3 또는 4개의 시클로메탈화 고리(cyclometallated ring)를 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 화학식 101로 표시되는 유기 금속 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 101>
M11(L11)n11(L12)n12
상기 화학식 101 중,
M11은 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택되고;
L11은 하기 화학식 1-1 내지 1-4로 표시되는 리간드이고;
L12는 1자리(monodentate) 리간드 및 2자리(bidentate) 리간드 중에서 선택되고;
n11은 1이고,
n12는 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
상기 화학식 1-1 내지 1-4 중,
A1 내지 A4는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹, 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹 및 비고리형(non-cyclic) 그룹 중에서 선택되고,
Y11 내지 Y14는 서로 독립적으로, 화학 결합, O, S, N(R91), B(R91), P(R91) 또는 C(R91)(R92)이고,
T1 내지 T4는 서로 독립적으로, 단일 결합, 이중 결합, *-N(R93)-*', *-B(R93)-*', *-P(R93)-*', *-C(R93)(R94)-*', *-Si(R93)(R94)-*', *-Ge(R93)(R94)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R93)=*', *=C(R93)-*', *-C(R93)=C(R94)-*', *-C(=S)-*' 및 *-C≡C-*' 중에서 선택되고,
상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹의 치환기, 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹의 치환기 및 R91 내지 R94는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되되, 상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹의 치환기 및 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹의 치환기는 수소가 아니고,
*1, *2, *3 및 *4는 M11과의 결합 사이트이고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 그룹 I 내지 VIII 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 I>
<그룹 II>
<그룹 III>
<그룹 IV>
<그룹 V>
하기 화학식 A로 표시되는 화합물:
<화학식 A>
(L101)n101-M101-(L102)m101
상기 화학식 A 중, L101, n101, M101, L102 및 m101에 대한 설명은 하기 표 11 내지 13과 같다:
상기 표 11 내지 13 중, LM1 내지 LM243은 하기 화학식 1-1 내지 1-3 및 하기 표 14 내지 16을 참조하여 이해될 수 있다:
상기 표 14 내지 16 중의 X1 내지 X10 및 Y1 내지 Y18은 하기와 같고, 상기 표들 중의 Ph는 페닐기를 의미한다:
<그룹 VI>
<그룹 VII>
<그룹 VIII>
<그룹 IX>
<그룹 X>
다른 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 화학식 101 또는 102로 표시될 수 있고, 이 경우 상기 센서타이저는 지연 형광 센서타이저라고 부를 수 있다:
상기 화학식 101 및 102 중,
A21은 억셉터기이고,
D21은 도너기이고,
m21은 1, 2 또는 3이고, n21은 1, 2, 또는 3이되,
상기 화학식 101 중 n21 및 m21의 합은 6 이하이고, 상기 화학식 102 중 n21 및 m21의 합은 5 이하이고;
R21은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C7-C60알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되고, 복수개의 R21은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 101 및 102 중, A21은 치환 또는 비치환된 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹일 수 있다.
구체적으로, 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹의 축합환; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 101 및 102 중, D21은 -F, 시아노기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹;
-F 및 시아노기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹; 및
중수소, C1-C60알킬기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹; 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹; 중에서 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 전술한 바를 참조한다.
구체적으로, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹은 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 시클릭 그룹으로서, 예를 들면, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 아자카바졸 그룹, 및 벤즈이미다졸로벤즈이미다졸; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹의 축합환; 중에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 그룹 VII 내지 XII 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 VII>
<그룹 VIII>
<그룹 IX>
<그룹 X>
<그룹 XI>
<그룹 XII>
[정공 수송 영역(12)]
유기 발광 소자(10) 중 제1전극(11)과 발광층(15)과 사이에는 정공 수송 영역(12)이 배치되어 있다.
상기 정공 수송 영역(12)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역(12)은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/제1정공 수송층/제2정공 수송층, 정공 수송층/중간층, 정공 주입층/정공 수송층/중간층, 정공 수송층/전자 저지층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 영역(12)은, 정공 수송 특성을 갖는 임의의 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역(12)은 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 하기 화학식 201로 표시된 화합물 내지 하기 화학식 205로 표시된 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201>
<화학식 202>
<화학식 203>
<화학식 204>
<화학식 205>
상기 화학식 201 내지 205 중,
L201 내지 L209는 서로 독립적으로, *-O-*', *-S-*', 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xa1 내지 xa9는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R201 내지 R206은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고, R201 내지 R206 인접한 2개의 그룹은 선택적으로, 단일 결합, 디메틸-메틸렌기 또는 디페닐-메틸렌기를 통하여 서로 연결될 수 있다.
예를 들어,
상기 L201 내지 L209는 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 트리페닐레닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 헵탈렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹 중에서 선택될 수 있고,
xa1 내지 xa9는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고,
R201 내지 R206은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C1-C10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33) 및 -N(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨로카바졸일기 및 벤조티에노카바졸일기 중에서 선택되고,
상기 Q11 내지 Q13 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된다.
일 구현에에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 카바졸-함유 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 카바졸-함유 아민계 화합물 및 카바졸-비함유 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 카바졸-함유 아민계 화합물은, 예를 들어, 카바졸 그룹은 포함하고, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹 및 벤조티에노카바졸 그룹 중 적어도 하나를 더 포함한, 화학식 201로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다.
상기 카바졸-비함유 아민계 화합물은, 예를 들어, 카바졸 그룹은 비포함하고, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹 및 벤조티에노카바졸 그룹 중 적어도 하나는 포함한, 화학식 201로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은, 상기 화학식 201 또는 202로 표시된 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 하기 화학식 201-1, 202-1 및 201-2로 표시된 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201-1>
<화학식 202-1>
<화학식 201-2>
상기 화학식 201-1, 202-1 및 201-2 중 L201 내지 L203, L205, xa1 내지 xa3, xa5, R201 및 R202에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, R211 내지 R213은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C1-C10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 트리페닐레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역(12)은 하기 화합물 HT1 내지 HT39 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또는 상기 전공 수송 영역은 TAPC (4,4′-Cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]) 및 TCTA (Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine) 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 상기 유기 발광 소자(10)의 정공 수송 영역(12)은 p-도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 정공 수송 영역(12)이 p-도펀트를 더 포함할 경우, 상기 정공 수송 영역(12)은 매트릭스(예를 들면, 상기 화학식 201 내지 205로 표시된 화합물 중 적어도 하나) 및 상기 매트릭스에 포함된 p-도펀트를 포함한 구조를 가질 수 있다. 상기 p-도펀트는 정공 수송 영역(12)에 균일 또는 불균일하게 도핑될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 p-도펀트의 LUMO 에너지 레벨은 -3.5eV 이하일 수 있다.
상기 p-도펀트는, 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 p-도펀트는,
TCNQ (Tetracyanoquinodimethane), F4-TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane), F6-TCNNQ 등과 같은 퀴논 유도체;
텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물;
HAT-CN (1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile); 및
하기 화학식 221로 표시되는 화합물;
중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 221>
상기 화학식 221 중,
R221 내지 R223은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되되, 상기 R221 내지 R223 중 적어도 하나는 시아노기, -F, -Cl, -Br, -I, -F로 치환된 C1-C20알킬기, -Cl로 치환된 C1-C20알킬기, -Br로 치환된 C1-C20알킬기 및 -I로 치환된 C1-C20알킬기 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기를 갖는다.
상기 정공 수송 영역(12)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 400Å 내지 약 2000Å일 수 있고, 상기 발광층(15)의 두께는 약 100Å 내지 약 3000Å, 예를 들면, 약 300Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역(12) 및 발광층(15)의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성 및/또는 발광 특성을 얻을 수 있다.
[전자 수송 영역(17)]
유기 발광 소자(10) 중 발광층(15)과 제2전극(19) 사이에는 전자 수송 영역(17)이 배치되어 있다.
상기 전자 수송 영역(17)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역(17)은 전자 수송층, 전자 수송층/전자 주입층, 버퍼층/전자 수송층, 정공 저지층/전자 수송층, 버퍼층/전자 수송층/전자 주입층 또는 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송 영역(17)은 전자 제어층을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역(17)은 공지된 전자 수송 물질을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층 또는 전자 수송층)은, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 적어도 하나 포함한 금속-비함유 화합물을 포함할 수 있다. 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은 하기 화학식 601로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 601>
[Ar601]xe11-[(L601)xe1-R601]xe21
상기 화학식 601 중,
Ar601 및 L601은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xe11은 1, 2 또는 3이고,
xe1는 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R601은, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q601)(Q602)(Q603), - -C(=O)(Q601), -S(=O)2(Q601) 및 -P(=O)(Q601)(Q602) 중에서 선택되고,
상기 Q601 내지 Q603은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기이고,
xe21는 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다.
일 구현예에 따르면, 상기 xe11개의 Ar601 및 xe21개의 R601 중 적어도 하나는, 상술한 바와 같은 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 중 고리 Ar601 및 L601은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 카바졸 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 인다졸 그룹, 푸린 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹;
중에서 선택될 수 있고,
상기 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 601 중 xe11이 2 이상일 경우 2 이상의 Ar601은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 중 Ar601은 안트라센 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 601로 표시되는 화합물은 하기 화학식 601-1로 표시될 수 있다:
<화학식 601-1>
상기 화학식 601-1 중,
X614는 N 또는 C(R614)이고, X615는 N 또는 C(R615)이고, X616은 N 또는 C(R616)이고, X614 내지 X616 중 적어도 하나는 N이고,
L611 내지 L613은 서로 독립적으로, 상기 L601에 대한 설명을 참조하고,
xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 상기 xe1에 대한 설명을 참조하고,
R611 내지 R613은 서로 독립적으로, 상기 R601에 대한 설명을 참조하고,
R614 내지 R616은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 xe1 및 xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 R601 및 R611 내지 R613은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기; 및
-S(=O)2(Q601) 및 -P(=O)(Q601)(Q602);
중에서 선택되고,
상기 Q601 및 Q602에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 전자 수송 영역은 하기 화합물 ET1 내지 ET36 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
또는, 상기 전자 수송 영역은 BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq3, BAlq, TAZ(3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole), TPBi (2,2′,2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)) 및 NTAZ 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께는 서로 독립적으로, 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성 또는 전자 조절 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송 영역(17)(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 전자 수송층)은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체의 금속 이온은, Li 이온, Na 이온, K 이온, Rb 이온 및 Cs 이온 중에서 선택될 수 있고, 상기 알칼리 토금속 착체의 금속 이온은 Be 이온, Mg 이온, Ca 이온, Sr 이온 및 Ba 이온 중에서 선택될 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린 및 시클로펜타다이엔 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역(17)은, 제2전극(19)으로부터의 전자 주입을 용이하게 하는 전자 주입층을 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층은 상기 제2전극(19)과 직접(directly) 접촉할 수 있다.
상기 전자 주입층은 i) 단일 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조, ii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 주입층은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속은, Li, Na, K, Rb 및 Cs 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 금속은 Li, Na 또는 Cs일 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 알칼리 금속은 Li 또는 Cs일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 토금속은, Mg, Ca, Sr, 및 Ba 중에서 선택될 수 있다.
상기 희토류 금속은 Sc, Y, Ce, Tb, Yb 및 Gd 중에서 선택될 수 있다.
상기 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물 및 상기 희토류 금속 화합물은, 상기 알칼리 금속, 상기 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 산화물 및 할로겐화물(예를 들면, 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물 등) 중에서 선택될 수 있다.
상기 알칼리 금속 화합물은, Li2O, Cs2O, K2O 등과 같은 알칼리 금속 산화물 및 LiF, NaF, CsF, KF, LiI, NaI, CsI, KI 등과 같은 알칼리 금속 할로겐화물 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 금속 화합물은, LiF, Li2O, NaF, LiI, NaI, CsI, KI 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 토금속 화합물은, BaO, SrO, CaO, BaxSr1-xO(0<x<1), BaxCa1-xO(0<x<1) 등과 같은 알칼리 토금속 화합물 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 토금속 화합물은, BaO, SrO 및 CaO 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 희토류 금속 화합물은, YbF3, ScF3, ScO3, Y2O3, Ce2O3, GdF3, 및 TbF3 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 희토류 금속 화합물은 YbF3, ScF3, TbF3, YbI3, ScI3, TbI3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체는, 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 이온을 포함하고, 상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린 및 시클로펜타다이엔 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층은 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합만으로 이루어져 있거나, 상기 유기물을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층이 유기물을 더 포함할 경우, 상기 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합은 상기 유기물로 이루어진 매트릭스에 균일 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
[제2전극(19)]
상술한 바와 같은 유기층(10A) 상부에는 제2전극(19)이 배치되어 있다. 상기 제2전극(19)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극(19)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합(combination)을 사용할 수 있다.
상기 제2전극(19)은, 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), ITO 및 IZO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2전극(19)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 제2전극(19)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 대한 설명
도 3은 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자(100)의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3의 유기 발광 소자(100)는, 제1전극(110), 상기 제1전극(110)에 대향된 제2전극(190) 및 상기 제1전극(100)과 상기 제2전극(190) 사이에 개재된 제1발광 유닛(151) 및 제2발광 유닛(152)을 포함한다. 상기 제1발광 유닛(151)과 제2발광 유닛(152) 사이에는 전하 생성층(141)이 배치되고, 상기 전하 생성층(141)은 n형 전하 생성층(141-N) 및 p형 전하 생성층(141-P)을 포함한다. 상기 전하 생성층(141)은 전하를 생성하여 인접한 발광 유닛에 공급하는 역할을 하는 층으로서, 공지의 물질을 사용할 수 있다.
제1발광 유닛(151)은 제1발광층(151-EM)을 포함하고, 제2발광 유닛(152)은 제2발광층(152-EM)을 포함한다. 상기 제1발광 유닛(151)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 제2발광 유닛(152)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1발광 유닛(151)에서 방출되는 광과 상기 제2발광 유닛(152)에서 방출되는 광의 혼합광은 백색광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1발광 유닛(151)과 제1전극(110) 사이에는 정공 수송 영역(120)이 배치되어 있고, 제2발광 유닛(152)은 상기 제1전극(110) 측에 배치된 제1정공 수송 영역(121)을 포함한다.
상기 제2발광 유닛(152)과 제2전극(190) 사이에는 전자 수송 영역(170)이 배치되어 있고, 제1발광 유닛(151)은 전하 생성층(141)과 제1발광층(151-EM) 사이에 배치된 제1전자 수송 영역(171)을 포함한다.
상기 제1발광층(151-EM)은 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제2발광층(152-EM)은 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다.
도 3 중 제1전극(110) 및 제2전극(190)에 대한 설명은 각각 도 1 중 제1전극(11) 및 제2전극(19)에 대한 설명을 참조한다.
도 3 중 제1발광층(151-EM) 및 제2발광층(152-EM)에 대한 설명은 각각 도 3 중 발광층(15)에 대한 설명을 참조한다.
도 3 중 정공 수송 영역(120) 및 제1정공 수송 영역(121)에 대한 설명은 각각 도 1 중 정공 수송 영역(12)에 대한 설명을 참조한다.
도 3 중 전자 수송 영역(170) 및 제1전자 수송 영역(171)에 대한 설명은 각각 도 1 중 전자 수송 영역(17)에 대한 설명을 참조한다.
이상, 도 3을 참조하여, 제1발광 유닛(151) 및 제2발광 유닛(152) 모두, 본 명세서에 기재된 바와 같은, 호스트, 도펀트 및 센서타이저를 포함하는 발광층을 포함한 유기 발광 소자에 대하여 설명하였으나, 도 3의 유기 발광 소자의 제1발광 유닛(151) 및 제2발광 유닛(152) 중 하나는 공지된 임의의 발광 유닛으로 교체되거나, 3 이상의 발광 유닛을 포함할 수 있는 등, 다양한 변형예가 다양하다.
도 4에 대한 설명
도 4는 또 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자(200)의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 유기 발광 소자(200)는, 제1전극(210), 상기 제1전극(210)에 대향된 제2전극(290) 및 상기 제1전극(210)과 상기 제2전극(290) 사이에 적층된 제1발광층(251) 및 제2발광층(252)을 포함한다.
상기 제1발광층(251)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 제2발광층(252)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1발광 층(251)에서 방출되는 광과 상기 제2발광층(252)에서 방출되는 광의 혼합광은 백색광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제1발광층(251)과 상기 제1전극(210) 사이에는 정공 수송 영역(220)이 배치되어 있고, 상기 제2발광층(252)과 상기 제2전극(290) 사이에는 전자 수송 영역(270)이 배치되어 있다.
상기 제1발광층(251)은 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제2발광층(252)은 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다.
도 4 중 제1전극(210), 정공 수송 영역(220) 및 제2전극(290)에 대한 설명은 각각 도 1 중 제1전극(11), 정공 수송 영역(12) 및 제2전극(19)에 대한 설명을 참조한다.
도 4 중 제1발광층(251) 및 제2발광층(252)에 대한 설명은 각각 도 1 중 발광층(15)에 대한 설명을 참조한다.
도 4 중 전자 수송 영역(270)에 대한 설명은 도 1 중 전자 수송 영역(17)에 대한 설명을 참조한다.
이상, 도 4를 참조하여, 제1발광층(251) 및 제2발광층(252) 모두, 상기 헤테로시클릭 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 대하여 설명하였으나, 도 4의 제1발광층(251) 및 제2발광층(252) 중 임의의 1개는 공지의 층으로 교체되거나, 3개 이상의 발광층을 포함하거나, 서로 이웃한 발광층들 사이에 중간층이 추가도 배치될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
전자 장치
상기 유기 발광 소자는 각종 전자 장치에 포함될 수 있다.
상기 전자 장치는, 상술한 바와 같은 유기 발광 소자 외에 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 소스 전극, 드레인 전극 및 활성층을 포함할 수 있고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 상기 유기 발광 소자의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나는 전기적으로 연결될 수 있다.
용어에 대한 설명
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 포화 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는 -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromaticity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60헤테로아릴기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 헤테로사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기 및 C1-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C6-C60아릴옥시기는 -OA102(여기서, A102는 상기 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 C6-C60아릴티오기(arylthio)는 -SA103(여기서, A103은 상기 C6-C60아릴기기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 방향족 축합다환 그룹(aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 방향족성(aromaticity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 본 명세서 중 2가 방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹(aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소(예를 들어, 탄소수는 1 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 방향족성(aromaticity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 본 명세서 중 2가 방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromaticity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소(예를 들어, 탄소수는 1 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromaticity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C5-C30카보시클릭 그룹은 고리 형성 원자로서 5 내지 30개의 탄소만을 갖는 포화 또는 불포화 시클릭 그룹을 가리킨다. 상기 C5-C30카보시클릭 그룹은 모노시클릭 그룹 또는 폴리시클릭 그룹일 수 있고, 화학식 구조에 따라, 1가, 2가, 3가, 4가, 5가 또는 6가 그룹일 수 있다.
본 명세서 중 C1-C30헤테로시클릭 그룹은 고리 형성 원자로서 1 내지 30개의 탄소 외에, N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 적어도 하나 갖는 포화 또는 불포화 시클릭 그룹을 가리킨다. 상기 C1-C30헤테로시클릭 그룹은 모노시클릭 그룹 또는 폴리시클릭 그룹일 수 있고, 화학식 구조에 따라, 1가, 2가, 3가, 4가, 5가 또는 6가 그룹일 수 있다.
본 명세서 중 상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹, 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15), -B(Q16)(Q17) 및 -P(=O)(Q18)(Q19) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25), -B(Q26)(Q27) 및 -P(=O)(Q28)(Q29) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35), -B(Q36)(Q37) 및 -P(=O)(Q38)(Q39); 중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q9, Q11 내지 Q19, Q21 내지 Q29 및 Q31 내지 Q39는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
본 명세서 중 "상온"이란 약 25℃의 온도를 가리킨다.
본 명세서 중 "비페닐기, 터페닐기 및 테트라페닐기"는 각각 2개, 3개 또는 4개의 페닐기가 서로 단일 결합을 통하여 연결되어 있는 1가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 "시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기 및 시아노-함유 테트라페닐기"는 각각, 적어도 하나의 시아노기로 치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 테트라페닐기를 의미한다. 상기 "시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기 및 시아노-함유 테트라페닐기" 중 시아노기는 임의의 위치에 치환될 수 있고, 상기 "시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기 및 시아노-함유 테트라페닐기"는 시아노기 외에 다른 치환기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 시아노기로 치환된 페닐기 및 시아노기 및 메틸기로 치환된 페닐기 모두, "시아노-함유 페닐기"에 속한다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 실시예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.
[실시예]
하기 화합물들은 후술하는 합성예 1 내지 21에서 합성된 화합물들이다:
합성예 1: 화합물 112001의 합성
중간체 112001-a의 합성
4-클로로-3-플루오로아닐린 (4-chloro-3-fluoroaniline) 20.0 g (137 mmol), N-브로모석신이미드(N-bromosuccinimide) 25.7g (144 mmol) 및 디메틸포름아마이드 (N,N-dimethylformamide, DMF)를 상온에서 교반시키며 반응을 진행하였다. 반응 종료 후 2몰 농도의 티오황산 나트륨 (sodium thiosulfate) 수용액을 천천히 적가 하였다. 증류수와 디클로로메탄 (dichloromethane, DCM)을 첨가하여 추출한 다음, 수용액층을 제거 한 후, 수득한 여과액을 감압 농축하였다. 이로부터 수득한 생성물을 칼럼 크로마토그래피로 분리하여 중간체 112001-a 29.3 g (수율 95%)을 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 223.93 g/mol, 측정치 223.16 (M+1))
중간체 112001-b의 합성
중간체 112001-a 36.0 g (160 mmol), 요오드화구리(I) (copper(I) iodide, CuI) 45.7 g (240 mmol), t-부틸나이트라이트 (tert-butyl nitrite) 19.8 g (192 mmol), 및 아세토나이트릴 (acetonitrile) 800 mL를 150 ℃에서 환류 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 냉각시키고 실리카 겔을 통과 시켜 감압 필터하고 이로부터 수득한 여과액을 감압 농축한 다음 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 분리하여 21.3g (수율 40%)의 중간체 112001-b 를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 334.81 g/mol, 측정치 334.25(M+1))
중간체 112001-c의 합성
중간체 112001-b (37.2 g, 111 mmol) 3,6-디-터트-부틸-1-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-9H-카바졸 (3,6-di-tert-butyl-1-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole) (15.0 g, 37.0 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(PPh3)4) (1.28 g, 1.11 mmol)를 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 300 mL에 첨가한 다음 환류 교반하였다. 상기 혼합물에 2M 농도의 인산칼륨 (potassium triphosphate, K3PO4) 용액 150 mL 를 적가하면서 교반하였다. 반응 종료 후, 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 분리한 다음, 감암 농축하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 분리하여 8.72g (수율 48%)의 중간체 112001-c 를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 486.10 g/mol, 측정치 486.75 (M+1))
중간체 112001-d의 합성
중간체 112001-c (8.70 g, 17.9 mmol), CuI (1.70 g, 8.95 mmol), 1,10-페난트롤린 (1,10-phenanthroline) (1.61 g, 8.95 mmol), 인산칼륨 (11.4 g, 54.7 mmol) 및 디메틸포름아마이드 (100 ml)를 100℃에서 가열하면서 교반하였다. 반응 종결 후, 실리카 겔을 사용하여 감압 필터를 하였고, 통과된 여액을 감압 농축하였다. 이후, 디클로로메탄과 메탄올을 이용하여 얻어진 침전물을 필터하고, 얻어진 고체를 진공오븐에서 건조시켜 중간체 112001-d 6.53 g (수율 90%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 405.17 g/mol, 측정치 405.59 (M+1))
중간체 112001-e의 합성
중간체 112001-d (6.50 g, 16.0 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-바이 (1,3,2-디옥사보로란) (4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane)) (6.10 g, 24.1 mmol), 아세트산 칼륨 (potassium acetate, KOAc) (4.71 g, 47.8 mmol), 트리스(디벤질리텐아세톤)디팔라듐(0) (tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd2(dba)3) (0.733 g, 0.801 mmol), 엑스포스 (X-Phos) (0.764 g, 1.60 mmol) 및 1,4-디옥산 (1,4-dioxane) (120 ml)을 둥근 플라스크에 넣어 170℃에서 가열하면서 교반하여 반응을 진행시켰다. 반응 종결 후, 실리카 겔을 사용한 감압 필터를 진행하였고 여액을 농축하였다. 디클로로메탄과 메탄올으로 이용하여 얻어진 침전물을 필터하고, 얻어진 고체를 진공오븐에서 건조시켜 6.87 g의 중간체 112001-e (수율 86%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 498.30 g/mol, 측정치 498.67 (M+1))
중간체 112001-f
중간체 112001-e (4.00 g, 8.04 mmol), 2,6-디브로모-4-(터트-부틸)아닐린 (2,6-dibromo-4-(tert-butyl)aniline) (7.40 g, 24.2 mmol), Pd(PPh3)4 (0.278 g, 0.242 mmol)와 THF (120 ml)를 교반한 뒤, 탄산 칼륨 (potassium carbonate, K2CO3)의 2몰 농도 수용액 (60 ml)을 추가하여 환류 교반하였다. 상온으로 식힌 뒤, 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 추출하였고, 추출한 유기물층을 농축시켜 실리카 겔에 흡착하였다. 이후 실리카 겔로 충진된 칼람 크로마토그래피를 이용하여 정제를 진행하여 중간체 ll2001-f 1.73 g (수율 36%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 597.23 g/mol, 측정치 597.20 (M+1))
중간체 112001-g
중간체 112001-f (1.70 g, 2.84 mmol), 칼륨 t-부톡사이드 (potassium tert-butoxide, t-BuOK) (0.958 g, 8.53 mmol) 그리고 디메틸 설폭사이드 (dimethyl sulfoxide, DMSO) (20 ml)를 둥근 플라스크에 넣어 교반시키며 열을 가하면서 환류하였다. 반응 종결 후 증류수를 추가하였고 디클로로메탄으로 추출하여 실리카 겔에 흡착시켰다. 이후 칼람 크로마토그래피를 이용하여 불순물을 분리하였고 건조시켜 1.31 g의 중간체 112001-g (수율 80%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 577.22 g/mol, 측정치 577.86 (M+1))
중간체 112001-h의 합성
중간체 112001-g (1.30 g, 2.25 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-바이 (1,3,2-디옥사보로란) (0.871 g, 3.38 mmol), KOAc (0.662 g, 6.75 mmol) and [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(II) ([1,1′-bis(diphenylphosphino)fe rrocene]dichloropalladium(II), PdCl2(dppf)) (0.049 g, 0.068 mmol)와 1,4-디옥산 (30 ml)를 넣고 교반시키며 가열 환류하였다. 반응을 종결시킨 뒤 디클로로메탄을 추가하였고 실리카 겔로 채워진 필터를 사용하여 감압 필터를 하여 농축을 진행하였다. 이후 디클로로메탄 및 메탄올을 이용하여 얻어진 침전물을 필터하고, 얻어진 고체를 진공오븐에서 건조시켜 중간체 112001-h (1.25 g, 수율 89%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 625.40 g/mol, 측정치 625.10 (M+1))
중간체 112001-i의 합성
중간체 112001-b 대신 3,6-디-t-부틸-1-(3,6-디브로모-2-요오도페닐)-9 H-카르바졸 (3,6-di-tert-butyl-1-(3,6-dibromo-2-iodophenyl)-9H-carbazole)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 112001-i (0.550g, 수율 57%)를 합성하였다.
LC-Mass (계산치: 1008.35 g/mol, 측정치 1009.55 (M+1))
화합물 112001의 합성
중간체 112001-i (0.400 g, 0.396 mmol), CuI (0.075 g, 0.396 mmol), 1,10-페난트롤린 (0.071 g, 0.396 mmol), 인산칼륨 (0.336 g, 1.58 mmol)와 디메틸포름아마이드 (15 ml)를 넣어 교반시키며 가열하였다. 반응 종결 후, 클로로포름 2 L에 끓이면서 녹인 뒤 실리카를 이용하여 필터한 후 정제하여 화합물 112001 (0.252 g, 수율 74%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 847.4865 g/mol, 측정치 847.4866 (M+1))
합성예 2: 화합물 112002의 합성
중간체 112002-a의 합성
중간체인 3,6-디-t-부틸-1-(3,6-디브로모-2-요오도페닐)-9 H-카르바졸을 대신하여 1-(2,5-디브로모-4-요오도페닐)-3,6-디페닐-9H-카르바졸 (1-(2,5-dibromo-4-iodophenyl)-3,6-diphenyl-9H-carbazole) (0.979 g, 1.44 mmol)을 사용하여, 중간체 112001-h (0.600 g, 0.961 mmol)를 상기 합성예 1의 중간체 112001-c 합성법에 따라 반응을 진행하였고 그 결과 중간체 112002-a (0.581 g, 수율 58%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1048.28 g/mol, 측정치 1049.05 (M+1))
화합물 112002의 합성
중간체 112001-I 대신 중간체 112002-a를 사용하였다는 점을 제외하고 상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성과 동일한 방법을 사용하여화합물 112002 (0.293 g, 수율 88%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 887.4239 g/mol, 측정치 887.4239 (M+1))
합성예 3: 화합물 115001의 합성
중간체 115001-a의 합성
4-클로로-3-플루오로아닐린을 대신하여 3-클로로-4-플루오로아닐린 (3-chloro-4-fluoroaniline) (40.0 g, 275 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-a의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 115001-a (34.0 g, 수율 55%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 223.93 g/mol, 측정치 223.17 (M+1))
중간체 115001-b의 합성
중간체 115001-a (15.0 g, 66.8 mmol)를 중간체 112001-a 대신 이용하여 상기 합성예 1의 중간체 112001-b의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 115001-b (9.32 g, 수율 42%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 334.81 g/mol, 측정치 334.15 (M+1))
중간체 115001-c의 합성
중간체 112001-b 대신 중간체 115001-b를 사용였다는 것을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성과 동일한 방법을 사용하여 3.12 g의 중간체 115001-c (수율 43%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 486.10 g/mol, 측정치 486.62 (M+1))
중간체 115001-d의 합성
중간체 112001-c 대신 중간체 115001-c (3.00 g, 6.16 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-d의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 115001-d (2.43 g, 수율 97%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 405.17 g/mol, 측정치 405.63 (M+1))
중간체 115001-e의 합성
중간체 112001-d를 대신하여 중간체 115001-d (3.70 g, 9.11 mmol)를 사용한 점을 제외하고 상기 합성예 1의 중간체 112001-e의 합성과 동일한 방법을 사용하여 4.20 g의 중간체 115001-e (수율 93%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 498.30 g/mol, 측정치 498.89 (M+1))
중간체 115001-f의 합성
중간체 112001-e를 대신하여 중간체 115001-e (2.00 g, 4.02 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-f의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 ll5001-f (1.30 g, 수율 54%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 597.23 g/mol, 측정치 597.98 (M+1))
중간체 115001-g의 합성
중간체 112001-f 대신 중간체 115001-f를 사용하여 상기 합성예 1의 중간체 112001-g의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 115001-g (1.01 g, 수율 69%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 577.22 g/mol, 측정치 577.20 (M+1))
중간체 115001-h의 합성
중간체 112001-g를 대신 중간체 115001-g (1.00 g, 1.73 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-h의 합성과 동일한 방법을 이용하여 중간체 115001-h (0.972 g, 수율 90%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 625.40 g/mol, 측정치 625.28 (M+1))
중간체 115001-i의 합성
중간체 115001-h를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-i의 합성과 동일한 방법을 사용하여 0.440 g의 중간체 115001-i (수율 45%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1008.35 g/mol, 측정치 1007.95 (M+1))
화합물 115001의 합성
중간체 112001-i 대신 중간체 115001-i (0.400 g, 0.396 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성과 동일한 방법을 사용하여 화합물 115001 (0.281 g, 수율 83%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 847.4865 g/mol, 측정치 847.4870 (M+1))
합성예 4: 화합물 115002의 합성
중간체 115002-a의 합성
중간체 115001-h (0.600 g, 0.961 mmol)를 시작 물질로 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 2의 중간체 112002-a의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 115002-a (0.516 g, 수율 51%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1048.28 g/mol, 측정치 1047.40 (M+1))
화합물 115002의 합성
중간체 115002-a를 상기 합성예 1의 112001의 합성과 동일한 방법ㅂ을 사용하여 화합물 115002 (0.310 g, 수율 92%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 887.4239 g/mol, 측정치 887.4252 (M+1))
합성예 5: 화합물 115003의 합성
중간체 115003-a의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-a 합성법에서, 3,6-디-ㅅ-부틸-1-(3,6-디브로모-2-요오도페닐)-9H-카르바졸을 사용하지 않고 3,6-비스(4-(터트-부틸)페닐)-1-(2,5-디브로모-4-요오도페닐)-9H-카르바졸 (3,6-bis(4-(tert-butyl)phenyl)-1-(2,5-dibromo-4-iodophenyl)-9H-carbazole)을 사용하여 115001-h (0.600 g, 0.961 mmol)와 반응시켰고, 그 결과 중간체 115003-a (0.536 g, 수율 48%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1160.41 g/mol, 측정치 1161.21 (M+1))
화합물 115003의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성과 동일한 방법을 사용하여 중간체 115003-a를 반응시켜 화합물 115003 (0.387 g, 수율 90%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1000.5570 g/mol, 측정치 1000.5573 (M+1))
합성예 6: 화합물 115004의 합성
중간체 115004-a의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-a 합성법에서, 중간체인 3,6-디-t-부틸-1-(3,6-디브로모-2-요오도페닐)-9H-카르바졸을 대신하여 중간체 1'-(2,5-디브로모-4-요오도페닐)-9'H-9,3':6',9''-테르카르바졸을 115001-h (0.600 g, 0.961 mmol)와 반응시켰고, 정제 후 0.507 g의 중간체 115004-a (수율 43%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 1226.34 g/mol, 측정치 1225.88 (M+1))
화합물 115004의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성법을 참고하여 중간체 115004-a를 반응시켜 화합물 115004 (0.395 g, 수율 91%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1066.4849 g/mol, 측정치 1066.4848 (M+1))
합성예 7: 화합물 115005의 합성
중간체 115005-a의 합성
상기 합성예 1의 112001-f 합성법에서 중간체로 사용하였던 2,6-디브로모-4-(t-부틸)아닐린을 대신하여 3,5-디브로모-[1,1'-비페닐]-4-아민 (3,5-dibromo-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (3.96 g, 12.1 mmol)를 이용하여 중간체 115001-e과 반응 시켰고, 그 결과 중간체 115005-a (1.17 g, 수율 47%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 617.20 g/mol, 측정치 617.44 (M+1))
중간체 115005-b의 합성
중간체 115005-a를 사용하여, 상기 합성예 1의 112001-g의 합성 방법을 통해 1.37 g 의 중간체 115005-b (수율 71%) 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 597.19 g/mol, 측정치 597.72 (M+1))
중간체 115005-c의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-h의 합성법을 참조하여 중간체 115005-b를 반응시켰고, 그 결과 중간체 115005-c (0.949 g, 수율 88%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 645.37 g/mol, 측정치 646.01 (M+1))
중간체 115005-d의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성법을 토대로 중간체 115005-c를 시작 물질로 반응을 진행하여 0.751 g의 중간체 115005-d (수율 61%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 1028.32 g/mol, 측정치 1029.22 (M+1))
화합물 115005의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성 방법으로 중간체 115005-d를 반응시켜 화합물 115005 (0.421 g, 수율 86%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 868.4631 g/mol, 측정치 868.4633 (M+1))
합성예 8: 화합물 115006의 합성
중간체 115006-a의 합성
상기 합성예2의 중간체 112002-a의 합성법을 참조하여 중간체 115005-c로 반응을 진행하여 중간체 115006-a (1.28 g, 수율 52%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1068.25 g/mol, 측정치 1067.78 (M+1))
화합물 115006의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성 방법으로 중간체 115006-a를 반응시켜 화합물 115006 (0.243 g, 수율 95%)을 합성하여 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 908.4005 g/mol, 측정치 908.4010 (M+1))
합성예 9: 화합물 115007의 합성
중간체 115007-a의 합성
상기 합성예 1의 112001-f 합성법에서 중간체인 2,6-디브로모-4-(터트-부틸)아닐린을 대체하여 중간체 115001-e의 반응 대상으로써 2,6-디브로모-4-(9H-카르바졸-9-일)아닐린을 사용하였고, 반응 후 정제하여 중간체 115007-a (1.08 g, 수율 38%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 706.22 g/mol, 측정치 707.01 (M+1))
중간체 115007-b의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-g의 합성법으로 중간체 115007-a를 반응시켜 1.53 g의 중간체 115007-b (수율 63%)를 합성하여 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 686.22 g/mol, 측정치 686.75 (M+1))
중간체 115007-c의 합성
중간체 115007-b를 이용하여 상기 합성예 1의 중간체 112001-h의 합성법으로 반응을 진행하였고 결과적으로 중간체 115007-c (1.13 g, 수율 85%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 734.39 g/mol, 측정치 734.52 (M+1))
중간체 115007-d의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성법으로 중간체 115007-c를 사용하여 반응을 진행하여 최종적으로 중간체 115007-d (0.821 g, 수율 48%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1117.34 g/mol, 측정치 1118.52 (M+1))
화합물 115007의 합성
중간체 115007-d를 상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성 방법으로 반응을 진행하여 그 결과 0.642 g의 화합물 115007 (수율 81%)를 수득하였음.
LC-Mass (계산치: 957.4896 g/mol, 측정치 957.4900 (M+1))
합성예 10: 화합물 115008의 합성
중간체 115008-a의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성 방법에서 시작 물질로써 사용되었던 3,6-디-터트-부틸-1-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-9H-카바졸을 대신하여 3,6-디페닐-1-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)-9H-카르 바졸 (3,6-diphenyl-1-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-y l)-9H-carbazole)를 이용하여 중간체 115001-b와 반응시켜 중간체 115008-a (1.35 g, 수율 42%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 526.04 g/mol, 측정치 527.00 (M+1))
중간체 115008-b의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성법으로 중간체 115008-a를 반응시켜 3.21 g의 중간체 115008-b (수율 91%)를 합성하여 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 446.11 g/mol, 측정치 446.29 (M+1))
중간체 115008-c의 합성
중간체 112001-d를 대신하여 중간체 115008-b를 상기 합성예 1의 중간체 112001-e의 합성법으로 반응을 진행하였고 그 결과, 중간체 115008-c (2.13 g, 수율 71%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 538.24 g/mol, 측정치 538.78 (M+1))
중간체 115008-d의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-f의 합성법을 참조하여 중간체 115008-c를 사용하여 중간체 115008-d (1.73 g, 수율 45%)를 결과물로 얻었다.
LC-Mass (계산치: 637.17 g/mol, 측정치 638.05 (M+1))
중간체 115008-e의 합성
중간체 115008-d를 상기 합성예 1의 중간체 112001-g 합성 방법으로 합성을 진행하였고 결과물로 1.32 g의 중간체 115008-e (수율 65%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 617.16 g/mol, 측정치 617.85 (M+1))
중간체 115008-f의 합성
상기 합성예 1에서 중간체 112001-h를 합성하였던 방법으로 중간체 115008-e을 사용하여 반응을 진행하였고 중간체 115008-f (1.02 g, 수율 81%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 665.33 g/mol, 측정치 666.11 (M+1))
중간체 115008-g의 합성
중간체 115008-f를 상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성법을 참조하여 합성을 진행하였다. 반응 및 정제 종결 후 그 결과, 1.00 g의 중간체 115008-g (수율 47%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1048.28 g/mol, 측정치 1047.99 (M+1))
화합물 115008의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성법으로 반응을 진행하였고, 결과물로 화합물 115008 (0.441 g, 수율 83%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 888.4318 g/mol, 측정치 888.4320 (M+1))
합성예 11: 화합물 115009의 합성
중간체 115009-a의 합성
상기 합성예2의 중간체 112002-a의 합성법으로 중간체 115008-f를 반응시켜 합성을 진행하였다. 정제 종료후 중간체 115009-a (1.23 g, 수율 44%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1088.22 g/mol, 측정치 1089.11 (M+1))
화합물 115009의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성법에 따라 중간체 115009-a를 반응시켰고, 이후 화합물 115009 (0.333 g, 수율 91%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 928.3692 g/mol, 측정치 928.3690 (M+1))
합성예 12: 화합물 121001의 합성
중간체 121001-a의 합성
2,6-디브로모-4-(터트-부틸)아닐린 (100 g, 326 mmol), m-클로로퍼벤조산 (m-chloroperbenzoic acid, mCPBA) (276 g, 1.30 mol)과 1,2-디클로로에탄 (1,2-dichloroethane, 1,2-DCE) (1500 ml)를 둥근 플라스크에 넣어 교반시킨다. 열을 가하여 환류시키고 16시간 뒤에 식힌 다음, 티오황산나트륨 수용액을 붓고 디클로로메탄과 증류수로 충분히 추출을 해준다. 추출된 유기물 층은 칼람 크로마토그래피를 이용하여 정제하였고 건조 뒤 중간체 121001-a (62.1 g, 수율 56%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 335.92 g/mol, 측정치 336.02 (M+1))
중간체 121001-b의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-f 합성법에서, 시작 물질들을 중간체 121001-a (50.0 g, 148 mmol)와 (2-메톡시페닐)보론 산 ((2-methoxyphenyl)boronic acid) (15.0 g, 98.9 mmol)로 바꾸어 반응을 진행하였고 결과적으로 중간체 121001-b (12.5 g, 수율 35%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 364.05 g/mol, 측정치 365.11 (M+1))
중간체 121001-c의 합성
중간체 121001-b (20.0 g, 54.9 mmol)와 트리에틸 포스파이트 (triethyl phosphite) (200 ml)을 둥근 플라스크에 교반시키며 3 일간 200도로 가열하면서 반응을 진행하였다. 종결 후 에탄올 (1000 ml)을 넣어 3 시간동안 교반하였고 추출 뒤 칼람 크로마토그래피로 불순물을 분리하여 정제를 진행하였다. 건조 후 중간체 121001-c (4.01 g, 수율 22%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 332.07 g/mol, 측정치 332.55 (M+1))
중간체 121001-d의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-h의 합성법을 참조하여 중간체 121001-c (15.0 g, 45.1 mmol)를 사용하여 반응을 진행하였다. 정제 종결 후, 중간체 121001-d (15.3 g, 수율 89%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 380.24 g/mol, 측정치 379.98 (M+1))
중간체 121001-e의 합성
중간체 112001-h를 대신하여 중간체 12100-d를 이용하여 상기 합성예 1의 112001-i의 합성법으로 반응을 진행하여 결과물로 8.27 g의 중간체 121001-e (수율 41%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 763.19 g/mol, 측정치 763.15 (M+1))
중간체 121001-f의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성법으로 중간체 121001-d를 반응시켜 중간체 121001-f (5.91 g, 수율 94%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 603.34 g/mol, 측정치 604.21 (M+1))
중간체 121001-g의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-a의 합성법에서 용매를 디메틸포름아마이드에서 THF로 변경하였고 반응물로 중간체 121001-f를 사용하여 반응을 진행하였다. 그 결과 중간체 121001-g (1.62 g, 수율 48%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 681.25 g/mol, 측정치 681.77 (M+1))
중간체 121001-h의 합성
중간체 121001-g (5.00 g, 7.33 mmol)을 디클로로메탄 (100 ml)에 녹여서 -78도까지 온도를 내린 뒤 삼브롬화 붕소 (boron tribromide, BBr3) (3.67 g, 14.7 mmol)을 천천히 넣어준다. 24시간 동안의 교반 뒤, 증류수를 넣어 과량의 BBr3를 퀀칭하고 수산화나트륨 (sodium hydroxide) 수용액으로 pH 7이 될 때까지 중화하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출뒤 n-헥산으로 침전시켜 필터하여 건조하였다. 그 결과 중간체 121001-h (3.12 g, 수율 64%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 667.23 g/mol, 측정치 667.01 (M+1))
중간체 121001-i의 합성
중간체 121001-h (12.0 g, 18.0 mmol), 피리딘 (Pyridine) (2.84 g, 35.9 mmol)와 디클로로메탄 (120 ml)을 둥근 플라스크에 넣고 0도로 온도를 맞춘다. 트리플릭 무수물 (Triflic anhydride) (6.08 g, 21.6 mmol)을 디클로로메탄 (60 ml)에 녹여 천천히 둥근 플라스크에 추가하고 상온에서 3시간 동안 교반시킨다. 종결 후 디에틸 에테르 (diethyl ether)와 염화수소 (HCl) 수용액으로 퀀칭하고 추출하였다. 이후 컬람크로마토그래피를 이용하여 정제를 진행하였다. 건조 뒤 10.2 g의 중간체 121001-i (수율 71%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 799.18 g/mol, 측정치 800.01 (M+1))
중간체 121001-j의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-f의 합성 방법을 이용하여 중간체 121001-i 를 사용하여 반응을 진행하였고 정제 후 중간체 121001-j (2.64 g, 수율 50%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 928.42 g/mol, 측정치 927.97 (M+1))
화합물 121001의 합성
중간체 121001-j를 상기 합성예 1의 중간체 112001-d를 합성하였던 방법으로 반응을 진행하였고 결과적으로 화합물 121001 (1.65 g, 수율 90%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4949 (M+1))
합성예 13: 화합물 121002의 합성
중간체 121002-a의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-f 합성법으로 중간체 121001-i를 이용하여 반응을 진행하였고, 그 결과 중간체 121002-a (1.32 g, 수율 42%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 968.36 g/mol, 측정치 968.72 (M+1))
화합물 121002의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-d 합성법을 참조하여 중간체 121002-a로 반응을 진행하였고 결과적으로 화합물 121002 (0.87 g, 수율 88%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 888.4318 g/mol, 측정치 888.4317 (M+1))
합성예 14: 화합물 122001의 합성
중간체 122001-a의 합성
중간체 115001-h를 이용하여 상기 합성예 1의 중간체 112001-c 합성법으로 반응을 진행하였다. 정제 종결 후, 중간체 122001-a (1.11 g, 수율 43%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 1008.35 g/mol, 측정치 1007.77 (M+1))
화합물 122001의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001 합성 방법으로 중간체 122001-a를 사용하여 반응을 진행하여 화합물 122001 (0.52 g, 수율 89%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4953 (M+1))
합성예 15: 화합물 122002의 합성
중간체 122002-a의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성법으로 중간체 115001-h를 사용하여 반응을 진행하여 중간체 122002-a (0.95 g, 수율 46%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 1048.28 g/mol, 측정치 1049.01 (M+1))
화합물 122002의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성 방법으로 중간체 122002-a를 이용하여 반응을 진행하였고, 결과적으로 0.532 g의 화합물 122002 (수율 79%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 888.4318 g/mol, 측정치 888.4320 (M+1))
합성예 16: 화합물 124001의 합성
중간체 124001-a의 합성
3,6-디-터트-부틸-1-(3,6-디브로모-2-요오도페닐)-9H-카르바졸를 1-(5-브로모-2,4-디클로로페닐)-3,6-디-터트-부틸-9H-카르바졸 (1-(5-bromo-2,4-dichlorophenyl)-3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole)로 대체하여 사용한 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 중간체 112001-i 합성 방법으로 반응을 진행하였다. 이후 결과물인 중간체 124001-a (1.23 g, 수율 65%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 920.45 g/mol, 측정치 921.54 (M+1))
화합물 124001의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001 합성법에서 용매를 디메틸포름아마이드 대신 디메틸 설폭사이드를 사용하여 반응을 진행하였고 결과적으로 화합물 124001 (0.71 g, 수율 64%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4946 (M+1))
합성예 17: 화합물 141001의 합성
중간체 141001-a의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-b의 합성법에서 중간체 121001-a를 대신하여 2-브로모-4-(터트-부틸)-1-니트로벤젠 (2-bromo-4-(tert-butyl)-1-nitrobenzene) (268 g, 1.04 mol)을 사용하여 반응하였고 정제 후 중간체 141001-a (245 g, 수율 78%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 364.05 g/mol, 측정치 364.72 (M+1))
중간체 141001-b의 합성
중간체 141001-a (100 g, 0.275 mol), 트리페닐포스핀 (triphenylphosphine) (PPh3) (216 g, 0.824 mol)와 1,2-디클로로벤젠 (1,2-dichlorobenzne, o-DCB) (750 ml)을 교반시키며 200도로 가열하였으며 5시간 경과 후 PPh3 (72.0 g, 0.275 mol)을 추가적으로 넣어서 반응을 진행하였다. 반응 종결 후, 실리카 필터를 이용하여 다량의 o-DCB 및 PPh3를 제거하였고 이후 컬람 크로마토그래피를 이용하여 불순물을 분리하여 정제를 완료하였다. 그 결과 중간체 141001-b (73.9 g, 수율 81%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 332.07 g/mol, 측정치 331.99 (M+1))
중간체 141001-c의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-h 합성법에서 중간체 112001-g를 대신하여 중간체 141001-b (75.0 g, 0.226 mol)를 사용하여 반응을 진행하였고, 종결 후 중간체 141001-c (66.8 g. 수율 78%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 380.24 g/mol, 측정치 381.01 (M+1))
중간체 141001-d의 합성
중간체 112001-h를 중간체 141001-c로 대체한 점을 제외하고는 상기 합성예 1의 112001-i의 합성법과 동일하게 합성을 진행하였고, 중간체 141001-d (38.3 g, 수율 38%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 763.19 g/mol, 측정치 763.88 (M+1))
중간체 141001-e의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성법과 동등하게 반응을 진행하였고 시작 물질로 중간체 141001-d (42.0 g, 54.9 mmol)를 사용하였다. 결과적으로 중간체 141001-e (30.8 g, 수율 93%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 603.34 g/mol, 측정치 603.97 (M+1))
중간체 141001-f의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-g의 합성의 반응 조건으로 중간체 141001-e (20.0 g, 33.2 mmol)를 반응시켜 14.2 g의 중간체 141001-f (수율 63%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 681.25 g/mol, 측정치 682.01 (M+1))
중간체 141001-g의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-h 합성법에서 시작 물질을 중간체 141001-f (15.0 g, 22.0 mmol)로 사용하여 반응시켰고, 그 결과 중간체 141001-g (9.99 g, 수율 68%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 667.23 g/mol, 측정치 667.33 (M+1))
중간체 141001-h의 합성
시작 물질로 중간체 141001-g (5.00 g, 7.49 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 12 의 중간체 121001-i의 합성 반응 조건으로 동일하게 진행하였다. 그 결과 중간체 141001-h (3.77 g, 수율 63%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 799.18 g/mol, 측정치 800.01 (M+1))
중간체 141001-i의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-j의 합성법에서 중간체 121001-i 대신 중간체 141001-h (2.00 g, 2.50 mmol)로 반응을 진행하였고 정제 후 중간체 141001-i (1.05 g, 수율 45%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 928.42 g/mol, 측정치 928.51 (M+1))
화합물 141001의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-d의 합성법에 의해 중간체 141001-i (0.800 g, 0.861 mmol)를 반응시켰고 그 결과 화합물 141001 (0.642 g, 수율 88%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4948 (M+1))
합성예 18: 화합물 143001의 합성
중간체 143001-a의 합성
상기 합성예 16의 중간체 124001-a의 합성법을 참조하여 중간체 141001-c에서 반응을 진행하여 중간체 143001-a (13.7 g, 수율 65%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 675.29 g/mol, 측정치 674.98 (M+1))
중간체 143001-b의 합성
상기 합성예의 화합물 124001의 합성법과 동일하게 진행하였고 중간체 143001-a를 사용하였던 점만 다르다. 합성 결과 중간체 143001-b (10.2 g, 수율 78%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 603.34 g/mol, 측정치 603.44 (M+1))
중간체 143001-c의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-g의 합성의 반응 조건과 동일하게 반응을 진행하여 3.51 g의 중간체 143001-c (수율 37%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 681.25 g/mol, 측정치 680.78 (M+1))
중간체 143001-d의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-h 합성법과 동일하게 반응을 진행하여 중간체 143001-d (2.12 g, 수율 71%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 667.23 g/mol, 측정치 667.75 (M+1))
중간체 143001-e의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-i의 합성 반응 조건을 이용하여 중간체 143001-d로 반응을 진행하여 중간체 143001-e (1.78 g, 수율 65%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 799.18 g/mol, 측정치 799.82 (M+1))
중간체 143001-f의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-j의 합성법으로 중간체 143001-e을 사용하여 반응을 진행하였고 중간체 143001-f (0.521 g, 수율 32%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 928.42 g/mol, 측정치 927.98 (M+1))
화합물 143001의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-d의 합성법과 동등하게 반응시켰고 그 결과 0.432 g의 화합물 141003 (수율 89%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4944 (M+1))
합성예 19: 화합물 153001의 합성
중간체 153001-a의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-c의 합성법에서 중간체 141001-c와 중간체 112001-b를 이용하여 반응을 진행하였고, 합성결과 중간체 153001-a (16.7 g, 수율 42%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 460.05 g/mol, 측정치 461.01 (M+1))
중간체 153001-b의 합성
상기 합성예의 중간체 112001-d의 합성법에 따라 중간체 153001-a로 반응을 진행한 결과 중간체 153001-b (10.2 g, 수율 91%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 380.12 g/mol, 측정치 380.55 (M+1))
중간체 153001-c의 합성
153001-b (25.0 g, 65.8 mmol)을 에탄올 (400 ml)과 둥근 플라스크에 넣어 교반시킨다. 황산 (H2SO4) (65.8 mmol)를 천천히 추가하고 N-요오도숙신이미드 (N-iodosuccinimide, NIS) (16.3 g, 72.4 mmol)를 에탄올에 녹여서 반응물에 천천히 추가한다. 상온에서 6시간 교반시킨 후 탄산수소나트륨 (NaHCO3)와 티오황산나트륨 (Na2S2O3)를 이용하여 중화 및 퀀칭한다. 디클로로메탄과 증류수로 추출을 진행하고 칼람 크로마토그래피를 사용하여 불순물 분리를 진행하여 정제를 완료하여 중간체 153001-c (23.6 g, 수율 71%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 506.02 g/mol, 측정치 506.44 (M+1))
중간체 153001-d의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-h 합성 반응 조건으로 중간체153001-c의 반응을 진행하여 중간체 153001-d (11.7 g, 수율 55%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 492.00 g/mol, 측정치 491.88 (M+1))
중간체 153001-e의 합성
상기 합성예 12의 121001-i의 합성법의 반응 조건과 동일하게 중간체 153001-d를 사용하여 반응을 진행하여 중간체 153001-e (12.1 g, 수율 66%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 623.95 g/mol, 측정치 624.11 (M+1))
중간체 153001-f의 합성
상기 합성예 1의 112001-i의 합성법과 유사하게 중간체 153001-e의 반응 진행 후 결과적으로 5.31 g의 중간체 153001-f (수율 41%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 775.24 g/mol, 측정치 775.98 (M+1))
중간체 153001-g의 합성
상기 합성예 1의 112001-d의 합성법을 따라 중간체 153001-f를 반응시켜 결과적으로 중간체 153001-g (2.21 g, 수율 65%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 625.28 g/mol, 측정치 625.88 (M+1))
중간체 153001-h의 합성
수소화나트륨 (Sodium hydride, NaH) (0.192 g, 8.00 mmol)와 디메틸포름아마이드 (10 ml)를 둥근 플라스크에 넣어 교반시킨다. 바로 3,6-디-터트-부틸-9H-카르바졸 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) (1.07 g, 3.84 mmol)을 녹인 디메틸포름아마이드 (20 ml) 용액을 천천히 추가하여 용액 색이 투명해질 때까지 교반한다. 이후, 중간체 153001-g (2.00 g, 3.20 mmol)를 넣고 150도로 가열하여 반응을 진행한다. 반응 종결 후, 과량의 증류수을 넣고 필터를 진행하여 걸러진 고체를 다시 디클로로메탄에 녹인 뒤 메탄올으로 침전시킨다. 이 과정을 여러 번 반복하여 필터 후 건조하여 중간체 153001-h (2.21 g, 수율 78%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 884.47 g/mol, 측정치 885.02 (M+1))
화합물 153001의 합성
중간체 153001-h (1.50 g, 1.70 mmol), 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 (benzyltriethylammonium chloride, BnEt3NCl) (0.193 g, 0.848 mmol), 인산칼륨 (1.80 g, 8.48 mmol), 트리-터트-부틸포스핀 (tri-tert-butylphosphine, P(t-Bu)3) (0.170 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) (tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd2(dba)3) (0.078 g, 0.085 mmol) 그리고 디메틸아세트아마이드 (N,N-dimethylacetamide, DMA) (50 ml)를 교반시키며 200도로 가열하였다. 종결 후 다량의 클로로포름에 끓이면서 녹인 뒤, 실리카로 충진된 필터로 감압 필터를 진행하였고 여액을 농축하여 메탄올으로 침천시켰다. 건조 뒤 화합물 153001 (1.11 g, 수율 77%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4941 (M+1))
합성예 20: 화합물 164001의 합성
중간체 164001-a의 합성
중간체 112001-b를 대신하여 중간체 115001-b를 사용하였고 나머지 반응 방법은 상기 합성예 19의 중간체 153001-a와 합성법이 동일하다. 합성 결과 중간체 164001-a (20.8 g, 수율 45%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 460.05 g/mol, 측정치 460.77 (M+1))
중간체 164001-b의 합성
상기 합성예 19의 153001-b와 합성법에서 중간체 153001-a 대신 중간체 164001-a를 사용하여 반응을 진행하였고, 그 이외의 조건은 동일하다. 결과적으로 중간체 164001-b (15.3 g, 수율 88%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 380.12 g/mol, 측정치 380.41 (M+1)
중간체 164001-c의 합성
상기 합성예 19의 중간체 153001-c와 합성법이 동일하나 중간체 153001-b 대신 중간체 164001-b를 사용하여 반응을 진행하였다는 점이 다르다. 합성 결과, 중간체 164001-c (10.2 g, 수율 66%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 506.02 g/mol, 측정치 506.14 (M+1))
중간체 164001-d의 합성
상기 합성예 19의 중간체 153001-d와 합성법과 유사하게 진행하였으나, 중간체 153001-c 대신하여 중간체 164001-c로 반응을 진행하였다. 최종적으로 중간체 164001-d (8.53 g, 수율 71%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 492.00 g/mol, 측정치 491.95 (M+1))
중간체 164001-e의 합성
중간체 153001-d 대신 중간체 164001-d를 사용하였고, 상기 합성예 19의 중간체 153001-e와 합성법이 동일하다. 반응 및 정제 종결 후, 5.42 g의 중간체 164001-e (수율 74%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 623.95 g/mol, 측정치 624.51 (M+1))
중간체 164001-f의 합성
상기 합성예 19의 중간체 153001-f와 합성 방법으로 반응을 진행하였고 시작 물질을 중간체 164001-e로 대체하여 사용하였다. 결과적으로 중간체 164001-f (2.51 g, 수율 32%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 775.24 g/mol, 측정치 775.57 (M+1))
중간체 164001-g의 합성
상기 합성예 19의 중간체 153001-g와 합성법이 동일하며 중간체 153001-f를 중간체 164001-f로 대체하였다. 합성 후, 중간체 164001-g (1.57 g, 수율 75%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 625.28 g/mol, 측정치 625.93 (M+1))
중간체 164001-h의 합성
상기 합성예 19의 중간체 153001-h와 합성법의 반응 조건으로 중간체 164001-g를 반응시켰고 그 결과 중간체 164001-h (1.12 g, 수율 65%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 884.47 g/mol, 측정치 884.91 (M+1))
화합물 164001의 합성
상기 합성예 19의 화합물 153001과 합성법으로 중간체 164001-h를 반응시켰다. 모든 합성 과정이 끝난 후, 화합물 164001 (0.579 g, 수율 68%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4943 (M+1))
합성예 21: 화합물 174001의 합성
중간체 174001-a의 합성
상기 합성예3의 중간체 115001-i의 합성법에서 중간체 115001-h 대신 중간체 141001-c를 사용하여 반응을 진행하였고 그 결과 중간체 174001-a (3.24 g, 수율 42%)를 합성하였다.
LC-Mass (계산치: 763.19 g/mol, 측정치 762.87 (M+1))
중간체 174001-b의 합성
상기 합성예 1의 화합물 112001의 합성 조건을 이용하여 중간체 174001-a를 반응 시켰고 그 결과 중간체 174001-b (2.89 g, 수율 97%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 603.34 g/mol, 측정치 602.98 (M+1))
중간체 174001-c의 합성
상기 합성예 12의 중간체 121001-g의 합성 방법에 따라 중간체 174001-b로 반응을 진행하였다. 결과적으로 1.79 g의 중간체 174001-c (수율 75%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 681.25 g/mol, 측정치 681.82 (M+1))
중간체 174001-d의 합성
중간체 121001-g를 대신하여 중간체 174001-c를 사용하여 상기 합성예 12의 중간체 121001-h 합성법으로 반응하여 중간체 174001-d (1.42 g, 수율 63%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 667.23 g/mol, 측정치 667.42 (M+1))
중간체 174001-e의 합성
중간체 174001-d를 이용하여 상기 합성예 12의 중간체 121001-i 합성 조건으로 반응을 진행하였다. 결과물로 1.23 g의 중간체 174001-e (수율 58%)를 얻었다.
LC-Mass (계산치: 799.18 g/mol, 측정치 800.21 (M+1))
중간체 174001-f의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-f 합성 방법을 참고하여 중간체 174001-e를 반응시켰고 그 결과 중간체 174001-f (0.852 g, 수율 59%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 928.42 g/mol, 측정치 928.66 (M+1))
화합물 174001의 합성
상기 합성예 1의 중간체 112001-d의 합성 조건으로 중간체 174001-f를 반응 시켜 정제하였고 결과적으로 화합물 174001 (0.512 g, 수율 92%)를 수득하였다.
LC-Mass (계산치: 848.4944 g/mol, 측정치 848.4944 (M+1))
평가예 1: HOMO, LUMO, T
1
및 S
1
에너지 레벨 평가
하기 표 2의 화합물의 HOMO, LUMO, T1 및 S1 에너지 레벨을 표 17에 기재된 방법에 따라 측정하여, 그 결과를 표 18에 나타내었다:
상기 표 18로부터, 화합물 115001 및 115002는 각각 향상된 전기적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
평가예 2: 반치전폭(FWHM) 평가
하기 표 19에 기재된 방법에 따라, 표 20에 기재된 화합물들의 발광 스펙트럼을 측정하고, 이로부터 각 화합물의 반치전폭을 평가하여 그 결과를 표 20에 나타내었다.
상기 표 20으로부터, 화합물 115001 및 115002는 각각 향상된 색특성을 가질 수 있음을 확인할 수 있다.
평가예 3: 발광 앙자 효율(PLQY) 및 감쇠 시간 평가
(1) 박막 준비
클로로포름과 순수로 세정한 쿼츠(quartz)기판을 준비한 다음, 표 21에 기재된 화합물 각각을 호스트 화합물 mCP와 TSPO1을 5 : 5의 중량비(여기서, 평가되는 화합물은 상기 호스트 및 상기 평가되는 화합물의 총 중량을 기준으로 1 중량%임)로 10-7 torr의 진공도에서 공증착하여 40 nm 두께의 박막을 제조하였다. (표3에 기재된 동일한 방법으로 공증착 하였다.)
(2) 발광 양자 효율 평가
상기 박막의 양자 발광 효율(Luminescence quantum 수율s in film)을 제논 광원(xenon light source), 모노크로메터(monochromator), 포토닉 멀티채널 분석기(photonic multichannel analyzer), 및 적분구(integrating sphere)가 장착되어 있고, PLQY measurement software (Hamamatsu Photonics, Ltd., Shizuoka, Japan)를 채용한, Hamamatsu Photonics absolute PL quantum 수율 measurement system을 이용하여 평가하여 표 21에 기재된 화합물 각각의 PLQY 를 평가하였다.
(3) 감쇠 시간 평가
상기 박막에 대하여 Hamamatsu Photonics사의 TRPL 측정시스템인 C11367-31과 그 안에 내장되어있는 LED lamp (여기 파장 280 나노미터)를 이용하여 PL 스펙트럼을 질소 분위기하의 상온에서 평가하여 최대 발광 피크 지점을 결정하고, LED lamp가 상기 박막에 가하는 excitation을 반복 속도 1 KHz로 지정하여 최대 발광 피크의 파장에서 방출되는 photon의 개수를 시간에 따라 카운팅하여 반복 측정을 하여 분석 가능한 TRPL 커브를 얻어내었다. 이로부터 얻은 결과에 둘 혹은 그 이상의 exponential decay function을 fitting하여 상기 박막의 Tdecay(Ex)(감쇠 시간)를 구하였다. Fitting에 사용되는 function은 하기 <수식 1>과 같고, fitting에 사용된 각 exponential decay function으로부터 얻은 Tdecay 중 가장 큰 값을 Tdecay(Ex)로 취하여 표 21에 나타내었다. 나머지 Tdecay 값들은 일반 fluorescence의 decay의 lifetime을 결정하는데 사용될 수 있다. 이 때, TRPL 커브를 구하기 위한 측정 시간과 동일한 측정 시간동안 동일한 측정을 dark상태(상기 소정의 필름으로 입사되는 pumping signal을 차단한 상태임)에서 한 번 더 반복하여 baseline 혹은 background signal 커브를 얻어 fitting에 baseline으로 사용하였다.
<수식 1>
상기 표 21로부터, 화합물 115001 및 115002는 각각 향상된 PLQY 박막 특성을 가짐을 확인할 수 있으며, 상대적으로 긴 감쇠 시간을 갖고있음에도, 우수한 소자 특성을 보여줄 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 1-1
ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상의 ITO 전극(애노드) 상에 PEDOT:PSS를 스핀 코팅하여 40 nm의 제1정공 주입층을 형성하고, TAPC를 증착하여, 5 nm의 제2정공 주입층을 형성하고, TCTA를 증착하여 5 nm의 제1정공 수송층을 형성하고, PCzAc를 증착하여 5nm의 제2정공 수송층을 형성하고, mCP를 증착하여 5nm의 전자 저지층을 형성함으로써, 정공 수송 영역을 형성하였다.
상기 정공 수송 영역 상에 mCP(제1호스트), TSPO1(제2호스트) 및 화합물 115001(도펀트) (여기서, 도펀트는 상기 제1호스트, 상기 제2호스트 및 상기 도펀트의 총 중량을 기준으로 1 중량%임)로 공증착하여, 25 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 TSPO1을 증착하여 25 nm의 전자 수송층을 형성하고, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 1.5nm 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 200 nm 두께의 Al을 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 1-2 및 비교예 1-1 내지 1-3
발광층 형성시 도펀트를 하기 표 22에 표시된 화합물을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2-1
ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상의 ITO 전극(애노드) 상에 PEDOT:PSS를 스핀 코팅하여 40 nm의 제1정공 주입층을 형성하고, BDCFL를 증착하여, 10 nm의 제2정공 주입층을 형성하고, TNPA를 증착하여 10 nm의 제1정공 수송층을 형성하고, PCzAc를 증착하여 5nm의 제2정공 수송층을 형성하고, mCP를 증착하여 5nm의 전자 저지층을 형성함으로써, 정공 수송 영역을 형성하였다.
상기 정공 수송 영역 상에 화합물 Host* 및 화합물 115001(도펀트) (여기서, 도펀트는 상기 호스트 및 상기 도펀트의 총 중량을 기준으로 1 중량%임)로 공증착하여, 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 TNPT을 증착하여 5 nm의 정공 저지층을 형성하고, 상기 정공 저지층 상에 ZADN 을 증착하여 20nm 의 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층상에 LiF를 증착하여 1.5nm 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 200 nm 두께의 Al을 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2-2 및 비교예 2-1 내지 2-3
발광층 형성시 도펀트를 하기 표 23에 표시된 화합물을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3-1
ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상의 ITO 전극(애노드) 상에 PEDOT:PSS를 스핀 코팅하여 90 nm의 정공 주입층을 형성하고, TAPC를 증착하여, 20 nm의 정공 수송층을 형성하고, mCP를 증착하여 10 nm의 전자 저지층을 형성함으로써, 정공 수송 영역을 형성하였다.
상기 정공 수송 영역 상에 DPEPO(호스트), DMAC-DPS(센서타이저) 및 화합물 115001(도펀트) (여기서, 도펀트는 상기 호스트, 상기 센서타이저 및 상기 도펀트의 총 중량을 기준으로 1 중량%이고, 상기 센서타이저는 상기 호스트, 상기 센서타이저 및 상기 도펀트의 총 중량을 기준으로 20 중량%임)로 공증착하여, 25 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 TSPO1을 증착하여 5 nm의 제1전자 수송층을 형성하고, 상기 제1전자 수송층 상에 TPBi를 증착하여 20nm의 제2전자 수송층을 형성하고, 상기 제2전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 1.5 nm 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 200 nm 두께의 Al을 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3-2 및 비교예 3-1
발광층 형성시 센서타이저 및 도펀트를 하기 표 24에 표시된 화합물을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 : OLED 특성 평가
상술한 실시예 및 비교예에서 제작된 유기 발광 소자의 구동전압, 최대 외부 양자 효율, 전력 효율, 전류 효율, CIE 색좌표(at 1000 nit), 환산 효율, 및 반치 전폭을 전류-전압계(Keithley 2400) 및 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 22 내지 24에 정리하였다. 이 때, 비교예 C1 및 C2는 구동하지 않아, 평가가 불가능하였다.
상기 표 22 내지 24를 참조하면, 실시예의 유기 발광 소자는 비교예의 유기 발광 소자에 비해 고색순도 및/또는 고효율을 가짐을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1-3의 경우, 반치전폭이 상대적으로 크며, 원하는 CIEy에서의 효율인 환산효율이 실시예 1-1 및 1-2에 비해서 매우 저하됨을 확인할 수 있다. 즉, ICz가 3개 포함되는 경우라도, 특정 기하 구조를 만족해야지만 고색순도 및/또는 고효율을 갖는 유기 발광 소자를 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 22 내지 24를 참조하면, 상기 헤테로시클릭 화합물은 다양한 메커니즘으로 발광하는 유기 발광 소자에 모두 적용 가능함을 확인할 수 있다. 반면에, 화합물 C1 내지 C3의 경우 실시예 3-1와 대등한 구성의 소자에서는 발광하지 않아서, 화합물 C1 내지 C3를 이용해서는 실시예 3-1에 대응하는 비교 소자를 제작할 수 없었다. 마찬가지로, 화합물 C1 및 C2의 경우, 실시예 3-2와 대등한 구성의 소자에서는 발광하지 않아서, 화합물 C1 및 C2를 이용해서는 실시예 3-2에 대응하는 비교 소자를 제작할 수 없었다.
Claims (20)
- 하기 화학식 11, 12 및 14 내지 17 중 어느 하나로 표시되는, 헤테로시클릭 화합물:
<화학식 11>
<화학식 12>
<화학식 14>
<화학식 15>
<화학식 16>
<화학식 17>
상기 화학식 11, 12 및 14 내지 17 중,
A11 및 A13는 서로 독립적으로, 하기 화학식 2-1로 표시되는 그룹이고,
A12는 하기 화학식 2-2로 표시되는 그룹이고,
A14는 하기 화학식 2-3으로 표시되는 그룹이고,
상기 화학식 2-1 내지 2-3 중,
X11 내지 X16, Y11 내지 Y16 및 Z11 내지 Z16은 서로 독립적으로 탄소 원자이고, X13 내지 X16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 각각 상기 화학식 1-1 중의 *1 및 *2이거나 상기 화학식 1-2 중의 *5 및 *6이고, Y13 내지 Y16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 각각 상기 화학식 1-1 중의 *3 및 *4이고, Z14 내지 Z16 중에서 선택된 인접한 임의의 2개는 상기 화학식 1-2 중의 *7 및 *8이고,
상기 화학식 11 중, ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 v) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15일 수 있고, 상기 화학식 12 중, i) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y13이고, *4는 Y14이거나; ii) *1은 X13이고, *2는 X14이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15이거나; 또는 iv) *1은 X14이고, *2는 X15이고, *3은 Y14이고, *4는 Y15일 수 있고, 상기 화학식 14 중, i) *5은 X13이고, *6는 X14이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있고, 상기 화학식 15 중, iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 상기 화학식 16 중, iii) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z14이고, *8는 Z15이거나; 또는 iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16일 수 있고, 상기 화학식 17 중, iv) *5은 X14이고, *6는 X15이고, *7은 Z15이고, *8는 Z16이고,
R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C7-C60알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되고,
b11, b14, 및 b19는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3이고,
b12, b15 및 b18은 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이고,
b13 및 b16은 서로 독립적으로, 0, 1, 또는 2이고;
b17은 0, 또는 1이고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 방향족 축합다환 그룹, 1가 방향족 헤테로축합다환 그룹, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,
R11 내지 R19는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, -SF5, C1-C20알킬기 C1-C20알케닐기, C1-C20알콕시기, 또는 C1-C20알킬티오기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C10알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, (C1-C20알킬)시클로펜틸기, (C1-C20알킬)시클로헥실기, (C1-C20알킬)시클로헵틸기, (C1-C20알킬)시클로옥틸기, (C1-C20알킬)아다만타닐기, (C1-C20알킬)노르보나닐기, (C1-C20알킬)노르보네닐기, (C1-C20알킬)시클로펜테닐기, (C1-C20알킬)시클로헥세닐기, (C1-C20알킬)시클로헵테닐기, (C1-C20알킬)비시클로[1.1.1]펜틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.1.1]헥실기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.1]헵틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알케닐기, C1-C20알콕시기, 또는 C1-C20알킬티오기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, 중수소화 C2-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, (C1-C20알킬)시클로펜틸기, (C1-C20알킬)시클로헥실기, (C1-C20알킬)시클로헵틸기, (C1-C20알킬)시클로옥틸기, (C1-C20알킬)아다만타닐기, (C1-C20알킬)노르보나닐기, (C1-C20알킬)노르보네닐기, (C1-C20알킬)시클로펜테닐기, (C1-C20알킬)시클로헥세닐기, (C1-C20알킬)시클로헵테닐기, (C1-C20알킬)비시클로[1.1.1]펜틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.1.1]헥실기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.1]헵틸기, (C1-C20알킬)비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기, 노르보나닐기, 노르보네닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 비시클로[1.1.1]펜틸기, 비시클로[2.1.1]헥실기, 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, 페닐기, (C1-C20알킬)페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기 또는 아자디벤조티오페닐기; 또는
-Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2);
이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기; 인, 헤테로시클릭 화합물. - 제1항에 있어서,
상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중 어느 하나로 표시되는, 헤테로시클릭 화합물:
상기 화학식 11-2, 11-5, 12-1, 12-2, 12-4, 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4 중,
R11a 내지 R11c의 정의는 R11의 정의를 참조하고,
R12a 내지 R12d의 정의는 R12의 정의를 참조하고,
R13a 및 R13b의 정의는 R13의 정의를 참조하고,
R14a 내지 R14c의 정의는 R14의 정의를 참조하고,
R15a 내지 R15d의 정의는 R15의 정의를 참조하고,
R16a 및 R16b의 정의는 R16의 정의를 참조하고,
R17a의 정의는 R17의 정의를 참조하고,
R18a 내지 R18d의 정의는 R18의 정의를 참조하고,
R19a 내지 R19c의 정의는 R19의 정의를 참조한다. - 제3항에 있어서,
R11a 내지 R11c, R12a 내지 R12d, R13a 및 R13b, R14a 내지 R14c, R15a 내지 R15d, R16a 및 R16b, R17a, R18a 내지 R18d 및 R19a 내지 R19c는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F 로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기;인, 헤테로시클릭 화합물:
- 제4항에 있어서,
상기 화학식 11-2 및 11-5의 R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나, 상기 화학식 12-1, 12-2, 12-4의 R11b, R12c, R14b, R18c 및 R19b 중 적어도 어느 하나 및 상기 화학식 14-1, 14-3, 14-4, 15-3, 16-3, 16-4 및 17-4의 R11b, R12c, R15c, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F 로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기; 인, 헤테로시클릭 화합물. - 제5항에 있어서,
나머지 치환기는 수소인, 헤테로시클릭 화합물. - 제1항에 있어서,
상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 화학식 11-5로 표시되는, 헤테로시클릭 화합물:
상기 화학식 11-5 중,
R11a 내지 R11c의 정의는 R11의 정의를 참조하고,
R12a 내지 R12d의 정의는 R12의 정의를 참조하고,
R13a 및 R13b의 정의는 R13의 정의를 참조하고,
R14a 내지 R14c의 정의는 R14의 정의를 참조하고,
R15a 내지 R15d의 정의는 R15의 정의를 참조하고,
R16a 및 R16b의 정의는 R16의 정의를 참조하고,
R17a의 정의는 R17의 정의를 참조하고,
R18a 내지 R18d의 정의는 R18의 정의를 참조하고,
R19a 내지 R19c의 정의는 R19의 정의를 참조한다. - 제7항에 있어서,
R11b, R12c, R14b, R18b 및 R19b 중 적어도 어느 하나는 -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 하기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 9-1 내지 9-39 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나로 표시된 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-130 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나로 표시된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 중수소로 치환된 그룹, 상기 화학식 10-359 내지 10-380 중 하나의 적어도 하나의 수소가 -F 로 치환된 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -Ge(Q1)(Q2)(Q3), -C(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), 또는 -N(Q1)(Q2); 이고,
Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로,
중수소, -F, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H, -CD2CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CH2CFH2, -CHFCH3, -CHFCF2H, -CHFCFH2, -CHFCF3, -CF2CF3, -CF2CF2H, 또는 -CF2CFH2; 또는
중수소, -F, C1-C10알킬기, 페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, 페닐기, 비페닐기 또는 나프틸기; 인, 헤테로시클릭 화합물:
- 제8항에 있어서,
나머지 치환기는 수소인, 헤테로시클릭 화합물. - 제1항에 있어서,
상기 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 1 내지 4를 만족하는, 헤테로시클릭 화합물:
<조건 1>
ΔEST > ΔEST2 + ΔE'TT
<조건 2>
0 eV < ΔEST2 + ΔE'TT ≤ 1.0 eV
<조건 3>
0 eV < ΔE'TT ≤ 0.30 eV
<조건 4>
ΔEST2 > 0 eV
상기 조건 1 내지 4 중,
ΔEST는 상기 헤테로시클릭 화합물의 S1 평형 구조에서 계산된 최저 여기 일중항 에너지 레벨과 상기 헤테로시클릭 화합물의 T1 평형 구조에서 계산된 최저 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이이고;
ΔEST2는 상기 헤테로시클릭 화합물의 S1 평형 구조에서 계산된 최저 여기 일중항 에너지 레벨과 상기 헤테로시클릭 화합물의 T2 평형 구조에서 계산된 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이이고;
ΔE'TT는 상기 헤테로시클릭 화합물의 T2 평형 구조에서 계산된 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨과 상기 헤테로시클릭 화합물의 T2 평형 구조에서 계산된 최저 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이이다. - 제1전극;
제2전극; 및
상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한 유기층;
을 포함하고,
상기 유기층이 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 헤테로시클릭 화합물을 포함한, 유기 발광 소자. - 제11항에 있어서,
상기 헤테로시클릭 화합물이 상기 발광층에 포함된, 유기 발광 소자. - 제12항에 있어서,
상기 발광층이 호스트 및 에미터를 포함하고, 상기 호스트와 상기 에미터가 서로 상이하고, 상기 헤테로고리 화합물이 상기 에미터에 포함되어 있는, 유기 발광 소자. - 제13항에 있어서,
상기 발광층으로부터 청색광이 방출되는, 유기 발광 소자. - 제13항에 있어서,
상기 에미터는 형광 에미터 및/또는 지연 형광 에미터인, 유기 발광 소자. - 제12항에 있어서,
상기 발광층이 호스트, 에미터 및 센서타이저를 포함하고, 상기 호스트, 상기 에미터 및 상기 센서타이저가 서로 상이하고, 상기 헤테로고리 화합물이 상기 에미터에 포함되어 있는, 유기 발광 소자. - 제16항에 있어서,
상기 발광층으로부터 청색광이 방출되는, 유기 발광 소자. - 제16항에 있어서,
상기 에미터는 형광 에미터 및/또는 지연 형광 에미터인, 유기 발광 소자. - 제16항에 있어서,
상기 센서타이저 및 헤테로시클릭 화합물은 하기 조건 5 를 더 만족하는, 유기 발광 소자:
<조건 5>
0 ㎲ < Tdecay(HC) < 5 ㎲
상기 조건 5 중,
Tdecay(HC)는 상기 헤테로시클릭 화합물의 감쇠 시간(decay time)이다. - 제11항의 유기 발광 소자를 포함한, 전자 장치.
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| KR1020210023357A KR20220119909A (ko) | 2021-02-22 | 2021-02-22 | 헤테로시클릭 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치 |
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| KR (1) | KR20220119909A (ko) |
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2021
- 2021-02-22 KR KR1020210023357A patent/KR20220119909A/ko unknown
- 2021-09-02 US US17/465,019 patent/US20230097695A1/en active Pending
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| Publication number | Publication date |
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| US20230097695A1 (en) | 2023-03-30 |
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