WO2023149718A1 - 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법 - Google Patents

헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법 Download PDF

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WO2023149718A1
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substituted
unsubstituted
light emitting
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허유진
모준태
김동준
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엘티소재주식회사
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight

Definitions

  • the present application relates to an organic light emitting device including a heterocyclic compound, a composition for an organic material layer of the organic light emitting device, and a method for manufacturing the organic light emitting device.
  • the electroluminescent device is a type of self-luminous display device, and has advantages such as a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed.
  • the organic light emitting device has a structure in which an organic thin film is disposed between two electrodes. When voltage is applied to the organic light emitting device having such a structure, electrons and holes injected from the two electrodes are combined in the organic thin film to form a pair, and then emit light while disappearing.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers as needed.
  • the material of the organic thin film may have a light emitting function as needed.
  • a compound capable of constituting the light emitting layer by itself may be used, or a compound capable of serving as a host or dopant of the host-dopant type light emitting layer may be used.
  • a compound capable of performing functions such as hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, and electron injection may be used.
  • An object of the present invention is to provide an organic light emitting device including a heterocyclic compound, a composition for an organic material layer of the organic light emitting device, and a manufacturing method of the organic light emitting device.
  • An exemplary embodiment of the present application is an organic light emitting device including a first electrode, a second electrode, and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers has the following formula Provided is an organic light-emitting device including the heterocyclic compound represented by 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 below.
  • X is O; or S,
  • A is a pyrimidine ring group
  • L1 to L3 are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m1 to m3 are each independently an integer of 0 to 3, and when m1 to m3 are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group,
  • R3 is a C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • Ra to Rc are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, a is an integer of 0 to 3, and when a is an integer of 2 or more, Ra in parentheses are the same as or different from each other, b is an integer of 0 to 2, and b is 2, Rb in parentheses are the same as or different from each other, c is an integer from 0 to 4, and when c is an integer of 2 or more, Rc in parentheses are the same as or different from each other,
  • R11 to R18 is a group represented by the following formula A, the other one is a group represented by the following formula B, the others are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium, or bonded to an adjacent group to form a benzene ring,
  • L4 to L6 and Ln are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m4 to m6 and n are each independently an integer of 0 to 3, and when m4 to m6 and n are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other do,
  • R4 and R5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, wherein R4 and R5 bond to each other to form a ring,
  • R6 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted, monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more N,
  • An exemplary embodiment of the present application provides a composition for an organic material layer of an organic light emitting device comprising a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and a compound represented by Chemical Formula 2.
  • an exemplary embodiment of the present application includes preparing a substrate; forming a first electrode on the substrate; forming one or more organic material layers on the first electrode; and forming a second electrode on the organic material layer, wherein the forming of the organic material layer includes forming one or more organic material layers using the composition for an organic material layer according to an exemplary embodiment of the present application.
  • a method for manufacturing an organic light emitting device is provided.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may be used as a material for an organic material layer of an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound may be used as a material for a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or a charge generating layer in an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 may be used as a material for a light emitting layer of an organic light emitting device.
  • the driving voltage of the device is lowered, the light efficiency is improved, and the life of the device is increased due to the thermal stability of the compound. characteristics can be improved.
  • FIGS. 1 to 4 are diagrams schematically illustrating a stacked structure of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • An exemplary embodiment of the present application is an organic light emitting device including a first electrode, a second electrode, and one or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers has the following formula Provided is an organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 below.
  • X is O; or S,
  • A is a pyrimidine ring group
  • L1 to L3 are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m1 to m3 are each independently an integer of 0 to 3, and when m1 to m3 are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group,
  • R3 is a C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • Ra to Rc are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, a is an integer of 0 to 3, and when a is an integer of 2 or more, Ra in parentheses are the same as or different from each other, b is an integer of 0 to 2, and b is 2, Rb in parentheses are the same as or different from each other, c is an integer from 0 to 4, and when c is an integer of 2 or more, Rc in parentheses are the same as or different from each other,
  • R11 to R18 is a group represented by the following formula A, the other one is a group represented by the following formula B, the others are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or deuterium, or bonded to an adjacent group to form a benzene ring,
  • L4 to L6 and Ln are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m4 to m6 and n are each independently an integer of 0 to 3, and when m4 to m6 and n are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other do,
  • R4 and R5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, wherein R4 and R5 bond to each other to form a ring,
  • R6 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted, monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more N,
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention has high thermal stability and an appropriate molecular weight and band gap. This prevents the loss of electrons and holes, making it possible to form an effective recombination zone.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 2 has high thermal stability and excellent lifespan characteristics. Since the heterocyclic compound represented by Formula 1 prevents loss of electrons and holes and can form an effective recombination zone, when used together with the compound represented by Formula 2, a donor having good hole transport ability ( When an acceptor (n-host) having good electron transport capability and a p-host) are used as a host of the light emitting layer, the driving voltage into which electrons and holes are injected can be lowered.
  • the exciplex phenomenon is a phenomenon in which energy of the size of the HOMO level of a donor (p-host) and the LUMO level of an acceptor (n-host) is released by electron exchange between two molecules.
  • RISC Reverse Intersystem Crossing
  • the compound represented by Formula 1, which is an acceptor (n-host) with good electron transport ability, and the compound represented by Formula 2, which is a donor (p-host) with good hole transport ability, are mixed into the organic layer.
  • the compound represented by Formula 1 which is an acceptor (n-host) with good electron transport ability
  • the compound represented by Formula 2 which is a donor (p-host) with good hole transport ability
  • substitution means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent is substituted, and when two or more are substituted , Two or more substituents may be the same as or different from each other.
  • Cn means that the number of carbon atoms is n.
  • C6 means 6 carbon atoms and C60 means 60 carbon atoms.
  • "when no substituent is indicated in the chemical formula or compound structure” may mean that all possible positions of the substituent are hydrogen or deuterium. That is, deuterium is an isotope of hydrogen, and some hydrogen atoms may be an isotope of deuterium, and in this case, the content of deuterium may be 0% to 100%.
  • the content of deuterium is 0%, the content of hydrogen is 100%, and all substituents explicitly exclude deuterium such as hydrogen. If not, hydrogen and deuterium may be mixed and used in the compound.
  • deuterium is one of the isotopes of hydrogen, and is an element having a deuteron composed of one proton and one neutron as an atomic nucleus, hydrogen- It can be expressed as 2, and the element symbol can also be written as D or 2 H.
  • isotopes which mean atoms having the same atomic number (Z) but different mass numbers (A), have the same number of protons, but have neutrons It can also be interpreted as an element with a different number of neutrons.
  • the deuterium content of 20% can be represented by the following structural formula.
  • a phenyl group having a deuterium content of 0% it may mean a phenyl group without deuterium atoms, that is, having 5 hydrogen atoms.
  • halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group includes a straight or branched chain having 1 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group may be 1 to 60, specifically 1 to 40, and more specifically, 1 to 20.
  • Specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, 1-methyl-butyl group, 1- Ethyl-butyl group, pentyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, hexyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 4-methyl- 2-pentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, heptyl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, octyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 1-methylheptyl group
  • the alkenyl group includes a straight chain or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the alkenyl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40, and more specifically, 2 to 20.
  • Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1 -butenyl group, 1,3-butadienyl group, allyl group, 1-phenylvinyl-1-yl group, 2-phenylvinyl-1-yl group, 2,2-diphenylvinyl-1-yl group, 2-phenyl-2 -(naphthyl-1-yl)vinyl-1-yl group, 2,2-bis(diphenyl-1-yl)vinyl-1-yl group, stilbenyl group, styrenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • the alkynyl group includes a straight or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the number of carbon atoms of the alkynyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically, 2 to 20.
  • a haloalkyl group means an alkyl group substituted with a halogen group, and specific examples thereof include -CF 3 , -CF 2 CF 3 , but are not limited thereto.
  • the alkoxy group is represented by -O(R101), and examples of the above-described alkyl group may be applied to R101.
  • the aryloxy group is represented by -O(R102), and examples of the above-described aryl group may be applied to R102.
  • alkylthioxy group is represented by -S(R103), and examples of the above-described alkyl group may be applied to R103.
  • the arylthiooxy group is represented by -S(R104), and examples of the above-described aryl group may be applied to R104.
  • the cycloalkyl group includes a monocyclic or polycyclic group having 3 to 60 carbon atoms, and may be further substituted with other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a cycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a cycloalkyl group, but may also be another type of ring group, such as a heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the number of carbon atoms in the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, and more specifically 5 to 20.
  • the heterocycloalkyl group includes O, S, Se, N or Si as a hetero atom, and includes a monocyclic or polycyclic group having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a heterocycloalkyl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a heterocycloalkyl group, but may also be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the heterocycloalkyl group may have 2 to 60, specifically 2 to 40, and more specifically 3 to 20 carbon atoms.
  • the aryl group includes a monocyclic or polycyclic group having 6 to 60 carbon atoms, and may be further substituted with other substituents.
  • the polycyclic means a group in which an aryl group is directly connected or condensed with another cyclic group.
  • the other ring group may be an aryl group, but may also be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the aryl group includes a spiro group.
  • the number of carbon atoms of the aryl group may be 6 to 60, specifically 6 to 40, and more specifically 6 to 25.
  • aryl group examples include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a chrysenyl group, a phenanthrenyl group, a perylenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, and a phenalenyl group.
  • a condensed ring group may be included, but is not limited thereto.
  • terphenyl group may be selected from the following structures.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may bond to each other to form a ring.
  • the heteroaryl group includes S, O, Se, N or Si as a hetero atom, and includes a monocyclic or polycyclic group having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • the polycyclic means a group in which a heteroaryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be a heteroaryl group, but may also be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, and the like.
  • the heteroaryl group may have 2 to 60 carbon atoms, specifically 2 to 40, and more specifically 3 to 25 carbon atoms.
  • heteroaryl group examples include a pyridine group, a pyrrole group, a pyrimidine group, a pyridazine group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, a pyrazole group, an oxazole group, an isoxazole group, a thiazole group, an isothiazole group, Triazole group, furazine group, oxadiazole group, thiadiazole group, dithiazole group, tetrazolyl group, pyran group, thiopyran group, diazine group, oxazine group, thiazine group, dioxin group, triazine group, tetrazine group, quinoline group, Isoquinoline group, quinazoline group, isoquinazoline group, quinozoline group, naphthyridine group, acridine group, phenanthridine group, imidazole
  • the substituent when the substituent is a carbazole group, it means bonding to nitrogen or carbon of carbazole.
  • benzocarbazole group may have any one of the following structures.
  • the dibenzocarbazole group may have any one of the following structures.
  • the naphthobenzofuran group may have any one of the following structures.
  • the naphthobenzothiophene group may have any one of the following structures.
  • the alkoxy group is represented by -O(R101), and examples of the above-described alkyl group may be applied to R101.
  • the aryloxy group is represented by -O(R102), and examples of the above-described aryl group may be applied to R102.
  • alkylthioxy group is represented by -S(R103), and examples of the above-described alkyl group may be applied to R103.
  • the arylthiooxy group is represented by -S(R104), and examples of the above-described aryl group may be applied to R104.
  • the silyl group is a substituent that includes Si and the Si atom is directly connected as a radical, and is represented by -Si(R107)(R108)(R109), R107 to R109 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; an alkyl group; alkenyl group; alkoxy group; cycloalkyl group; heterocycloalkyl group; aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heteroaryl group.
  • silyl group is (trimethylsilyl group), (triethylsilyl group), (t-butyldimethylsilyl group), (vinyldimethylsilyl group), (propyldimethylsilyl group), (triphenylsilyl group), (diphenylsilyl group), (phenylsilyl group), but is not limited thereto.
  • the phosphine oxide group includes, but is not limited to, a dimethylphosphine oxide group, a diphenylphosphine oxide group, and a dinaphthylphosphine oxide group.
  • the amine group is represented by -N(R112)(R113), R112 and R113 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; an alkyl group; alkenyl group; alkoxy group; cycloalkyl group; heterocycloalkyl group; aryl group; And it may be a substituent consisting of at least one of a heteroaryl group.
  • the amine group is -NH 2 ; monoalkylamine group; monoarylamine group; Monoheteroarylamine group; Dialkylamine group; Diaryl amine group; Diheteroarylamine group; an alkyl arylamine group; Alkylheteroarylamine group; And it may be selected from the group consisting of an arylheteroarylamine group, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • the amine group include a methylamine group, a dimethylamine group, an ethylamine group, a diethylamine group, a phenylamine group, a naphthylamine group, a biphenylamine group, a dibiphenylamine group, an anthracenylamine group, a 9- Methyl-anthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group, biphenylnaphthylamine group, phenylbiphenylamine group, biphenylfluorene
  • Examples include a ylamine group, a phenyltriphenylenylamine group, a biphenyltriphenylenylamine group, and the like, but are not limited thereto.
  • heteroaryl group examples of the above-described heteroaryl group may be applied, except that the heteroarylene group is a divalent group.
  • adjacent refers to a substituent substituted on an atom directly connected to the atom on which the substituent is substituted, a substituent located sterically closest to the substituent, or another substituent substituted on the atom on which the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at ortho positions in a benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in an aliphatic ring may be interpreted as “adjacent” to each other.
  • Hydrocarbon rings and heterocycles that adjacent groups can form include aliphatic hydrocarbon rings, aromatic hydrocarbon rings, aliphatic heterocycles and aromatic heterocycles, except that the rings are not monovalent, respectively, the above-mentioned cycloalkyl groups, aryl Structures exemplified by groups, heterocycloalkyl groups and heteroaryl groups can be applied.
  • the content of deuterium in the hetero compound represented by Chemical Formula 1 may be 0% to 100%.
  • the content of deuterium in the hetero compound represented by Formula 1 may be 10% to 100%.
  • the content of deuterium in the hetero compound represented by Chemical Formula 2 may be 0% to 100%.
  • the content of deuterium in the hetero compound represented by Chemical Formula 2 may be 10% to 100%.
  • L1 to L3 of Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m1 to m3 are each independently an integer of 0 to 3, and when m1 to m3 are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C40 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; A substituted or unsubstituted biphenylene group; A substituted or unsubstituted naphthylene group; A substituted or unsubstituted dimethylfluorenyl group; or a substituted or unsubstituted carbazolnylene group.
  • the L1 to L3 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A phenylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A biphenylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A naphthylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A dimethylfluorenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; or a carbazolnylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms.
  • the dimethyl fluorenyl group; and a carbazolylene group respectively, a divalent group of a dimethylfluorene group; and a divalent group of carbazole groups.
  • m1 is an integer from 0 to 3, and when m1 is 2 or more, L1s in parentheses are the same as or different from each other. In one embodiment of the present application, m1 is 0. In one embodiment of the present application, m1 is 1. In one embodiment of the present application, m1 is 2. In one embodiment of the present application, m1 is 3.
  • m2 is an integer of 0 to 3, and when m2 is 2 or more, L2 in parentheses are the same as or different from each other. In one embodiment of the present application, m2 is 0. In one embodiment of the present application, m2 is 1. In one embodiment of the present application, m2 is 2. In one embodiment of the present application, m2 is 3.
  • m3 is an integer from 0 to 3, and when m3 is 2 or more, L3 in parentheses are the same as or different from each other. In one embodiment of the present application, m3 is 0. In one embodiment of the present application, m3 is 1. In one embodiment of the present application, m3 is 2. In one embodiment of the present application, m3 is 3.
  • R1 and R2 of Formula 1 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; Or a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted triphenylenyl group; Or it may be a substituted or unsubstituted chrysenyl group.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A phenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A terphenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Triphenylenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Or it may be a chrysenyl group unsubstituted or substituted with at least one deuterium.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, and at least one of R1 and R2 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, and at least one of R1 and R2 is a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; or a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, and at least one of R1 and R2 is a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group.
  • R1 is hydrogen; or deuterium
  • R2 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • R2 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, the above description of the aryl groups of R1 and R2 may be applied.
  • R2 is hydrogen; or deuterium, and R1 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group.
  • R1 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group, the description of the aryl group of R1 and R2 described above may be applied.
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently may be a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group. At this time, the description of the aryl groups of R1 and R2 described above may be applied.
  • R3 in Formula 1 is a C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R3 is an aryl group of C6 to C40; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R3 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted terphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted dimethylfluorene group; A substituted or unsubstituted spirobifluorenyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted triphenylenyl group; A substituted or unsubstituted chrysenyl group; A substituted or unsubstituted carbazole group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • R3 is a phenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A terphenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A dimethylfluorene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A spirobifluorenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Triphenylenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Chrysenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A carbazole group unsubstituted or substituted with one or more deuterium;
  • Ra to Rc in Formula 1 are hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, a is an integer of 0 to 3, and when a is an integer of 2 or more, Ra in parentheses are the same as or different from each other, b is an integer of 0 to 2, and b is When 2, Rb in parentheses are the same as or different from each other, c is an integer from 0 to 4, and when c is an integer of 2 or more, Rc in parentheses are the same as or different from each other.
  • Ra to Rc are hydrogen; or deuterium.
  • a is an integer from 0 to 3, and when a is an integer of 2 or more, Ra in parentheses is the same as or different from each other. In an exemplary embodiment of the present application, a is 0. In an exemplary embodiment of the present application, a is 1. In an exemplary embodiment of the present application, a is 2. In an exemplary embodiment of the present application, a is 3.
  • b is an integer from 0 to 2, and when b is 2, Rb in parentheses is the same as or different from each other. In an exemplary embodiment of the present application, b is 0. In one embodiment of the present application, b is 1. In one embodiment of the present application, b is 2.
  • c is an integer from 0 to 4, and when c is an integer of 2 or more, Rc in parentheses is the same as or different from each other. In an exemplary embodiment of the present application, c is 0. In an exemplary embodiment of the present application, c is 1. In one embodiment of the present application, c is 2. In one embodiment of the present application, c is 3. In one embodiment of the present application, b is 1. In one embodiment of the present application, c is 4.
  • Formula 1 may be represented by Formula 1-1 or Formula 1-2 below.
  • one of R11 to R18 is a group represented by Formula A, the other is a group represented by Formula B, and the others are the same as or different, and each independently, hydrogen; Or deuterium, or bonded to an adjacent group to form a benzene ring.
  • Chemical Formula 2 may be represented by any one of Chemical Formulas 2-1 to 2-4.
  • R21 to R30 is a group represented by Formula A, the other is a group represented by Formula B, and the others are the same as or different from each other, , each independently hydrogen; or deuterium;
  • R'11 to R'18 is a group represented by Formula A
  • the other is a group represented by Formula B
  • the others are the same as or different from each other, each independently hydrogen; or deuterium.
  • Ln, L4 and L5 of Formula A are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, n, m4 and m5 are each independently an integer of 0 to 3, and when n, m4 and m5 are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other do.
  • the Ln, L4 and L5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C40 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • the Ln, L4 and L5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • the Ln, L4 and L5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; Or a substituted or unsubstituted phenylene group.
  • the Ln, L4 and L5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; Or a phenylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium.
  • R4 and R5 of Formula A are the same as or different from each other, and each independently represent a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, or R4 and R5 combine with each other to form a ring.
  • R4 and R5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R4 and R5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R4 and R5 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted dimethylfluorene group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • R4 and R5 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A dimethylfluorene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A dibenzofuran group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Alternatively, it may be a dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms.
  • R4 and R5 may combine with each other to form a ring.
  • Formula A may be represented by any one of the following Formulas A-1 to A-3.
  • L'4 and L'5 are the same as or different from each other, and are each independently a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m'4 and m'5 are each independently an integer of 0 to 3, and when m'4 and m'5 are each 2 or more, the substituents in parentheses are same or different,
  • R'4 and R'5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group,
  • Rd to Rg are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, d, e and g are each independently an integer of 0 to 4, and when d, e and g are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other, , f is an integer from 0 to 6, and when f is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
  • Ln and n are the same as in Formula A above.
  • the group represented by Formula A may be an amine group, a carbazole group, or a benzocarbazole group.
  • the L'4 and L'5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C40 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • the L'4 and L'5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • the L'4 and L'5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; Or a substituted or unsubstituted phenylene group.
  • the L'4 and L'5 are the same as or different from each other, and each independently, a direct bond; Or a phenylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium.
  • R'4 and R'5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • R'4 and R'5 are the same as or different from each other, and each independently represents a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group.
  • R'4 and R'5 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted biphenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted dimethylfluorene group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; A substituted or unsubstituted dibenzofuran group; Or it may be a substituted or unsubstituted dibenzothiophene group.
  • R'4 and R'5 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms; A biphenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A dimethylfluorene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A phenanthrenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A dibenzofuran group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Alternatively, it may be a dibenzothiophene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms.
  • L6 of Formula B is a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C60 arylene group; or a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroarylene group, m6 is an integer of 0 to 3, and when m6 is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • the L6 is a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C40 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroarylene group.
  • the L6 is a direct bond; A substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group; Or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group.
  • the L6 is a direct bond; A substituted or unsubstituted phenylene group; Or a substituted or unsubstituted naphthylene group.
  • the L6 is a direct bond; A phenylene group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; Or a naphthylene group unsubstituted or substituted with at least one deuterium.
  • Rd to Rg are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen group; cyano group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, d, e and g are each independently an integer of 0 to 4, and when d, e and g are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other, , f is an integer from 0 to 6, and when f is 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other.
  • Rd to Rg are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; or deuterium.
  • all of Rd to Rg are hydrogen.
  • all of Rd to Rg are deuterium.
  • R6 is a substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; or a substituted or unsubstituted, monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one N.
  • R6 is a substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; or a substituted or unsubstituted, monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one N.
  • R6 is a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group; or a substituted or unsubstituted, monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one N.
  • R6 is a substituted or unsubstituted phenyl group; A substituted or unsubstituted naphthyl group; A substituted or unsubstituted phenanthrenyl group; or a substituted or unsubstituted, monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one N.
  • R6 is a phenyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; A naphthyl group unsubstituted or substituted with one or more deuterium; One or more substituted or unsubstituted phenanthrenyl groups; or a monocyclic or polycyclic heterocyclic group that is unsubstituted or substituted with one or more deuterium atoms and includes one or more N atoms.
  • the substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing one or more Ns may contain one or more and three or less Ns.
  • the substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic heterocyclic group including one or more N may be represented by Formula 3 below.
  • X1 is CR101 or N
  • X2 is CR102 or N
  • X3 is CR103 or N
  • X4 is CR104 or N
  • X5 is CR105 or N
  • R101 to R105 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; A substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 alkynyl group; A substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group; A substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; and a substituted or unsubstituted amine group, or two or more groups adjacent to each other combine to form a substituted or unsub
  • Formula 3 may be represented by one of Formulas 4 to 7 below.
  • At least one of X1 to X3 is N, and the others are as defined in Formula 3,
  • Y is O; or S,
  • R102, R104 and R203 to R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; A substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 alkenyl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 alkynyl group; A substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group; A substituted or unsubstituted C3 to C60 cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 heterocycloalkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; A substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group; A substituted or unsubstituted phosphine oxide group; and a substituted or unsubstituted amine group, or two or more adjacent groups combine with each other to form
  • Chemical Formula 4 may be selected from among structural formulas of Group A below.
  • Chemical Formula 5 may be represented by Chemical Formula 5-1 or Chemical Formula 5-2.
  • Formula 6 may be represented by Formula 6-1 below.
  • Chemical Formula 7 may be represented by Chemical Formula 7-1 below.
  • R102, R104 and R203 to R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; A substituted or unsubstituted C1 to C60 alkyl group; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; It may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R102, R104 and R203 to R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C60 aryl group; It may be a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group.
  • R102, R104 and R203 to R206 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A substituted or unsubstituted C6 to C40 aryl group; It may be a substituted or unsubstituted C2 to C40 heteroaryl group.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 1 is 0% or more and 100% or less.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 does not contain deuterium or includes deuterium.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 1 is 10% or more and 100% or less.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 1 is 20% or more and 100% or less.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 1 is 40% or more and 100% or less.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 is 0% or more and 100% or less.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 does not contain deuterium or includes deuterium.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 2 is 10% or more and 100% or less.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 is 20% or more and 100% or less.
  • the content of deuterium in the heterocyclic compound represented by Formula 2 is 40% or more and 100% or less.
  • Formula 1 may be represented by any one of the following compounds, but is not limited thereto.
  • Formula 2 may be represented by any one of the following compounds, but is not limited thereto.
  • substituents in addition, by introducing various substituents into the structure of Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2, compounds having unique characteristics of the introduced substituents can be synthesized. For example, by introducing substituents mainly used in hole injection layer materials, hole transport materials, light emitting layer materials, electron transport layer materials, and charge generation layer materials used in the manufacture of organic light emitting devices into the core structure, the requirements of each organic layer are met. substances can be synthesized.
  • the heterocyclic compound has a high glass transition temperature (Tg) and excellent thermal stability. This increase in thermal stability is an important factor in providing driving stability to the device.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may be prepared through a multi-step chemical reaction. Some intermediate compounds are prepared first, and the compounds of Formula 1 or Formula 2 may be prepared from the intermediate compounds. More specifically, the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may be prepared based on Preparation Examples described below.
  • organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1 and Formula 2 above.
  • the "organic light emitting device” may be expressed in terms such as “organic light emitting diode”, “organic light emitting diodes (OLED)”, “OLED device”, and “organic electroluminescent device”.
  • the heterocyclic compound may be formed as an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method when manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, etc., but is not limited to these.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer may include a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2. In this case, the light emitting efficiency and lifespan of the organic light emitting device are more excellent.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a host material.
  • the host material may include two or more host materials, one of the two or more host materials is an N-type host material, and the other is a P-type host material.
  • P-type may be a host material.
  • the host material may include two or more host materials, each of which may include a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as an N-type host.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 may be used as a P-type host.
  • the host material may include two or more host materials, and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 among the two or more host materials is N-type (N-type ) host material, and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 may be a P-type host material.
  • the host material may include two or more host materials, and the two or more host materials may be pre-mixed before use.
  • the light emitting layer may be used by pre-mixing two or more host materials.
  • the pre-mixing means that the light emitting layer mixes two or more host materials before depositing them on the organic material layer and mixes them in a single park.
  • composition for an organic layer of an organic light emitting device that simultaneously includes the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2.
  • the weight ratio of the heterocyclic compound represented by Formula 1: the compound represented by Formula 2 in the composition may be 1: 10 to 10: 1, or 1: 8 to 8: 1 , 1:5 to 5:1, 1:2 to 2:1, but is not limited thereto.
  • the composition can be used when forming an organic material of an organic light emitting device, and can be more preferably used when forming a host of a light emitting layer.
  • the composition is in the form of simple mixing of two or more compounds, and powder materials may be mixed before forming the organic material layer of the organic light emitting device, or liquid compounds may be mixed at an appropriate temperature or higher.
  • the composition is in a solid state below the melting point of each material, and can be maintained in a liquid state by adjusting the temperature.
  • the forming of the organic material layer is performed by supplying the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 to individual sources, and then using a thermal vacuum deposition method. It provides a method of manufacturing an organic light emitting device that is formed.
  • the forming of the organic material layer is performed by pre-mixing the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 using a thermal vacuum deposition method. It provides a method for manufacturing an organic light emitting device that is to do.
  • An organic light emitting device may be manufactured by a conventional organic light emitting device manufacturing method and material, except for forming an organic material layer using the aforementioned heterocyclic compound.
  • the organic light emitting device of the present invention may further include one or two or more layers selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole auxiliary layer, and a hole blocking layer.
  • 1 to 3 illustrate the stacking order of the electrode and the organic material layer of the organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • the scope of the present application be limited by these drawings, and structures of organic light emitting devices known in the art may be applied to the present application as well.
  • an organic light emitting device in which an anode 200, an organic material layer 300, and a cathode 400 are sequentially stacked on a substrate 100 is shown.
  • an organic light emitting device in which a cathode, an organic material layer, and an anode are sequentially stacked on a substrate may be implemented.
  • the organic light emitting device according to FIG. 3 includes a hole injection layer 301, a hole transport layer 302, an emission layer 303, a hole blocking layer 304, an electron transport layer 305, and an electron injection layer 306.
  • a hole injection layer 301 a hole transport layer 302
  • an emission layer 303 a hole transport layer 302
  • a hole blocking layer 304 a hole blocking layer 304
  • an electron transport layer 305 a hole blocking layer 306.
  • the scope of the present application is not limited by such a laminated structure, and layers other than the light emitting layer may be omitted as necessary, and other necessary functional layers may be further added.
  • the organic light emitting device includes a first electrode, a first stack provided on the first electrode and including a first light emitting layer, a charge generation layer provided on the first stack, the It includes a second stack provided on the charge generation layer and including a second light emitting layer, and a second electrode provided on the second stack.
  • the first light-emitting layer and the second light-emitting layer may each include a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2.
  • an organic light emitting device having a 2-stack tandem structure is exemplarily shown in FIG. 4 below.
  • the first electron blocking layer, the first hole blocking layer, and the second hole blocking layer described in FIG. 4 below may be omitted in some cases.
  • the compound of Formula 1 may be doped with an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • the driving voltage of the organic light emitting device is lowered, and efficiency and lifespan can be further improved.
  • a composition containing an alkali metal or alkaline earth metal in the compound of Formula 1 is provided.
  • the content of the alkali metal or alkaline earth metal in the composition may be 0.01wt% to 30wt%, preferably 0.01wt% to 25wt%, more preferably 0.01wt% to 20wt%, based on the weight of the total composition.
  • the alkali metal or alkaline earth metal may be lithium (Li), rubidium (Rb), cesium (Cs), or magnesium (Mg). However, it is not limited thereto.
  • anode material Materials having a relatively high work function may be used as the anode material, and transparent conductive oxides, metals, or conductive polymers may be used.
  • the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold or alloys thereof; metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; conductive polymers such as poly(3-methylthiophene), poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene] (PEDT), polypyrrole, and polyaniline, but are not limited thereto.
  • the cathode material Materials having a relatively low work function may be used as the cathode material, and metals, metal oxides, or conductive polymers may be used.
  • Specific examples of the anode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead, or alloys thereof; There are multi-layered materials such as LiF/Al or LiO 2 /Al, but are not limited thereto.
  • a known hole injection material may be used.
  • a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429 or described in [Advanced Material, 6, p.677 (1994)] starburst amine derivatives, such as tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), 4,4',4"-tri[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine (m- MTDATA), 1,3,5-tris[4-(3-methylphenylphenylamino)phenyl]benzene (m-MTDAPB), polyaniline/dodecylbenzenesulfonic acid, a soluble conductive polymer, or poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate) (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-st
  • hole transport material pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, and the like may be used, and low molecular weight or high molecular weight materials may also be used.
  • Examples of the electron transport material include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, and fluorenone.
  • Derivatives, diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, etc. may be used, and high molecular materials as well as low molecular materials may be used.
  • LiF is typically used in the art, but the present application is not limited thereto.
  • a red, green or blue light emitting material may be used as the light emitting material, and if necessary, two or more light emitting materials may be mixed and used.
  • a fluorescent material can be used as a light emitting material, but it can also be used as a phosphorescent material.
  • As the light emitting material a material that emits light by combining holes and electrons respectively injected from the anode and the cathode may be used, but materials in which a host material and a dopant material are involved in light emission may also be used.
  • An organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type depending on materials used.
  • the heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application may act on a principle similar to that applied to an organic light emitting device in an organic electronic device including an organic solar cell, an organic photoreceptor, and an organic transistor.
  • DCM and Hex mean dichloromethane (hereinafter, DCM) and hexane (Hexane, hereinafter, Hex), respectively.
  • dichloromethane is also referred to as methylene chloride, and is also referred to as MC hereinafter.
  • MeOH means methanol
  • THF means tetrahydrofuran (THF below Tetrahydrafuran).
  • compound number 2 and compound number 2-22 mean the following compounds, respectively.
  • Synthesis confirmation data of the compounds prepared above are as described in Tables 6 and 7 below. Specifically, Table 6 and Table 7 below are 1 H NMR data and FD-MS data of the synthesized compounds, respectively, and it was confirmed through the data below that the target compound was synthesized.
  • a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO) thin film to a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water and ultrasonic waves. After washing with distilled water, it was ultrasonically washed with solvents such as acetone, methanol, and isopropyl alcohol, dried, and then treated with UVO for 5 minutes using UV in a UV cleaner. Thereafter, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), plasma treated to remove the ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • PT plasma cleaner
  • a light emitting layer was thermally vacuum deposited thereon as follows.
  • the light emitting layer is doped with 3% of (piq) 2 (Ir) (acac) as a host, using a combination compound of Formula 1 and Formula 2 described in Table 8 below, and (piq) 2 (Ir) (acac) as a red phosphorescent dopant.
  • 500 ⁇ was deposited.
  • 60 ⁇ of BCP was deposited as a hole blocking layer
  • 200 ⁇ of Alq 3 was deposited thereon as an electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited on the electron transport layer to a thickness of 10 ⁇ to form an electron injection layer, and then an aluminum (Al) cathode is deposited on the electron injection layer to a thickness of 1,200 ⁇ to form a cathode.
  • An electroluminescent device was manufactured.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured with McSyers' M7000, and the standard luminance was measured at 6,000 At cd/m 2 , T 90 (unit: hour) was measured.
  • the characteristics of the organic electroluminescent device of the present invention are shown in Table 8 below.
  • the ratios in Table 8 below mean weight ratios. For example, in the case of Example 1, it means that Compound 1 and Compounds 2-9 were used in a weight ratio of 5:1.
  • Comparative Example compounds U, V, W, X, Y and Z used in Comparative Examples 1 to 5 were as follows.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention has high thermal stability and an appropriate molecular weight and band gap.
  • An appropriate band gap of the light emitting layer prevents loss of electrons and holes, thereby helping to form an effective recombination zone.
  • the organic light emitting device using the heterocyclic compound of Formula 1 of the present invention alone was improved compared to the organic light emitting device using the comparative compounds U, V, W, X, Y and Z. performance was confirmed.
  • the lifespan of the device, T 90 was less than 150 hours, confirming that the lifespan characteristics were somewhat low.
  • the heterocyclic compound of Chemical Formula 2 of the present invention when used alone in an organic light emitting device, it has good lifespan characteristics due to its high thermal stability, but it is not easy to inject holes due to its high HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level, resulting in charge imbalance. It was confirmed that the driving voltage was high and the efficiency was low.
  • HOMO Highest Occupied Molecular Orbital
  • heterocyclic compound of Formula 1 of the present invention and the heterocyclic compound of Formula 2 of the present invention are simultaneously used in the light emitting layer of an organic light emitting device, so that an acceptor (n-host) having good electron transport ability and a donor having good hole transport ability (p-host) is used as a host of the light emitting layer, so that the driving voltage into which electrons and holes are injected can be lowered, and efficiency and lifetime are improved through the formation of an effective recombination zone.
  • a glass substrate coated with a thin film of indium tin oxide (ITO) to a thickness of 1,500 ⁇ was washed with distilled water and ultrasonic waves. After washing with distilled water, ultrasonic cleaning was performed with solvents such as acetone, methanol, and isopropyl alcohol, and after drying, UVO (Ultraviolet Ozone) treatment was performed for 5 minutes using UV in a UV (Ultraviolet) cleaner. Thereafter, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), plasma treated to remove the ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to a thermal evaporation equipment for organic deposition.
  • ITO indium tin oxide
  • a light emitting layer was thermally vacuum deposited thereon as follows.
  • the light emitting layer was deposited at 400 ⁇ by doping 2% of (piq) 2 (Ir) (acac) on the host using a compound listed in Table 9 as a red host and (piq) 2 (Ir) (acac) as a red phosphorescent dopant.
  • NPB N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine
  • a light emitting layer was thermally vacuum deposited thereon as follows.
  • the light emitting layer was deposited at 400 ⁇ by doping 2% of (piq) 2 (Ir) (acac) on the host using the compound shown in Table 9 below as a red host and (piq) 2 (Ir) (acac) as a red phosphorescent dopant.
  • the electroluminescence (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured with McSyers' M7000, and with the measurement result, the standard luminance was 6,000 At cd/m2, T 90 was measured.
  • the characteristics of the organic electroluminescent device of the present invention are shown in Table 9 below.
  • the ratios in Table 9 below mean weight ratios. For example, in the case of Example 48, it means that compound 22 and compound 2-83 were used in a weight ratio of 2:1.
  • the light emitting layer is deposited twice, and the efficiency and lifespan are increased compared to the single light emitting layer.

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Abstract

본 출원은 유기 발광 소자의 수명, 효율, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 헤테로고리 화합물을 유기물층에 포함하는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법을 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법
본 출원은 2022년 02월 04일 및 2022년 08월 29일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0014728호 및 10-2022-0108543호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기 박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기 박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기 박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기 박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기 박막의 재료로서, 정공 주입, 정공 수송, 전자 차단, 정공 차단, 전자 수송, 전자 주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기 박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
<선행기술문헌>
미국 특허 제4,356,429호
본 발명은 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000002
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O; 또는 S이고,
A는 피리미딘 고리기이고,
L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m1 내지 m3은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m1 내지 m3이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
R3은 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 아릴기이며,
Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Ra는 서로 같거나 상이하고, b는 0 내지 2의 정수이고, b가 2인 경우, 괄호 내의 Rb는 서로 같거나 상이하고, c는 0 내지 4의 정수이고, c가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Rc는 서로 같거나 상이하고,
상기 화학식 2에 있어서,
R11 내지 R18 중 하나는 하기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 하기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 결합하여 벤젠고리를 형성하고,
[화학식 A]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000003
[화학식 B]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000004
상기 화학식 A 및 B에서,
L4 내지 L6 및 Ln은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m4 내지 m6 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m4 내지 m6 및 n이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 상기 R4 및 R5는 서로 결합하여 고리를 형성하고,
R6은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000005
는 상기 화학식 2와 결합되는 위치를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태는, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용할 수 있다. 상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전하 생성층 등의 재료로서 사용될 수 있다. 특히, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2으로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2으로 표시되는 헤테로고리 화합물을 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
<도면의 주요 부호의 설명>
100: 기판
200: 양극
300: 유기물층
301: 정공 주입층
302: 정공 수송층
303: 발광층
304: 정공 저지층
305: 전자 수송층
306: 전자 주입층
400: 음극
이하 본 출원에 대해서 자세히 설명한다.
본 출원의 일 실시상태는, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000006
[화학식 2]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000007
상기 화학식 1에 있어서,
X는 O; 또는 S이고,
A는 피리미딘 고리기이고,
L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m1 내지 m3은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m1 내지 m3이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
R3은 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 아릴기이며,
Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Ra는 서로 같거나 상이하고, b는 0 내지 2의 정수이고, b가 2인 경우, 괄호 내의 Rb는 서로 같거나 상이하고, c는 0 내지 4의 정수이고, c가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Rc는 서로 같거나 상이하고,
상기 화학식 2에 있어서,
R11 내지 R18 중 하나는 하기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 하기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 결합하여 벤젠고리를 형성하고,
[화학식 A]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000008
[화학식 B]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000009
상기 화학식 A 및 B에서,
L4 내지 L6 및 Ln은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m4 내지 m6 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m4 내지 m6 및 n이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 상기 R4 및 R5는 서로 결합하여 고리를 형성하고,
R6은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000010
는 상기 화학식 2와 결합되는 위치를 의미한다.
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 적절한 분자량과 밴드갭을 갖는다. 이는 전자와 정공의 유실을 막아, 효과적인 재결합 영역(recombination zone)의 형성이 가능하다.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 열 안정성이 높아 수명 특성이 우수하다. 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 전자와 정공의 유실을 막아, 효과적인 재결합 영역(recombination zone)의 형성이 가능하므로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물과 함께 사용할 경우, 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우, 전자와 전공이 주입되는 구동전압을 낮출 수 있다.
즉, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2 로 표시되는 화합물을 동시에 유기 발광 소자의 유기물층에 포함하는 경우, 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어날 수 있다.
엑시플렉스(exciplex) 현상은 두 분자간 전자 교환으로 도너(donor)(p-host)의 HOMO level, 억셉터(acceptor)(n-host) LUMO level 크기의 에너지를 방출하는 현상이다. 두 분자간 엑시플렉스(exciplex) 현상이 일어나면 Reverse Intersystem Crossing(RISC)이 일어나게 되고 이로 인해 형광의 내부양자 효율이 100%까지 올라갈 수 있다.
즉, 전자 수송 능력이 좋은 억셉터(acceptor)(n-host)인 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 정공 수송 능력이 좋은 도너(donor)(p-host)인 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 유기물층에 사용할 경우 소자의 수명 및 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2 로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로 사용될 경우 정공은 p-host로 주입되고, 전자는 n-host로 주입되기 때문에 구동 전압을 낮출 수 있고, 그로 인해 수명 향상에 더욱 도움을 줄 수 있다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 화학식의
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000011
는 결합되는 위치를 의미한다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 중수소; 할로겐기; -CN; C1 내지 C60의 알킬기; C2 내지 C60의 알케닐기; C2 내지 C60의 알키닐기; C1 내지 C60의 할로알킬기; C1 내지 C60의 알콕시기; C6 내지 C60의 아릴옥시기; C1 내지 C60의 알킬티옥시기; C6 내지 C60의 아릴티옥시기; C1 내지 C60의 알킬술폭시기; C6 내지 C60의 아릴술폭시기; C3 내지 C60의 시클로알킬기; C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; C6 내지 C60의 아릴기; C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 -NRR'로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기, 또는 상기 예시된 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미하고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기이다.
본 명세서에 있어서, “Cn”은 탄소수가 n인 것을 의미한다. 예를 들어 C6은 탄소수 6을 의미하고, C60은 탄소수 60인 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 탄소 원자에 수소 원자가 결합된 것을 의미한다. 다만, 중수소(2H, Deuterium)는 수소의 동위원소이므로, 일부 수소 원자는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"는 치환기로 올 수 있는 위치가 모두 수소 또는 중수소인 것을 의미할 수 있다. 즉, 중수소의 경우 수소의 동위원소로, 일부의 수소 원자는 동위원소인 중수소일 수 있으며, 이 때 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, "화학식 또는 화합물 구조에 치환기가 표시되지 않은 경우"에 있어, 중수소의 함량이 0%, 수소의 함량이 100%, 치환기는 모두 수소 등 중수소를 명시적으로 배제하지 않는 경우에는 수소와 중수소는 화합물에 있어 혼재되어 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 중수소는 수소의 동위원소(isotope)중 하나로 양성자(proton) 1개와 중성자(neutron) 1개로 이루어진 중양성자(deuteron)를 원자핵(nucleus)으로 가지는 원소로서, 수소-2로 표현될 수 있으며, 원소기호는 D 또는 2H로 쓸 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 동위원소는 원자 번호(atomic number, Z)는 같지만, 질량수(mass number, A)가 다른 원자를 의미하는 동위원소는 같은 수의 양성자(proton)를 갖지만, 중성자(neutron)의 수가 다른 원소로도 해석할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 특정 치환기의 함량 T%의 의미는 기본이 되는 화합물이 가질 수 있는 치환기의 총 개수를 T1으로 정의하고, 그 중 특정의 치환기의 개수를 T2로 정의하는 경우 T2/T1×100 = T%로 정의할 수 있다.
즉, 일 예시에 있어서,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000012
로 표시되는 페닐기에 있어 중수소의 함량 20%라는 것은 페닐기가 가질 수 있는 치환기의 총 개수는 5(식 중 T1)개이고, 그 중 중수소의 개수가 1(식 중 T2)인 경우 20%로 표시될 수 있다. 즉, 페닐기에 있어 중수소의 함량이 20%인 것은 하기 구조식으로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000013
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, "중수소의 함량이 0%인 페닐기"의 경우 중수소 원자가 포함되지 않은, 즉 수소 원자 5개를 갖는 페닐기를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로알킬기는 할로겐기로 치환된 알킬기를 의미하며, 구체적인 예로는, -CF3, -CF2CF3 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 -O(R101)로 표시되고, R101은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 -O(R102)로 표시되고, R102는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기는 -S(R103)로 표시되고, R103은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴티옥시기는 -S(R104)로 표시되고, R104는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬술폭시기는 -S(=0)2(R105)로 표시되고, R105는 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴술폭시기는 -S(=0)2(R106)로 표시되고, R106은 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기(terphenyl), 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 터페닐기는 하기 구조 중에서 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000014
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플로오레닐기가 치환되는 경우,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000015
,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000016
,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000017
,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000018
,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000019
,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000020
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 피리다진기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 옥사졸기, 이속사졸기, 티아졸기, 이소티아졸기, 트리아졸기, 퓨라잔기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 디티아졸기, 테트라졸릴기, 피란기, 티오피란기, 디아진기, 옥사진기, 티아진기, 다이옥신기, 트리아진기, 테트라진기, 퀴놀린기, 이소퀴놀린기, 퀴나졸린기, 이소퀴나졸린기, 퀴노졸린기, 나프티리딘기, 아크리딘기, 페난트리딘기, 이미다조피리딘기, 디아자나프탈렌기, 트리아자인덴기, 인돌기, 인돌리진기, 벤조티아졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 디벤조카바졸기, 페나진기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나진기, 페녹사진기, 페난트리딘기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸기, 인돌로[2,3-b]카바졸기, 인돌린기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리딘기, 페난트라진기, 페노티아티아진기, 프탈라진기, 페난트롤린기, 나프토벤조퓨란기, 나프토벤조티오펜기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸기, 2,3-디히드로벤조[b]티오펜기, 2,3-디히드로벤조퓨란기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실린기, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸린기, 피리도[1,2-b]인다졸기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌린기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 치환기가 카바졸기인 경우, 카바졸의 질소 또는 탄소와 결합하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 카바졸기가 치환될 경우, 카바졸의 질소 또는 탄소에 추가의 치환기가 치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 벤조카바졸기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000021
본 명세서에 있어서, 디벤조카바졸기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000022
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000023
본 명세서에 있어서, 나프토벤조퓨란기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000024
본 명세서에 있어서, 나프토벤조티오펜기는 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000025
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 -O(R101)로 표시되고, R101은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기는 -O(R102)로 표시되고, R102는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기는 -S(R103)로 표시되고, R103은 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴티옥시기는 -S(R104)로 표시되고, R104는 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬술폭시기는 -S(=0)2(R105)로 표시되고, R105는 전술한 알킬기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴술폭시기는 -S(=0)2(R106)로 표시되고, R106은 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -Si(R107)(R108)(R109)로 표시되고, R107 내지 R109는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000026
(트리메틸실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000027
(트리에틸실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000028
(t-부틸디메틸실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000029
(비닐디메틸실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000030
(프로필디메틸실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000031
(트리페닐실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000032
(디페닐실릴기),
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000033
(페닐실릴기) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 -P(=O)(R110)(R111)로 표시되고, R110 및 R111은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 구체적으로 알킬기 또는 아릴기로 치환될 수 있으며, 상기 알킬기 및 아릴기는 전술한 예시가 적용될 수 있다. 예컨대, 포스핀옥사이드기는 디메틸포스핀옥사이드기, 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -N(R112)(R113)로 표시되고, R112 및 R113은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 헤테로시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로아릴기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 상기 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 헤테로아릴기의 예시가 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한"기로 해석될 수 있다.
인접한 기들이 형성할 수 있는 탄화수소고리 및 헤테로고리는 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리를 포함하고, 상기 고리들은 1가기가 아닌 것을 제외하고는 각각 전술한 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로시클로알킬기 및 헤테로아릴기로 예시된 구조들이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로화합물의 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로화합물의 중수소의 함량은 10% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로화합물의 중수소의 함량은 0% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로화합물의 중수소의 함량은 10% 내지 100%일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m1 내지 m3은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m1 내지 m3이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴렌기다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 디메틸플루오레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 카바졸닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오레닐기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 카바졸닐렌기이다.
상기 디메틸플루오레닐기; 및 카바졸닐렌기는 각각 디메틸플루오렌기의 2가기; 및 카바졸기의 2가기를 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, m1은 0 내지 3의 정수이고, m1이 2 이상인 경우, 괄호 내의 L1은 서로 같거나 상이하다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m1은 0이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m1은 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m1은 2이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m1은 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, m2는 0 내지 3의 정수이고, m2가 2 이상인 경우, 괄호 내의 L2는 서로 같거나 상이하다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m2는 0이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m2는 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m2는 2이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m2는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, m3은 0 내지 3의 정수이고, m3이 2 이상인 경우, 괄호 내의 L3은 서로 같거나 상이하다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m3은 0이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m3은 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m3은 2이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, m3은 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 크라이세닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 크라이세닐기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소; 또는 중수소이고, R2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이다. 상기 R2가 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인 경우, 상술한 R1 및 R2의 아릴기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 수소; 또는 중수소이고, R1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이다. 상기 R1이 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기인 경우, 상술한 R1 및 R2의 아릴기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다. 이 때, 상술한 R1 및 R2의 아릴기에 대한 설명이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R3은 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3은 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로 아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디메틸플루오렌기; 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 치환 또는 비치환된 크라이세닐기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3은 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 터페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오렌기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 스피로비플루오레닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 크라이세닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 Ra 내지 Rc는 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Ra는 서로 같거나 상이하고, b는 0 내지 2의 정수이고, b가 2인 경우, 괄호 내의 Rb는 서로 같거나 상이하고, c는 0 내지 4의 정수이고, c가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Rc는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ra 내지 Rc는 수소; 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Ra는 서로 같거나 상이하다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 0이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 2이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 a는 3이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 0 내지 2의 정수이고, b가 2인 경우, 괄호 내의 Rb는 서로 같거나 상이하다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 0이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 2이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 0 내지 4의 정수이고, c가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Rc는 서로 같거나 상이하다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 0이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 2이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 3이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 b는 1이다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 c는 4이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000034
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000035
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서, X, L1 내지 L3, R1 내지 R3, Ra 내지 Rc, m1 내지 m3, a, b 및 c의 정의는 화학식 1과 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2에 있어서, R11 내지 R18 중 하나는 상기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 상기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 결합하여 벤젠고리를 형성한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000036
[화학식 2-2]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000037
[화학식 2-3]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000038
[화학식 2-4]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000039
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에 있어서, R21 내지 R30 중 하나는 상기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 상기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이고,
상기 화학식 2-4에 있어서, R'11 내지 R'18 중 하나는 상기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 상기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A의 Ln, L4 및 L5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, n, m4 및 m5는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, n, m4 및 m5가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ln, L4 및 L5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ln, L4 및 L5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ln, L4 및 L5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ln, L4 및 L5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A의 R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 상기 R4 및 R5는 서로 결합하여 고리를 형성한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디메틸플루오렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오렌기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4 및 R5는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 A는 하기 화학식 A-1 내지 A-3 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 A-1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000040
[화학식 A-2]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000041
[화학식 A-3]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000042
상기 화학식 A-1 내지 A-3에 있어서,
L'4 및 L'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m'4 및 m'5는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m'4 및 m'5가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
R'4 및 R'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
Rd 내지 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기이고, d, e 및 g는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고, d, e 및 g가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고, f는 0 내지 6의 정수이고, f가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하며,
Ln 및 n의 정의는 상기 화학식 A와 동일하다.
즉, 상기 화학식 A로 표시되는 기는 아민기, 카바졸기 또는 벤조카바졸기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L'4 및 L'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L'4 및 L'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L'4 및 L'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L'4 및 L'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R'4 및 R'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R'4 및 R'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R'4 및 R'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 디메틸플루오렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R'4 및 R'5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디메틸플루오렌기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 B의 L6은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m6은 0 내지 3의 정수이고, m6이 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L6은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L6은 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로아릴렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L6은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 L6은 직접결합; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rd 내지 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 40의 알킬기이고, d, e 및 g는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고, d, e 및 g가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고, f는 0 내지 6의 정수이고, f가 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rd 내지 Rg는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rd 내지 Rg는 모두 수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rd 내지 Rg는 모두 중수소이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6은 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 페닐기; 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 1 이상의 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 또는 1 이상의 중수소로 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기는 N을 1개 이상 3개 이하로 포함하는 것일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기는 하기 화학식 3으로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000043
상기 화학식 3에 있어서,
X1은 CR101 또는 N이고, X2는 CR102 또는 N이고, X3은 CR103 또는 N이고, X4는 CR104 또는 N이고, X5는 CR105 또는 N이고,
R101 내지 R105는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하고, 여기서,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000044
은 상기 화학식 B의 L6에 연결되는 부위이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4 내지 7 중 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000045
[화학식 5]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000046
[화학식 6]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000047
[화학식 7]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000048
상기 화학식 4에 있어서, X1, X3 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
상기 화학식 5에 있어서, X1, X2 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
상기 화학식 6에 있어서, X1 내지 X3 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
상기 화학식 7에 있어서, X1, X4 및 X5 중 하나 이상은 N이고, 나머지는 화학식 3에서 정의한 바와 같고,
Y는 O; 또는 S이고,
R102, R104 및 R203 내지 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 및 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리를 형성하고,
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000049
의 정의는 화학식 3과 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 그룹 A의 구조식들 중에서 어느 하나로 선택될 수 있다.
[그룹 A]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000050
상기 그룹 A의 구조식들의 치환기 정의는 상기 화학식 4와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 5는 하기 화학식 5-1 또는 화학식 5-2로 표시될 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000051
[화학식 5-2]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000052
상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2의 치환기들은 화학식 5에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 6은 하기 화학식 6-1로 표시될 수 있다.
[화학식 6-1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000053
상기 화학식 6-1의 치환기들은 화학식 6에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 7은 하기 화학식 7-1로 표시될 수 있다.
[화학식 7-1]
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000054
상기 화학식 7-1의 치환기들은 화학식 7에서 정의한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R102, R104 및 R203 내지 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R102, R104 및 R203 내지 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 R102, R104 및 R203 내지 R206은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C40의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 0% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하지 않거나 중수소를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 10% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 20% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 40% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 0% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하지 않거나 중수소를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하는 경우, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 10% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 20% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 40% 이상, 100% 이하이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
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본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
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또한, 상기 화학식 1 또는 상기 화학식 2의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전하 생성층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 또는 상기 화학식 2의 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.
한편, 상기 헤테로고리 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 일부 중간체 화합물이 먼저 제조되고, 그 중간체 화합물들로부터 화학식 1 또는 상기 화학식 2의 화합물이 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
본 출원의 다른 실시상태는, 상기 화학식 1 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 "유기 발광 소자"는 "유기발광다이오드", "OLED(Organic Light Emitting Diodes)", "OLED 소자", "유기 전계 발광 소자" 등의 용어로 표현될 수 있다.
상기 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 유기 발광 소자의 발광 효율 및 수명이 더욱 우수하다.
본 출원에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함할 수 있다.
본 출원에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 호스트 물질은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 하나는 N-타입(N-type) 호스트 물질이고, 다른 하나는 P-타입(P-type) 호스트 물질일 수 있다.
본 출원에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 호스트 물질은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 각각 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 N-타입(N-type) 호스트로 사용될 수 있다.
본 출원 유기 발광 소자에서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 P-타입(P-type) 호스트로 사용될 수 있다.
즉, 본 출원에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 호스트 물질은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 중 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 N-타입(N-type) 호스트 물질이고, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 P-타입(P-type) 호스트 물질인 것일 수 있다.
본 출원에 따른 유기 발광 소자에서, 상기 호스트 물질은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용하는 것일 수 있다.
즉, 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용할 수 있다. 상기 예비 혼합(pre-mixed)은 상기 발광층은 2개 이상의 호스트 물질을 유기물층에 증착하기 전에 먼저 재료를 섞어서 하나의 공원에 담아 혼합하는 것을 의미한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 동시에 포함하는 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 다른 실시상태에 있어서, 상기 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1일 수 있고, 1 : 8 내지 8 : 1일 수 있고, 1 : 5 내지 5 : 1일 수 있으며, 1 : 2 내지 2 : 1일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 조성물은 유기 발광 소자의 유기물 형성시 이용할 수 있고, 특히 발광층의 호스트 형성시 보다 바람직하게 이용할 수 있다.
상기 조성물은 둘 이상의 화합물이 단순 혼합되어 있는 형태이며, 유기 발광 소자의 유기물층 형성 전에 파우더 상태의 재료를 혼합할 수도 있고, 적정 온도 이상에서 액상 상태로 되어있는 화합물을 혼합할 수 있다. 상기 조성물은 각 재료의 녹는점 이하에서는 고체 상태이며, 온도를 조정하면 액상으로 유지할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 각각의 개별적인 공급원으로 공급한 후, 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 예비 혼합(pre-mixed)하여 열 진공 증착 방법을 이용하여 형성하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 전술한 헤테로고리 화합물을 이용하여 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 보조층 및 정공 저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 3에 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 출원의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 출원에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공 주입층(301), 정공 수송층(302), 발광층(303), 정공 저지층(304), 전자 수송층(305) 및 전자 주입층(306)을 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층 구조에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 구비되고 제1 발광층을 포함하는 제1 스택, 상기 제1 스택 상에 구비되는 전하 생성층, 상기 전하 생성층 상에 구비되고 제2 발광층을 포함하는 제2 스택 및 상기 제2 스택 상에 구비되는 제2 전극을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 발광층 및 제2 발광층은 각각 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자로서, 2-스택 텐덤 구조의 유기 발광 소자를 하기 도 4에 예시적으로 나타내었다.
이 때, 하기 도 4에 기재된 제1 전자 저지층, 제1 정공 저지층 및 제2 정공 저지층 등은 경우에 따라 생략될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에서, 상기 화학식 1의 화합물에 알칼리 금속 또는 알칼리토금속을 도핑할 수 있다. 이러한 경우, 갭 스테이트 형성으로 인하여, 유기 발광 소자의 구동 전압이 낮아졌고 효율과 수명이 더욱 개선될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에서, 상기 화학식 1의 화합물에 알칼리 금속 또는 알칼리토금속을 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 조성물의 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 함량은 전제 조성물 중량 기준 0.01wt% 내지 30wt%, 바람직하게는 0.01wt% 내지 25wt%, 더욱 바람직하게는 0.01wt% 내지 20wt% 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에서, 상기 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속은 리튬(Li), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 또는 마그네슘(Mg)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2의 헤테로고리 화합물 이외의 재료를 하기에 예시하지만, 이들은 예시를 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 당 기술분야에 공지된 재료들로 대체될 수 있다.
양극 재료로는 비교적 일함수가 큰 재료들을 이용할 수 있으며, 투명 전도성 산화물, 금속 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 재료의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
음극 재료로는 비교적 일함수가 낮은 재료들을 이용할 수 있으며, 금속, 금속 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 재료의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 재료로는 공지된 정공 주입 재료를 이용할 수도 있는데, 예를 들면, 미국 특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 문헌 [Advanced Material, 6, p.677 (1994)]에 기재되어 있는 스타버스트형 아민 유도체류, 예컨대 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4',4"-트리[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDAPB), 용해성이 있는 전도성 고분자인 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid) 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), 폴리아닐린/캠퍼술폰산(Polyaniline/Camphor sulfonic acid) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)(Polyaniline/Poly(4-styrene-sulfonate))등을 사용할 수 있다.
정공 수송 재료로는 피라졸린 유도체, 아릴아민계 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 또는 고분자 재료가 사용될 수도 있다.
전자 수송 재료로는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 벤조퀴논 및 이의 유도체, 나프토퀴논 및 이의 유도체, 안트라퀴논 및 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 및 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 및 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 8-히드록시퀴놀린 및 이의 유도체의 금속 착체 등이 사용될 수 있으며, 저분자 물질 뿐만 아니라 고분자 물질이 사용될 수도 있다.
전자 주입 재료로는 예를 들어, LiF가 당업계 대표적으로 사용되나, 본 출원이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 재료로는 적색, 녹색 또는 청색 발광재료가 사용될 수 있으며, 필요한 경우, 2 이상의 발광 재료를 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
<제조예>
<제조예 1> 화합물 1의 제조
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1) 화합물 1-1의 제조
1-브로모-7-클로로디벤조[b,d]퓨란(1-bromo-7-chlorodibenzo[b,d]furan) (A) 10.0g(35.5mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보롤란) (4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane)) 13.5g(53.3mnol), PdCl2(dppf) 1.3g(1.8mmol) 및 KOAc 10.5g(106.5mmol)를 1,4-디옥산(1,4-dioxane) 100mL 에 녹인 후 130℃에서 3시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과 후 여액을 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 화합물 1-1, 9.8g(81.4%)을 얻었다.
여기서, DCM 및 Hex는 각각 디클로로메탄(Dichloromethane, 이하, DCM) 및 헥산(Hexane, 이하, Hex)을 의미한다. 또한, 디클로로메탄(Dichloromethane)은 메틸렌클로라이드(methylene chloride)라고도 하며, 이하 MC라고도 표기한다.
2) 화합물 1-2의 제조
화합물 1-1 9.8g(28.9mmol), 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘(2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) (B) 8.58g(28.9mmol), Pd(PPh3)4 1.7g(1.5mmol) 및 K2CO3 11.4g(82.2mmol)를 1,4-디옥산/물(1,4-dioxane/H2O) 100mL/20mL 에 녹인 후 120℃에서 5시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 DCM과 증류수를 이용하여 추출을 진행 하였다. 유기층에 MgSO4를 넣어 물을 제거한다. 이후, 유기층을 농축 후 DCM에 녹여 실리카(silica) 정제하였다. 실리카 정제 후 DCM/MeOH 재결정하여 화합물 1-2, 12.8 g(95%)을 얻었다.
여기서, MeOH는 메탄올을 의미한다.
3) 화합물 1의 제조
화합물 1-2 12.8g(27.7mmol), 페닐보론산(phenylboronic acid) (C) 3.74g(27.7mmol), Pd2dba3 1.1g(1.2mmol), Xphos 1.2g(2.3mmol) 및 K2CO3 9.6g(69.2mmol)를 1,4-디옥산/물(1,4-dioxane/H2O) 120mL/25mL에 녹인 후 120℃에서 4시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과한다. 이후, 디클로로벤젠 (Dichlorobenzene, 이하 DCB) 녹여 실리카(silica) 정제 후 DCB를 이용하여 재결정한 후 화합물 1을 11.5g(82%)을 얻었다
상기 제조예 1에서 1-브로모-7-클로로디벤조[b,d]퓨란(1-bromo-7-chlorodibenzo[b,d]furan) (A) 대신 하기 표 1의 중간체 A를 사용하고, 2-클로로-4-페닐벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (2-chloro-4-phenylbenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) (B) 대신 하기 표 1의 중간체 B를 사용하고, 페닐보론산(phenylboronic acid) (C) 대신 하기 표 1의 중간체 C를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일하게 합성하여 하기 표 1의 화합물 번호에 대응되는 목적 화합물을 합성하였다.
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<제조예 2> 화합물 282의 제조
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1) 화합물 282-1의 제조
2-(7-클로로디벤조[b,d]푸란-1-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란(2-(7-chlorodibenzo[b,d]furan-1-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane) (D) 30g(91.3mmol), 2,4-디클로로벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘(2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) (E) 23.3g(91.3mmol), Pd(PPh3)4 5.27g(4.56mmol) 및 K2CO3 31.54g(228.24mmol)를 THF/H2O 300mL/60mL 에 녹인 후 90℃에서 1시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 DCM과 증류수를 이용하여 추출을 진행하였다. 이후, 유기층에 MgSO4를 넣어 물을 제거한다. 이어서, 유기층을 농축 후 DCM에 녹여 컬럼 정제(DCM:Hex 1:4)하였다. 컬럼 정제 후 DCM/MeOH 재결정하였다. 이를 통해 화합물 282-1 26 g(68%)을 얻었다.
여기서, THF는 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrafuran 이하 THF)을 의미한다.
2) 화합물 282-2의 제조
화합물 282-1 10g(23.74mmol), 페닐보론산(phenylboronic acid) (F) 2.95g(23.74mmol), Pd(PPh3)4 1.37g(1.19mmol) 및 K2CO3 8.2g(59.34mmol)를 1,4-디옥산/물(1,4-dioxane/H2O) 100mL/20mL 에 녹인 후 120℃에서 3시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 DCM과 증류수를 이용하여 추출을 진행하였다. 이 후, 유기층에 MgSO4를 넣어 물을 제거한다. 이어서, 유기층을 농축 후 DCM에 녹여 실리카(silica) 정제 후 DCM/MeOH 재결정하였고, 화합물 282-2, 10 g(91%)을 얻었다.
3) 화합물 282의 제조
화합물 282-2 10g(21.6mmol), 나프탈렌-2-일보론산(naphthalen-2-ylboronic acid) (G) 3.27g(21.6mmol), Pd2dba3 0.99g(1.08mmol), Xphos 1.03g(2.16mmol) 및 K2CO3 7.46g(54.0mmol)를 1,4-디옥산/물(1,4-dioxane/H2O) 150mL/30mL에 녹인 후 120℃에서 4시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과하였다. 이어서, 물을 부어 베이스(base)를 제거 한 후 건조하였다. 이 후, DCB에 녹여 실리카(silica) 정제하였다. 실리카(silica) 정제 후 DCB를 이용하여 재결정하여 화합물 282, 9.2g(77%)을 얻었다.
상기 제조예 2에서 2-(7-클로로디벤조[b,d]푸란-1-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란(2-(7-chlorodibenzo[b,d]furan-1-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane) (D) 대신 하기 표 2의 중간체 D를 사용하고, 2,4-디클로로벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘(2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) (E) 대신 하기 표 2의 중간체 E를 사용하고, 페닐보론산(phenylboronic acid) (F) 대신 하기 표 2의 중간체 F를 사용하고, 나프탈렌-2-일보론산(naphthalen-2-ylboronic acid) (G) 대신 하기 표 2의 중간체 G를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 2와 동일하게 합성하여 하기 표 2의 화합물 번호에 대응되는 목적 화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000093
<제조예 3> 화합물 433의 제조
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000094
1) 화합물 433-1의 제조
1-브로모-3-클로로-7-요오도디벤조[b,d]퓨란(1-bromo-3-chloro-7-iododibenzo[b,d]furan) 15g(36.82mmol), 페닐보론산(phenylboronic acid) 4.58g(36.82mmol), Pd(PPh3)4 2.13g(1.84mmol) 및 K2CO3 12.72g(92.04mmol)를 1,4-dioxane/H2O 150mL/30mL 에 녹인 후 130℃에서 2시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 DCM과 증류수를 이용하여 추출하였다. 이 후, 유기층에 MgSO4 처리 후 농축하였다. 이어서, DCM에 녹여 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex 1:6)하였다. 컬럼 크로마토그래 후, DCM/MeOH 재결정하여 화합물 433-1, 8.3 g(63%)을 얻었다.
2) 화합물 433-2의 제조
화합물 433-1 8.3g(23.21mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보롤란) (4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane) 8.84g(34.81mnol), PdCl2(dppf) 0.81g(1.16mmol) 및 KOAc 5.69g(58.02mmol)를 1,4-디옥산(1,4-dioxane) 80mL에 녹인 후 130℃에서 3시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과 후 여액을 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 이 후, 반응물을 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:4)로 정제하여 화합물 433-2, 7.57g(81%)을 얻었다.
3) 화합물 433-3의 제조
화합물 433-2 7.57g(18.7mmol), 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-클로로벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-2-chlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine) 6.97g(18.7mmol), Pd(PPh3)4 1.08g(0.93mmol) 및 K2CO3 6.46g(46.75mmol)를 1,4-디옥산/물(1,4-dioxane/H2O) 100mL/20mL 에 녹인 후 5시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과하였다. 이 후, DCB에 녹여 실리카(silica) 정제하였다. 실리카(silica) 정제 후 톨루엔(toluene)을 이용하여 재결정하여 화합물 433-3, 8 g(70%)을 얻었다.
4) 화합물 433의 제조
화합물 433-3 8.0g(13.01mmol), 나프탈렌-2-일보론산(naphthalen-2-ylboronic acid) 2.24g(13.01mmol), Pd2dba3 0.6g(0.65mmol), Xphos 0.62g(1.3mmol) 및 K2CO3 4.49g(32.51mmol)를 1,,4-디옥산/물(1,4-dioxane/H2O) 120mL/25mL에 녹인 후 120℃에서 3시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과 하였다. 이 후, DCB 녹여 실리카(silica) 정제하였다. 실리카(silica) 정제 후, DCB를 이용하여 재결정하여 화합물 433, 8.3g(90%)을 얻었다.
<제조예 4> 화합물 401의 제조
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000095
1) 화합물 401의 제조
상기 제조예 1의 방법을 이용하여 합성한 화합물 2 (H), 8g(14.42mmol)을 벤젠-d6(benzene-d6) 80mL에 녹였다. 이 후, 얼음 수조(ice bath)를 이용하여 0℃를 맞춘 후, 트리플루오로메탄술폰산(trifluoromethanesulfonic acid) 9.07mL(100.96mmol)을 천천히 적가하였다. 그 후 60℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 완료된 혼합액을 실온으로 식힌 후 얼음 수조(ice bath)를 설치하여 혼합액을 냉각하였다. 그 후 K3PO4 수용액을 이용하여 중화하였다. 메탄올을 이용하여 고체를 석출시켜 여과하여 화합물 401 7.8g(94%)을 얻었다.
상기 제조예 4에서 화합물 2 대신 하기 표 3의 화합물 H를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 4와 동일하게 합성하여 하기 표 3의 화합물 번호에 대응되는 목적 화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000096
<제조예 5> 화합물 2-9의 제조
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000097
1) 화합물 2-9-1의 제조
5-브로모-8-클로로나프토[1,2-b]벤조퓨란 (5-bromo-8-chloronaphtho[1,2-b]benzofuran) (I) 10.0g(30.16mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보롤란) (4,4,4',4',5,5,5',5'-octamethyl-2,2'-bi(1,3,2-dioxaborolane)) 11.49g(45.24mnol), PdCl2(dppf) 1.06g(1.51mmol) 및 KOAc 7.4g(75.39mmol)를 1,4-디옥산(1,4-dioxane) 100mL에 녹인 후 130℃에서 5시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과 후 여액을 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 이어서, 반응물을 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:5)로 정제하여 화합물 2-9-1, 10.1g(88%)을 얻었다.
2) 화합물 2-9-2의 제조
화합물 2-9-1 10.1g(26.67mmol), 브로모벤젠(bromobenzene) (J) 4.19g(26.67mmol), Pd(PPh3)4 1.54g(1.33mmol) 및 K2CO3 9.22g(66.68mmol)를 1,4-디옥산/물 (1,4-dioxane/H2O) 100mL/20mL 에 녹인 후 130℃에서 4시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 DCM과 증류수를 이용하여 추출을 진행하였다. 이 후, 유기층에 MgSO4를 넣어 물을 제거하였다. 이어서, 유기층을 농축 후 DCM에 녹여 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:5)로 정제하여 화합물 2-9-2, 7.5g(86%)을 얻었다.
3) 화합물 2-9의 제조
화합물 2-9-2 7.5g(22.81mmol), N-([1,1'-비페닐]-4-일)-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)-[1,1'-비페닐]-2-아민 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine) (K) 11.94g(22.81mmol), Pd2dba3 1.04g(1.14mmol), Xphos 1.09g(2.28mmol) 및 K2CO3 7.88g(57.03mmol)를 1,4-디옥산/물 (1,4-dioxane/H2O) 150mL/30mL에 녹인 후 130℃에서 4시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압여과 진행하였다. 이 후, DCB에 녹여 실리카(silica) 정제하였다. 실리카(silica) 정제 후 DCB를 이용하여 재결정하여, 화합물 2-9, 13.7g(87%)을 얻었다.
상기 제조예 5에서 5-브로모-8-클로로나프토[1,2-b]벤조퓨란(5-bromo-8-chloronaphtho[1,2-b]benzofuran) (I) 대신 하기 표 4의 중간체 I를 사용하고, 브로모벤젠(bromobenzene) (J) 대신 하기 표 4의 중간체 J를 사용하고, N-([1,1'-비페닐]-4-일)-N-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐)-[1 ,1'-비페닐]-2-아민 (N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine) (K) 대신 하기 표 4의 중간체 K를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 5와 동일하게 합성하여 하기 표 4의 화합물 번호에 대응되는 목적 화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000098
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000099
<제조예 6> 화합물 2-12의 제조
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000100
1) 화합물 2-12-1의 제조
상기 제조예 5-1 및 5-2에서 브로모벤젠(bromobenzene) (J) 대신 2-브로모나프탈렌(2-bromonaphthalene)을 사용하는 것을 제외하고, 상기 제조예 5-1 및 5-2와 동일한 방법으로 화합물 2-12-1을 합성하였다. 즉, 5-브로모-8-클로로나프토[1,2-b]벤조퓨란(5-bromo-8-chloronaphtho[1,2-b]benzofuran) (I)를 사용한 것은 동일하다.
2) 화합물 2-12의 제조
화합물 2-12-1 7g(18.48mmol), N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (L) 4.6g(18.48mmol), Pd2dba3 0.85g(0.92mmol), Xphos 0.88g(1.85mmol), sodium tert-butoxide 4.44g(46.19mmol)를 Xylene 70mL에 녹인 후 160℃에서 5시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 감압 여과하여 base를 제거한 후 용액을 농축한다. DCM에 녹여 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:2)로 정제하였고 화합물 2-12 8g(74%)을 얻었다.
상기 제조예 6에서 5-브로모-8-클로로나프토[1,2-b]벤조퓨란(5-bromo-8-chloronaphtho[1,2-b]benzofuran)(5-bromo-8-chloronaphtho[1,2-b]benzofuran) (I) 대신 하기 표 5의 중간체 I를 사용하고, 브로모벤젠 bromobenzene) (J) 대신 하기 표 5의 중간체 J를 사용하고, N-페닐-[1,1'-비페닐]-4-아민(N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine) (L) 대신 하기 표 5의 중간체 L를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 6과 동일하게 합성하여 하기 표 5의 화합물 번호에 대응되는 목적 화합물을 합성하였다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000101
상기 표 1 내지 표 5의 화합물 번호는 각각 상술한 본 출원의 상기 화학식 1 중 어느 하나로 표시될 수 있는 화합물 및 상기 화학식 2 중 어느 하나로 표시될 수 있는 화합물에 기재되어 이는 번호에 대응되는 것이다.
즉, 예를 들어, 화합물 번호 2 및 화합물 번호 2-22는 각각 하기 화합물을 의미한다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000102
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000103
상기에서 제조된 화합물들의 합성 확인자료는 하기 표 6 및 표 7에 기재한 바와 같다. 구체적으로, 하기 표 6 및 표 7은 각각 합성된 화합물의 1H NMR 자료 및 FD-MS 자료이며, 하기 자료를 통하여, 목적하는 화합물이 합성되었음을 확인할 수 있었다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000104
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000105
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000106
<실험예 1>-유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) 및 정공 수송층 NPB(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 호스트로 하기 표 8에 기재된 화학식1 및 화학식 2 조합 화합물, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq)2(Ir)(acac)를 3% 도핑하여 500Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3를 200Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 10Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90(단위: 시간)을 측정하였다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 특성은 하기 표 8과 같았다. 하기 표 8의 비율은 중량비를 의미한다. 예를 들어, 실시예 1의 경우, 화합물 1 및 화합물 2-9를 5:1의 중량비로 사용한 것을 의미한다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000107
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000108
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000109
상기 표 8에서 비교예 1 내지 5에 사용된 비교예 화합물 U, V, W, X, Y 및 Z는 하기와 같았다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000110
본 발명의 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 열 안정성이 높으면서도, 적절한 분자량과 밴드갭을 갖는다. 이러한 발광층의 적절한 밴드갭은 전자와 정공의 유실을 막아, 효과적인 재결합 영역(recombination zone)의 형성을 돕는다.
따라서 상기 표 8의 소자 평가에서 알 수 있듯이 비교예 화합물 U, V, W, X, Y 및 Z를 사용한 유기 발광 소자보다 본 발명의 화학식 1의 헤테로고리 화합물을 단독으로 사용한 유기 발광 소자가 개선된 퍼포먼스를 보임을 확인할 수 있었다. 다만, 소자의 수명인 T90이 150시간 미만으로, 수명 특성이 다소 낮음을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 화학식 2의 헤테로고리 화합물을 단독으로 유기 발광 소자에 사용하는 경우 열 안정성이 높아 수명 특성이 좋지만, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)준위가 높아 정공 주입이 용이하지 못해, 전하의 불균형으로 구동전압이 높고 효율이 낮은 퍼포먼스를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 본 발명의 화학식 1의 헤테로고리 화합물 및 본 발명의 화학식 2의 헤테로고리 화합물을 동시에 유기 발광 소자에 사용하는 경우, 구동전압, 효율 및 수명에 있어서, 현저하게 개선된 퍼포먼스를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
즉 상기 표 8에서 알 수 있듯 유기 발광 소자에 화학식 1의 헤테로고리 화합물과 화학식 2의 헤테로고리 화합물의 조합으로 발광층을 사용할 경우, 단일 화합물로 사용하였을 때와 비교하여, 개선된 구동전압, 효율 및 수명 특성을 보였다.
이는, 본 발명의 화학식 1의 헤테로고리 화합물 및 본 발명의 화학식 2의 헤테로고리 화합물을 동시에 유기 발광 소자의 발광층에 사용함으로써, 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)와 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)가 발광층의 호스트로 사용되어, 전자와 정공이 주입되는 구동전압을 낮출 수 있고, 효과적인 재결합 영역(recombination zone)의 형성을 통해, 효율 및 수명을 향상시키는 결과에 해당하는 것이다.
<실험예> 유기 발광 소자의 제작(2stack Red N+P mixed host)
1,500Å의 두께로 인듐틴옥사이드(ITO, Indium Tinoxide)가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV(Ultraviolet) 세정기에서 UV를 이용하여 5분간 UVO(Ultraviolet Ozone)처리하였다. 이후 기판을 플라즈마 세정기(PT)로 이송시킨 후, 진공상태에서 ITO 일함수 및 잔막 제거를 위해 플라즈마 처리를 하여, 유기증착용 열증착 장비로 이송하였다.
상기 ITO 투명 전극(양극)위에 공통층인 정공 주입층 2-TNATA(4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine) 및 정공 수송층 NPB(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 적색 호스트로 하기 표 9에 기재된 화합물, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq)2(Ir)(acac)를 2% 도핑하여 400Å 증착하였다.
이후, 전자 수송층으로 Alq3 를 120Å 증착하였며, 그 위에 N형 전하 생성층으로 Bphen를 120Å 증착하였으며, 그 위에 또한 P형 전하 생성층으로 MoO3 를 100Å 증착하였다. 이어서, 정공 수송층 NPB(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 형성시켰다.
그 위에 발광층을 다음과 같이 열 진공 증착시켰다. 발광층은 적색 호스트로 하기 표 9에 기재된 화합물, 적색 인광 도펀트로 (piq)2(Ir)(acac)을 사용하여 호스트에 (piq)2(Ir)(acac)를 2% 도핑하여 400Å 증착하였다.
이후 전자 수송층으로 Alq3 를 300Å 증착하였다. 마지막으로 전자 수송층 위에 리튬 플루오라이드(lithium fluoride: LiF)를 20Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성한 후, 전자 주입층 위에 알루미늄(Al) 음극을 1,200Å의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
한편, OLED 소자 제작에 필요한 모든 유기 화합물은 재료 별로 각각 10-6~10-8torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 제작에 사용하였다.
상기와 같이 제작된 유기 전계 발광 소자에 대하여 맥사이어스사의 M7000으로 전계 발광(EL)특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 가지고 맥사이언스사에서 제조된 수명장비측정장비(M6000)를 통해 기준 휘도가 6,000 cd/m2 일 때, T90을 측정하였다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 특성은 하기 표 9와 같았다. 하기 표 9의 비율은 중량비를 의미한다. 예를 들어, 실시예 48의 경우, 화합물 22 및 화합물 2-83을 2:1의 중량비로 사용한 것을 의미한다.
Figure PCTKR2023001477-appb-img-000111
상기 소자평가에서 알 수 있듯, 2-스택의 경우, 발광층이 두 번 증착되는 경우로, 단일 발광층에 비해 효율, 수명이 증가되는 결과를 확인할 수 있었다.
또한 상기 표 9에서도 마찬가지로, 화학식 1의 헤테로고리 화합물과 화학식 2 의 헤테로고리 화합물의 조합 소자평가 결과를 통해, 상기 발명에 해당하는 화합물을 유기 발광 소자의 발광층으로 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 구동전압, 효율 및 수명 특성에서 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
이는, 정공 수송 능력이 좋은 donor(p-host)와 전자 수송 능력이 좋은 acceptor(n-host)가 발광층의 호스트로 사용될 경우, 전자와 전공이 주입되는 구동전압을 낮출 수 있고, 재결합 영역(recombination zone)의 형성을 통해, 효율 및 수명을 향상시키는 결과를 보여주는 것이다.

Claims (16)

  1. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000112
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000113
    상기 화학식 1에 있어서,
    X는 O; 또는 S이고,
    A는 피리미딘 고리기이고,
    L1 내지 L3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m1 내지 m3은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m1 내지 m3이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이고,
    R3은 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로 아릴기이며,
    Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Ra는 서로 같거나 상이하고, b는 0 내지 2의 정수이고, b가 2인 경우, 괄호 내의 Rb는 서로 같거나 상이하고, c는 0 내지 4의 정수이고, c가 2 이상의 정수인 경우, 괄호 내의 Rc는 서로 같거나 상이하고,
    상기 화학식 2에 있어서,
    R11 내지 R18 중 하나는 하기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 하기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이거나, 인접한 기와 결합하여 벤젠고리를 형성하고,
    [화학식 A]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000114
    [화학식 B]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000115
    상기 화학식 A 및 B에서,
    L4 내지 L6 및 Ln은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 직접결합; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴렌기이고, m4 내지 m6 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m4 내지 m6 및 n이 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
    R4 및 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이거나, 상기 R4 및 R5는 서로 결합하여 고리를 형성하고,
    R6은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, N을 1개 이상 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기이고,
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000116
    는 상기 화학식 2와 결합되는 위치를 의미한다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000117
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000118
    상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서, X, L1 내지 L3, R1 내지 R3, Ra 내지 Rc, m1 내지 m3, a, b 및 c의 정의는 화학식 1과 동일하다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000119
    [화학식 2-2]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000120
    [화학식 2-3]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000121
    [화학식 2-4]
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000122
    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에 있어서, R21 내지 R30 중 하나는 상기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 상기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이고,
    상기 화학식 2-4에 있어서, R'11 내지 R'18 중 하나는 상기 화학식 A로 표시되는 기이고, 나머지 중 하나는 상기 화학식 B로 표시되는 기이고, 그 외 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; 또는 중수소이다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하지 않거나,
    중수소를 포함하는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 10% 이상, 100% 이하인 유기 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 중수소를 포함하지 않거나,
    중수소를 포함하는 경우, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물의 중수소의 함량은 10% 이상, 100% 이하인 유기 발광 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000123
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000124
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    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000144
    .
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 헤테로고리 화합물인 것인 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000145
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000146
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000147
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    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000150
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000151
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000152
    Figure PCTKR2023001477-appb-img-000153
    .
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 발광층은 호스트 물질을 포함할 수 있고 상기 호스트 물질은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 호스트 물질은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질 중 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 N-타입(N-type) 호스트 물질이고, 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 P-타입(P-type) 호스트 물질인 것인 유기 발광 소자
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 호스트 물질은 2개 이상의 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 상기 2개 이상의 호스트 물질을 예비 혼합(pre-mixed)하여 사용하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 구비되고 제1 발광층을 포함하는 제1 스택, 상기 제1 스택 상에 구비되는 전하 생성층, 상기 전하 생성층 상에 구비되고 제2 발광층을 포함하는 제2 스택 및 상기 제2 스택 상에 구비되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 발광층 및 제2 발광층은 각각 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  14. 청구항 1에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 동시에 포함하는 것인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1인 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
  16. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 유기물층을 형성하는 단계는 청구항 14에 따른 유기물층용 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
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