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WO2017018795A2 - 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 Download PDF

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WO2017018795A2
WO2017018795A2 PCT/KR2016/008189 KR2016008189W WO2017018795A2 WO 2017018795 A2 WO2017018795 A2 WO 2017018795A2 KR 2016008189 W KR2016008189 W KR 2016008189W WO 2017018795 A2 WO2017018795 A2 WO 2017018795A2
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WO
WIPO (PCT)
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substituted
unsubstituted
group
formula
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Application number
PCT/KR2016/008189
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French (fr)
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WO2017018795A3 (ko
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박건유
오한국
이윤지
마재열
김동준
최진석
최대혁
이주동
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LT Materials Co Ltd
Original Assignee
Heesung Material Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP16830828.6A priority patent/EP3330342B1/en
Priority to US15/321,397 priority patent/US10381577B2/en
Priority to JP2018504172A priority patent/JP6577133B2/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/621—Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • 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

Definitions

  • the present application relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device using the same.
  • the electroluminescent device is a kind of self-luminous display device, and has an advantage of having a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed.
  • the organic light emitting element has a structure in which an organic thin film is arranged between two electrodes. When a voltage is applied to the organic light emitting device having such a structure, electrons and holes injected from two electrodes are combined in the organic thin film to form a pair, then disappear and emit light.
  • the organic thin film may be composed of a single layer or multiple layers as necessary.
  • the material of the organic thin film may have a light emitting function as needed.
  • a compound which may itself constitute a light emitting layer may be used, or a compound that may serve as a host or a dopant of a host-dopant-based light emitting layer may be used.
  • a compound capable of performing a role of hole injection, hole transport, electron blocking, hole blocking, electron transport, electron injection, or the like may be used.
  • L1 and L2 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond or a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 arylene group,
  • Ar1 is a substituted or unsubstituted, C 2 Through C 60 Heteroaryl group containing at least one,
  • Ar2 is represented by any one of the following Chemical Formulas 3 and 4,
  • Y1 to Y4 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aromatic hydrocarbon ring; Or substituted or unsubstituted C 2 to C 60 aromatic heterocycle,
  • R, R 'and R are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; deuterium; -CN; substituted or unsubstituted C 1 to C 60 alkyl group; substituted or unsubstituted C 3 to C 60 cycloalkyl group A substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group.
  • an organic light emitting device including an anode, a cathode, and one or more organic material layers provided between the anode and the cathode, and at least one of the organic material layers is a heterocyclic compound represented by Formula 1 above. It provides an organic light emitting device comprising 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 at the same time.
  • L 1 ′ is a C 6 to C 60 arylene group which is directly bonded or substituted or unsubstituted
  • Ar1 ' is a substituted or unsubstituted C 6 Through C 60 aryl group; Or a substituted or unsubstituted, C 2 Through C 60 A heteroaryl group containing at least one of S and O,
  • Ar2 ' is a substituted or unsubstituted C 6 Through C 60 Aryl group; Or a substituted or unsubstituted C 2 Through C 60 Heteroaryl group,
  • R, R 'and R are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; deuterium; -CN; substituted or unsubstituted C 1 to C 60 alkyl group; substituted or unsubstituted C 3 to C 60 cycloalkyl group A substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group,
  • n ' is an integer of 0-2.
  • the heterocyclic compound according to the exemplary embodiment of the present application may be used as an organic material layer material of the 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, a charge generating layer, etc. in an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of an electron transporting layer, a hole transporting layer or a light emitting layer of the organic light emitting device.
  • organic light emitting device represented by the formula (1) can reduce the drive voltage of the device, improve the light efficiency, and can improve the life characteristics of the device by the thermal stability of the compound.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 may be used as a material of the light emitting layer of the organic light emitting device at the same time.
  • the driving voltage of the device is lowered, the light efficiency is improved, and the compound is thermally stabilized. Lifespan characteristics can be improved.
  • 1 to 3 are diagrams schematically showing a laminated structure of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present application.
  • FIG. 7 shows a graph of LTPL measurements at 339 nm wavelength of compound 1-11.
  • FIG. 13 shows a graph of LTPL measurements at 340 nm wavelength of Compound 1-27.
  • 16 shows a graph of LTPL measurements at 291 nm wavelength of Compound 1-33.
  • FIG. 17 shows a PL measurement graph of 239 nm wavelength of Compound 1-33.
  • FIG. 20 shows a PL measurement graph at 259 nm wavelength of Compound 1-39.
  • FIG. 23 shows a PL measurement graph at 260 nm wavelength of Compound 1-41.
  • FIG. 26 shows a PL measurement graph of 235 nm wavelength of Compound 1-65.
  • FIG. 31 is a graph of LTPL measurements at 361 nm wavelength of Compound 1-67.
  • FIG. 31 is a graph of LTPL measurements at 361 nm wavelength of Compound 1-67.
  • 35 shows a PL measurement graph of 308 nm wavelength of Compound 1-69.
  • FIG. 38 shows a PL measurement graph of 267 nm wavelength of Compound 1-70.
  • FIG. 41 is a graph of PL measurement at 241 nm wavelength of Compound 1-71.
  • FIG. 46 is a graph of LTPL measurements at 344 nm wavelength of Compound 1-82.
  • FIG. 47 shows a PL measurement graph at 307 nm wavelength of Compound 1-82.
  • FIG. 49 is a graph of LTPL measurements at 363 nm wavelength of Compound 1-84.
  • 50 shows a PL measurement graph at 298 nm wavelength of Compound 1-84.
  • FIG. 52 is a graph of LTPL measurements at 355 nm wavelength of Compound 1-99.
  • Heterocyclic compound according to an exemplary embodiment of the present application is characterized in that represented by the formula (1). More specifically, the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as an organic material layer material of the organic light emitting device by the structural features of the core structure and the substituents as described above.
  • Chemical Formula 3 may be represented by any one of the following structural formulas.
  • X 1 to X 6 in the structural formulas are the same as or different from each other, and each independently NR, S, O, or CR′R ′′,
  • R, R 'and R are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; deuterium; -CN; substituted or unsubstituted C 1 to C 60 alkyl group; substituted or unsubstituted C 3 to C 60 cycloalkyl group A substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group,
  • n, o, p, q, r, and s are each independently the integer of 0-6.
  • Chemical Formula 4 may be represented by any one of the following structural formulas.
  • X7 and X8 in the above structural formula is the same as or different from each other, and each independently NR, S, O or CR'R ",
  • R, R 'and R are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; deuterium; -CN; substituted or unsubstituted C 1 to C 60 alkyl group; substituted or unsubstituted C 3 to C 60 cycloalkyl group A substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group,
  • t is an integer of 0-7.
  • Chemical Formula 1 may be represented by any one of the following Chemical Formulas 5 to 10.
  • R1 to R6, R8, R9, R12, R13, R16, L1, Ar1, X1, X4, X5, m, n, q, r, and t are defined in Formula 1 and Structural Formula Is the same as the definition of
  • R1 to R6 of Formula 1 may be each independently hydrogen or deuterium.
  • R8 to R18 of the structural formulas are each independently hydrogen; heavy hydrogen; Substituted or unsubstituted C 6 Through C 60 An aryl group; Or a substituted or unsubstituted C 2 Through C 60 It may be a heteroaryl group.
  • R, R 'and R “of the general formula (1) are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; a substituted or unsubstituted C 1 to C 60 alkyl group; or a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group.
  • composition for an organic material layer of the organic light emitting device is characterized in that it comprises a heterocyclic compound represented by the formula (1), and a compound represented by the formula (2) at the same time.
  • Chemical Formula 2 may be represented by any one of the following Chemical Formulas 11 to 22.
  • R1 'to R4' may be the same or different from each other.
  • R1 'to R4' of Chemical Formula 2 may be each independently hydrogen or deuterium.
  • Ar1 'of Chemical Formula 2 is a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group; A substituted or unsubstituted, C 2 to C 60 heteroaryl group containing S; Or a substituted or unsubstituted, C 2 to C 60 heteroaryl group containing O.
  • Ar1 ′ of Formula 2 may be a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an fluorene group substituted with an alkyl group, a dibenzothiophene group, or a dibenzofuran group.
  • Ar 2 ′ of Formula 2 may be a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group.
  • Ar2 'of Formula 2 may be a phenyl group.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group and can be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are linked. Said additional substituents may be further substituted further.
  • R, R 'and R are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; deuterium; -CN; substituted or unsubstituted C 1 to C 60 alkyl group; substituted or unsubstituted C 3 to C 60 cyclo An alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 60 heteroaryl group.
  • R, R 'and R are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; deuterium; -CN; deuterium, halogen, -CN, C 1 to C 20 alkyl group, C 6 to C 60 aryl group, and C 2 to C 60 substituted heteroaryl or unsubstituted alkyl group of C 1 to C 60; an aryl group of deuterium, halogen, -CN, C 1 to C 20 alkyl group, C 6 to C 60 a, and C 2 A C 3 to C 60 cycloalkyl group unsubstituted or substituted with a C 6 to C 60 heteroaryl group; deuterium, halogen, —CN, an alkyl group of C 1 to C 20 , an aryl group of C 6 to C 60 , and C 2 to C 60 substituted or unsubstituted group heteroaryl C 6 to C 60 aryl group; or an alkyl group of deuterium, halogen, -CN, C 1 to
  • substituted means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited to a position where the hydrogen atom is substituted, that is, a position where a substituent can be substituted, if two or more substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.
  • the halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkyl group includes a straight or branched chain having 1 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents. Carbon number of the alkyl group may be 1 to 60, specifically 1 to 40, 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, pentyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl- 2-pentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, heptyl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, cyclopentylmethyl group, cyclohexylmethyl group, octyl group, n-octyl group, tert -Octyl
  • the alkenyl group includes a straight or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent. Carbon number of the alkenyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically, 2 to 20.
  • Specific examples thereof include vinyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, and 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 and the like, but are not limited thereto.
  • the alkynyl group includes a straight or branched chain having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • Carbon number of the alkynyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically, 2 to 20.
  • the cycloalkyl group includes a monocyclic or polycyclic ring having 3 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • 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 be another type of ring group, such as a heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or the like.
  • Carbon number of the cycloalkyl group may be 3 to 60, specifically 3 to 40, more specifically 5 to 20.
  • the heterocycloalkyl group includes O, S, Se, N, or Si as a hetero atom, includes a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by other substituents.
  • 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 be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or the like.
  • Carbon number of the heterocycloalkyl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically 3 to 20.
  • the aryl group includes a monocyclic or polycyclic ring having 6 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • the polycyclic means a group in which an aryl group is directly connected or condensed with another ring group.
  • the other ring group may be an aryl group, but may be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group, or the like.
  • the aryl group includes a spiro group. Carbon number of the aryl group may be 6 to 60, specifically 6 to 40, more specifically 6 to 25.
  • aryl group examples include phenyl group, biphenyl group, triphenyl group, naphthyl group, anthryl group, chrysenyl group, phenanthrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, phenenyl group, pyre Neyl group, tetrasenyl group, pentaxenyl group, fluorenyl group, indenyl group, acenaphthylenyl group, benzofluorenyl group, spirobifluorenyl group, 2,3-dihydro-1H-indenyl group, condensed ring groups thereof Etc., but is not limited thereto.
  • the spiro group is a group including a spiro structure, and may have 15 to 60 carbon atoms.
  • the spiro group may include a structure in which a 2,3-dihydro-1H-indene group or a cyclohexane group is spiro bonded to a fluorenyl group.
  • the following spiro groups may include any of the groups of the following structural formula.
  • the heteroaryl group includes S, O, Se, N, or Si as a hetero atom, includes a monocyclic or polycyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, and may be further substituted by another substituent.
  • 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 be another type of ring group, such as a cycloalkyl group, a heterocycloalkyl group, an aryl group, or the like.
  • Carbon number of the heteroaryl group may be 2 to 60, specifically 2 to 40, more specifically 3 to 25.
  • heteroaryl group examples include pyridyl, pyrrolyl, pyrimidyl, pyridazinyl, furanyl, thiophene, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, isoxazolyl and thiazolyl Group, isothiazolyl group, triazolyl group, furazanyl group, oxdiazolyl group, thiadiazolyl group, dithiazolyl group, tetrazolyl group, pyranyl group, thiopyranyl group, diazinyl group, oxazinyl group , Thiazinyl group, deoxyyl group, triazinyl group, tetragenyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinazolinyl group, isoquinazolinyl group, quinozolyl group, naphthyridyl group, acridinyl group, phenan
  • the amine group is a monoalkylamine group; Monoarylamine group; Monoheteroarylamine group; -NH 2 ; Dialkylamine groups; Diarylamine group; Diheteroarylamine group; Alkylarylamine group; Alkyl heteroaryl amine group; And it may be selected from the group consisting of arylheteroarylamine group, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • amine group examples include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, dibiphenylamine group, anthracenylamine group, 9- Methyl-anthracenylamine group, diphenylamine group, phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, phenyltolylamine group, triphenylamine group, biphenylnaphthylamine group, phenylbiphenylamine group, biphenylfluore And a phenylamine group, a phenyltriphenylenylamine group, a biphenyltriphenylenylamine group, and the like, but are not limited thereto.
  • an arylene group means one having two bonding positions, that is, a divalent group.
  • the description of the aforementioned aryl group can be applied except that they are each divalent.
  • a heteroarylene group means a thing which has two bonding positions, ie, a bivalent group, in a heteroaryl group.
  • the description of the aforementioned heteroaryl group can be applied except that they are each divalent.
  • 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.
  • the heterocyclic compound has a high glass transition temperature (Tg) is excellent in thermal stability. This increase in thermal stability is an important factor in providing drive stability to the device.
  • the heterocyclic compound according to one embodiment of the present application may be prepared by a multistage chemical reaction. Some intermediate compounds may be prepared first, and compounds of formula 1 or 2 may be prepared from the intermediate compounds. More specifically, the heterocyclic compound according to one embodiment of the present application may be prepared based on the preparation examples described below.
  • 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.
  • the weight ratio of the heterocyclic compound represented by Formula 1 in the composition: the compound represented by Formula 2 may be 1:10 to 10: 1, 1: 8 to 8: 1, and 1: 5 to 5 : 1, and 1: 2 to 2: 1, but is not limited thereto.
  • the composition may be used when forming the organic material of the organic light emitting device, and particularly preferably used when forming the host of the light emitting layer.
  • the composition may be a form in which two or more compounds are simply mixed, and may be mixed with a powder material before forming an organic material layer of the organic light emitting device, or may be mixed with a compound that is in a liquid state at an appropriate temperature or more.
  • the composition is in a solid state below the melting point of each material, and can be maintained in the liquid phase by adjusting the temperature.
  • Another embodiment of the present application provides an organic light emitting device including the heterocyclic compound represented by Formula 1.
  • the organic light emitting device includes an anode, a cathode, and one or more organic material layers provided between the anode and the cathode, and at least one of the organic material layers is a hetero ring represented by Chemical Formula 1 It characterized in that it comprises a compound, and a compound represented by the formula (2).
  • An organic light emitting device is a conventional organic light emitting device, except that one or more organic material layers are formed using the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2. It can be produced by a method and a material for manufacturing a light emitting device.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 may be formed as an organic material layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method in manufacturing an organic light emitting device.
  • the solution coating method means spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying method, roll coating and the like, but is not limited thereto.
  • the organic light emitting device includes an anode, a cathode and at least one organic material layer provided between the anode and the cathode, one or more of the organic material layer is a hetero ring represented by the formula (1) Compound.
  • the organic light emitting device includes an anode, a cathode and at least one organic layer provided between the anode and the cathode, one or more of the organic layer is a heterocyclic compound represented by the formula (1) And it includes a heterocyclic compound represented by the formula (2).
  • FIG. 1 to 3 illustrate a lamination order of an electrode and an organic material layer of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present application.
  • these drawings are not intended to limit the scope of the present application, the structure of the organic light emitting device known in the art can be applied to the present application.
  • 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 illustrated.
  • the present invention is not limited thereto, and as illustrated in FIG. 2, 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, a light emitting layer 303, a hole blocking layer 304, an electron transport layer 305, and an electron injection layer 306.
  • a hole injection layer 301 a hole transport layer 302
  • a light emitting layer 303 a hole transport layer 302
  • a hole blocking layer 304 a hole blocking layer 304
  • an electron transport layer 305 an electron injection layer 306.
  • the scope of the present application is not limited by such a laminated structure, and other layers except for the light emitting layer may be omitted, and other functional layers may be added as needed.
  • the organic light emitting device includes a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 above at least one layer of an organic material layer, or includes a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 and a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 2 at the same time. Except that it can be prepared by materials and methods known in the art.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may constitute one or more layers of the organic material layer of the organic light emitting device alone. However, if necessary, the organic material layer may be mixed with other materials.
  • the heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1 may be used as an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, or the like in an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of an electron transporting layer, a hole transporting layer, or a light emitting layer of an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of the light emitting layer in the organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 may be used as a material of the phosphorescent host of the light emitting layer in the organic light emitting device.
  • organic compound layer containing the heterocyclic compound represented by Formula 1, and the heterocyclic compound represented by Formula 2 may further include other materials as necessary.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1, and the heterocyclic compound represented by Formula 2 may be used as a material of the charge generating layer in the 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 an electron transport layer, a hole blocking layer, or a light emitting layer in an organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1 and the heterocyclic compound represented by Formula 2 may be used as a material of an electron transporting layer, a hole transporting layer, or a light emitting layer of an organic light emitting device.
  • heterocyclic compound represented by Formula 1, and the compound represented by Formula 2 may be used as a material of the light emitting layer in the organic light emitting device.
  • the heterocyclic compound represented by Formula 1, and the compound represented by Formula 2 may be used as a material of the phosphorescent host of the light emitting layer in the organic light emitting device.
  • the anode material materials having a relatively large work function may be used, and a transparent conductive oxide, a metal, or a conductive polymer may be used.
  • the positive electrode 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), indium zinc oxide (IZO); A combination of a metal and an oxide such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as poly (3-methyl compound), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) compound] (PEDT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the cathode material materials having a relatively low work function may be used, and a metal, a metal oxide, or a conductive polymer may be used.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • hole injection material a well-known hole injection material may be used, for example, phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429 or described in Advanced Material, 6, p.677 (1994).
  • Starburst 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, or poly (line) 3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / Poly (4-styrenesulfonate)), polyaniline / Camphor sulfonic acid or polyaniline / Poly (4-styrenesulfonate) (Polyaniline / Poly (4-styrene-sulfonate)) etc. can be used.
  • TCTA tri
  • pyrazoline derivatives arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, and the like may be used, and low molecular or polymer materials may be used.
  • Examples of the electron transporting material include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthhraquinomethane and derivatives thereof, and fluorenone Derivatives, diphenyl dicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, and the like can be used, as well as high molecular weight materials as well as high molecular materials.
  • LiF is representatively used in the art, but the present application is not limited thereto.
  • a red, green or blue light emitting material may be used, and if necessary, two or more light emitting materials may be mixed. In this case, two or more light emitting materials may be deposited and used as separate sources, or premixed and deposited as one source.
  • a fluorescent material can be used as a light emitting material, it can also be used as a phosphorescent material.
  • a material which combines holes and electrons injected from the anode and the cathode, respectively, to emit light may be used, but materials in which both the host material and the dopant material are involved in light emission may be used.
  • the host of the same series may be mixed and used, or the host of another series may be mixed and used.
  • any two or more kinds of materials of n-type host material or P-type host material can be selected and used as the host material of the light emitting layer.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double-sided emission type according to a material used.
  • the heterocyclic compound according to the exemplary embodiment of the present application may act on a principle similar to that applied to organic light emitting devices in organic electronic devices including organic solar cells, organic photoconductors, organic transistors, and the like.
  • Table 21 shows NMR values
  • Tables 22 and 23 show measured values of a field desorption mass spectrometry (FD-MS).
  • FIG. 7 shows a graph of LTPL measurements at 339 nm wavelength of compound 1-11.
  • FIG. 13 shows a graph of LTPL measurements at 340 nm wavelength of Compound 1-27.
  • 16 shows a graph of LTPL measurements at 291 nm wavelength of Compound 1-33.
  • FIG. 17 shows a PL measurement graph of 239 nm wavelength of Compound 1-33.
  • FIG. 20 shows a PL measurement graph at 259 nm wavelength of Compound 1-39.
  • FIG. 23 shows a PL measurement graph at 260 nm wavelength of Compound 1-41.
  • FIG. 26 shows a PL measurement graph of 235 nm wavelength of Compound 1-65.
  • FIG. 31 is a graph of LTPL measurements at 361 nm wavelength of Compound 1-67.
  • FIG. 31 is a graph of LTPL measurements at 361 nm wavelength of Compound 1-67.
  • 35 shows a PL measurement graph of 308 nm wavelength of Compound 1-69.
  • FIG. 38 shows a PL measurement graph of 267 nm wavelength of Compound 1-70.
  • FIG. 41 is a graph of PL measurement at 241 nm wavelength of Compound 1-71.
  • FIG. 46 is a graph of LTPL measurements at 344 nm wavelength of Compound 1-82.
  • FIG. 47 shows a PL measurement graph at 307 nm wavelength of Compound 1-82.
  • FIG. 49 is a graph of LTPL measurements at 363 nm wavelength of Compound 1-84.
  • 50 shows a PL measurement graph at 298 nm wavelength of Compound 1-84.
  • FIG. 52 is a graph of LTPL measurements at 355 nm wavelength of Compound 1-99.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO to a thickness of 1,500 kPa was washed by distilled water ultrasonically. After washing the distilled water, ultrasonic washing with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol and the like was dried and then UVO treated for 5 minutes using UV in a UV cleaner. Subsequently, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), and then plasma-treated to remove ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to an organic deposition thermal deposition apparatus.
  • PT plasma cleaner
  • the hole injection layer 2-TNATA (4,4 ', 4 "-Tris [2-naphthyl (phenyl) amino] triphenylamine) which is a common layer on the ITO transparent electrode (anode) and the hole transport layer NPB (N, N'-Di ( 1-naphthyl) -N, N'-diphenyl- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine) was formed.
  • the light emitting layer was thermally vacuum deposited on it as follows.
  • the light emitting layer was deposited at 400 ⁇ with 7% doping of Ir (ppy) 3 to the host using Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium) as a host, the compound shown in Table 24 below, as a green phosphorescent dopant.
  • 60 B of BCP was deposited as the hole blocking layer
  • 200 ⁇ of Alq 3 was deposited as the electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited on the electron transport layer to form a electron injecting layer by depositing 10 ⁇ thick.
  • an aluminum (Al) cathode is deposited to a thickness of 1,200 ⁇ on the electron injecting layer to form a cathode.
  • An electroluminescent device was manufactured.
  • the electroluminescent (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured by Maxiers M7000, and the reference luminance was 6,000 through the life equipment measuring equipment (M6000) manufactured by McScience Inc. with the measurement results. T 90 was measured at cd / m 2 .
  • the characteristics of the organic EL device of the present invention are shown in Table 24 below.
  • the organic electroluminescent device using the organic electroluminescent device light emitting layer material of the present invention has a lower driving voltage, improved luminous efficiency and a markedly improved lifetime as compared with Comparative Examples 1 to 7. .
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO to a thickness of 1,500 kPa was washed by distilled water ultrasonically. After washing the distilled water, ultrasonic washing with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol and the like was dried and then UVO treated for 5 minutes using UV in a UV cleaner. Subsequently, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), and then plasma-treated to remove ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to an organic deposition thermal deposition apparatus.
  • PT plasma cleaner
  • the hole injection layer 2-TNATA (4,4 ', 4 "-Tris [2-naphthyl (phenyl) amino] triphenylamine) which is a common layer on the ITO transparent electrode (anode) and the hole transport layer NPB (N, N'-Di ( 1-naphthyl) -N, N'-diphenyl- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine) was formed.
  • the light emitting layer was thermally vacuum deposited on it as follows.
  • the light emitting layer was deposited with a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2 at 400 kV from each individual source as a host and the green phosphorescent dopant was deposited by 7% doping of Ir (ppy) 3 .
  • 60 ⁇ of BCP was deposited as the hole blocking layer, and Alq 3 was deposited at 200 Hz.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited on the electron transport layer to form a electron injecting layer by depositing 10 ⁇ thick.
  • an aluminum (Al) cathode is deposited to a thickness of 1,200 ⁇ on the electron injecting layer to form a cathode.
  • An electroluminescent device was manufactured.
  • a glass substrate coated with a thin film of ITO to a thickness of 1,500 kPa was washed by distilled water ultrasonically. After washing the distilled water, ultrasonic washing with a solvent such as acetone, methanol, isopropyl alcohol and the like was dried and then UVO treated for 5 minutes using UV in a UV cleaner. Subsequently, the substrate was transferred to a plasma cleaner (PT), and then plasma-treated to remove ITO work function and residual film in a vacuum state, and then transferred to an organic deposition thermal deposition apparatus.
  • PT plasma cleaner
  • the hole injection layer 2-TNATA (4,4 ', 4 "-Tris [2-naphthyl (phenyl) amino] triphenylamine) which is a common layer on the ITO transparent electrode (anode) and the hole transport layer NPB (N, N'-Di ( 1-naphthyl) -N, N'-diphenyl- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine) was formed.
  • the light emitting layer was thermally vacuum deposited on it as follows.
  • the light emitting layer was pre-mixed with a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2 as a host, and deposited 400 kPa in one park, and a green phosphorescent dopant was deposited by doping Ir (ppy) 3 with 7%.
  • 60 B of BCP was deposited as the hole blocking layer
  • 200 ⁇ of Alq 3 was deposited as the electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited on the electron transport layer to form a electron injecting layer by depositing 10 ⁇ thick.
  • an aluminum (Al) cathode is deposited to a thickness of 1,200 ⁇ on the electron injecting layer to form a cathode.
  • An electroluminescent device was manufactured.
  • the electroluminescent (EL) characteristics of the organic electroluminescent device manufactured as described above were measured by Maxiers M7000, and the reference luminance was 6,000 through the life equipment measuring equipment (M6000) manufactured by McScience Inc. with the measurement results. T 90 was measured at cd / m 2 .
  • Tables 25 to 27 Properties of the organic electroluminescent device of the present invention are as shown in Tables 25 to 27.
  • Table 25 is an example of simultaneously depositing two host compounds of Experimental Example 2 as a separate source
  • Table 26 is an example of depositing two light emitting layer compounds of Experimental Example 3 as a source after premixing
  • Table 27 In Experimental Example 2, a single host material is applied.
  • the organic light emitting device of the present invention includes a light emitting layer using a host and a phosphorescent dopant, and the host includes a host compound composed of a conventional single compound by being composed of a host compound (pn type) in which two or more compounds are mixed. There is an effect that has a lifespan characteristics superior to the organic light emitting device.
  • the pn type host of the present invention has the advantage of increasing the emission characteristics by adjusting the ratio of the host, which can be achieved by a suitable combination of P host with good hole mobility and n host with good electron mobility to be.
  • the light emitting host consisting of a plurality of compounds was pre-mixed with the compound, and then formed by depositing with one deposition source.
  • the uniformity and the thin film characteristics of the thin film may be improved, and the process may be simplified, the cost may be reduced, and the efficiency and the lifetime of the device may be improved.

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Abstract

본 출원은 유기 발광 소자의 수명, 효율, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 헤테로고리 화합물, 및 상기 헤테로고리 화합물이 유기 화합물층에 함유되어 있는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
본 출원은 2015년 7월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2015-0106063호, 2016년 5월 11일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0057665호 및 2016년 5월 13일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2016-0059084호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자에 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.
유기 발광 소자에서 사용 가능한 물질에 요구되는 조건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있으며, 치환기에 따라 유기 발광 소자에서 요구되는 다양한 역할을 할 수 있는 화학 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에 대한 연구가 필요하다.
본 출원의 일 실시상태는, 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
Ar1은 치환 또는 비치환되고, 적어도 하나의 N을 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
Ar2는 하기 화학식 3 및 4 중 어느 하나로 표시되며,
[화학식 3]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000002
[화학식 4]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000003
상기 화학식 3 및 4에서,
Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 방향족 헤테로고리이고,
R1 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000004
상기 화학식 2에서,
R1' 내지 R4'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
L1'은 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
Ar1'은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, S 및 O 중 적어도 하나를 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
Ar2'는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
m', p' 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
n'은 0 내지 2의 정수이다.
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 화합물은 유기 발광 소자의 전자 수송층, 정공 수송층 또는 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 동시에 유기 발광 소자의 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 동시에 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 화합물 1-2의 363nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 화합물 1-2의 238nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 6은 화합물 1-2의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 화합물 1-11의 339nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 8은 화합물 1-11의 234nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 9는 화합물 1-11의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 10은 화합물 1-23의 241nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 11은 화합물 1-23의 241nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 12는 화합물 1-23의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 13은 화합물 1-27의 340nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 14는 화합물 1-27의 241nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 15는 화합물 1-27의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 16은 화합물 1-33의 291nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 17은 화합물 1-33의 239nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 18은 화합물 1-33의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 19는 화합물 1-39의 259nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 20은 화합물 1-39의 259nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 21은 화합물 1-39의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 22는 화합물 1-41의 260nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 23은 화합물 1-41의 260nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 24는 화합물 1-41의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 25는 화합물 1-65의 361nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 26은 화합물 1-65의 235nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 27은 화합물 1-65의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 28은 화합물 1-66의 360nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 29는 화합물 1-66의 307nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 30은 화합물 1-66의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 31은 화합물 1-67의 361nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 32는 화합물 1-67의 266nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 33은 화합물 1-67의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 34는 화합물 1-69의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 35는 화합물 1-69의 308nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 36은 화합물 1-69의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 37은 화합물 1-70의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 38은 화합물 1-70의 267nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 39는 화합물 1-70의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 40은 화합물 1-71의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 41는 화합물 1-71의 241nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 42는 화합물 1-71의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 43은 화합물 1-78의 361nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 44는 화합물 1-78의 263nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 45는 화합물 1-78의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 46은 화합물 1-82의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 47은 화합물 1-82의 307nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 48은 화합물 1-82의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 49는 화합물 1-84의 363nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 50는 화합물 1-84의 298nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 51은 화합물 1-84의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 52는 화합물 1-99의 355nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 53은 화합물 1-99의 355nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 54는 화합물 1-99의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
<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 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 상기와 같은 코어 구조 및 치환기의 구조적 특징에 의하여 유기 발광 소자의 유기물층 재료로 사용될 수 있다.
상기 화학식 3 및 4에서, *는 상기 화학식 1의 L2와 연결되는 위치를 나타낸 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3은 하기 구조식 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2016008189-appb-I000005
상기 구조식에서 X1 내지 X6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 NR, S, O 또는 CR'R" 이고,
R8 내지 R14는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
m은 0 내지 8의 정수이고, n, o, p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 4는 하기 구조식 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2016008189-appb-I000006
상기 구조식에서 X7 및 X8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 NR, S, O 또는 CR'R" 이고,
R15 내지 R18은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
t는 0 내지 7의 정수이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 5 내지 10 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000007
[화학식 6]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000008
[화학식 7]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000009
[화학식 8]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000010
[화학식 9]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000011
[화학식 10]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000012
상기 화학식 5 내지 10에서, R1 내지 R6, R8, R9, R12, R13, R16, L1, Ar1, X1, X4, X5, m, n, q, r, 및 t의 정의는 상기 화학식 1 및 구조식에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 구조식의 R8 내지 R18은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기이다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화학식 11 내지 22 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 11]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000013
[화학식 12]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000014
[화학식 13]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000015
[화학식 14]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000016
[화학식 15]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000017
[화학식 16]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000018
[화학식 17]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000019
[화학식 18]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000020
[화학식 19]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000021
[화학식 20]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000022
[화학식 21]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000023
[화학식 22]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000024
상기 화학식 11 내지 22에서, L1, Ar1, Ar2, R1 내지 R4, m, n, p, 및 q의 정의는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 m', n', p' 및 q'가 각각 독립적으로 2 이상인 경우에는, 2 이상의 R1' 내지 R4'는 각각 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 R1' 내지 R4'는 각각 독립적으로 수소 또는 중수소일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 Ar1'은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환되고, S를 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, O를 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 Ar1'은 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 알킬기가 치환된 플루오렌기, 디벤조티오펜기, 또는 디벤조퓨란기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 Ar2'는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 Ar2'는 페닐기일 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 화학식 1 및 2의 치환기들을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"이란 중수소; 할로겐기; -CN; C1 내지 C60의 알킬기; C2 내지 C60의 알케닐기; C2 내지 C60의 알키닐기; C3 내지 C60의 시클로알킬기; C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; C6 내지 C60의 아릴기; C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; C1 내지 C20의 알킬아민기; C6 내지 C60의 아릴아민기; 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 치환기 중 2 이상이 결합된 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 치환기 중에서 선택된 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다. 상기 추가의 치환기들은 추가로 더 치환될 수도 있다. 상기 R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 "치환 또는 비치환"이란 중수소, 할로겐기, -CN, SiRR'R", P(=O)RR', C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기, 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것이며,
상기 R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 중수소, 할로겐기, -CN, C1 내지 C20의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기, 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 중수소, 할로겐, -CN, C1 내지 C20의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기, 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 중수소, 할로겐, -CN, C1 내지 C20의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기, 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, -CN, C1 내지 C20의 알킬기, C6 내지 C60의 아릴기, 및 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
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, 상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 60, 구체적으로 1 내지 40, 더욱 구체적으로, 1 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다. 구체적인 예로는 비닐기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 3-메틸-1-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 알릴기, 1-페닐비닐-1-일기, 2-페닐비닐-1-일기, 2,2-디페닐비닐-1-일기, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알키닐기는 탄소수 2 내지 60의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 알키닐기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로, 2 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 탄소수 3 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 60, 구체적으로 3 내지 40, 더욱 구체적으로 5 내지 20일 수 있다. 구체적으로, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로시클로알킬기는 헤테로 원자로서 O, S, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 헤테로시클로알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로시클로알킬기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로시클로알킬기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 20일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 60의 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수도 있다. 상기 아릴기는 스피로기를 포함한다. 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 60, 구체적으로 6 내지 40, 더욱 구체적으로 6 내지 25일 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 스피로기는 스피로 구조를 포함하는 기로서, 탄소수 15 내지 60일 수 있다. 예컨대, 상기 스피로기는 플루오레닐기에 2,3-디히드로-1H-인덴기 또는 시클로헥산기가 스피로 결합된 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하기 스피로기는 하기 구조식의 기 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2016008189-appb-I000025
본 명세서에 있어서, 상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자로서 S, O, Se, N 또는 Si를 포함하고, 탄소수 2 내지 60인 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 다환이란 헤테로아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서, 다른 고리기란 헤테로아릴기일 수도 있으나, 다른 종류의 고리기, 예컨대 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 등일 수도 있다. 상기 헤테로아릴기의 탄소수는 2 내지 60, 구체적으로 2 내지 40, 더욱 구체적으로 3 내지 25일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리딜기, 피롤릴기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 푸라닐기, 티오펜기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 옥사졸릴기, 이속사졸릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 트리아졸릴기, 푸라자닐기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 디티아졸릴기, 테트라졸릴기, 파이라닐기, 티오파이라닐기, 디아지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 이소퀴나졸리닐기, 퀴노졸리릴기, 나프티리딜기, 아크리디닐기, 페난트리디닐기, 이미다조피리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인덴기, 인돌릴기, 인돌리지닐기, 벤조티아졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티오펜기, 벤조푸란기, 디벤조티오펜기, 디벤조푸란기, 카바졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 페나지닐기, 디벤조실롤기, 스피로비(디벤조실롤), 디히드로페나지닐기, 페녹사지닐기, 페난트리딜기, 이미다조피리디닐기, 티에닐기, 인돌로[2,3-a]카바졸릴기, 인돌로[2,3-b]카바졸릴기, 인돌리닐기, 10,11-디히드로-디벤조[b,f]아제핀기, 9,10-디히드로아크리디닐기, 페난트라지닐기, 페노티아티아지닐기, 프탈라지닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기, 벤조[c][1,2,5]티아디아졸릴기, 5,10-디히드로디벤조[b,e][1,4]아자실리닐, 피라졸로[1,5-c]퀴나졸리닐기, 피리도[1,2-b]인다졸릴기, 피리도[1,2-a]이미다조[1,2-e]인돌리닐기, 5,11-디히드로인데노[1,2-b]카바졸릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아민기는 모노알킬아민기; 모노아릴아민기; 모노헤테로아릴아민기; -NH2; 디알킬아민기; 디아릴아민기; 디헤테로아릴아민기; 알킬아릴아민기; 알킬헤테로아릴아민기; 및 아릴헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 상기 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 디비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, 비페닐나프틸아민기, 페닐비페닐아민기, 비페닐플루오레닐아민기, 페닐트리페닐레닐아민기, 비페닐트리페닐레닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 또한, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016008189-appb-I000026
Figure PCTKR2016008189-appb-I000027
Figure PCTKR2016008189-appb-I000028
Figure PCTKR2016008189-appb-I000029
Figure PCTKR2016008189-appb-I000030
Figure PCTKR2016008189-appb-I000031
Figure PCTKR2016008189-appb-I000032
Figure PCTKR2016008189-appb-I000033
Figure PCTKR2016008189-appb-I000034
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본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2016008189-appb-I000037
Figure PCTKR2016008189-appb-I000038
Figure PCTKR2016008189-appb-I000039
Figure PCTKR2016008189-appb-I000040
Figure PCTKR2016008189-appb-I000041
또한, 상기 화학식 1 및 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 및 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 2의 화합물이 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다.
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 : 1 일 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 다른 실시상태는, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 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.
구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함한다.
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.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상에 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하거나, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 동시에 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 단독으로 유기 발광 소자의 유기물층 중 1층 이상을 구성할 수 있다. 그러나, 필요에 따라 다른 물질과 혼합하여 유기물층을 구성할 수도 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층의 재료 등으로 사용될 수 있다. 한 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 전자 수송층, 정공 수송층 또는 발광층의 재료로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 한 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 발광층의 인광 호스트의 재료로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은, 필요에 따라 다른 물질을 추가로 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 전하 생성층의 재료로서 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자에서 전자 수송층, 정공 저지층, 발광층의 재료 등으로 사용될 수 있다. 한 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 전자 수송층, 정공 수송층 또는 발광층의 재료로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자에서 발광층의 재료로서 사용될 수 있다. 한 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자에서 발광층의 인광 호스트의 재료로서 사용될 수 있다.
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-메틸화합물의), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)화합물의](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. 이 때, 2 이상의 발광 재료를 개별적인 공급원으로 증착하여 사용하거나, 예비혼합하여 하나의 공급원으로 증착하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 재료로서 형광 재료를 사용할 수도 있으나, 인광 재료로서 사용할 수도 있다. 발광 재료로는 단독으로서 양극과 음극으로부터 각각 주입된 정공과 전자를 결합하여 발광시키는 재료가 사용될 수도 있으나, 호스트 재료와 도펀트 재료가 함께 발광에 관여하는 재료들이 사용될 수도 있다.
발광 재료의 호스트를 혼합하여 사용하는 경우에는, 동일 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있고, 다른 계열의 호스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, n 타입 호스트 재료 또는 P 타입 호스트 재료 중 어느 두 종류 이상의 재료를 선택하여 발광층의 호스트 재료로 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하지만, 이들은 본 출원을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 출원 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
< 실시예 >
< 제조예 1> 화합물 1-11-2의 제조
Figure PCTKR2016008189-appb-I000042
1) 화합물 1-11-2의 제조
2-브로모디벤조[b,d]티오펜 5.0g(19.0mM), 9H-카바졸 2.6g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-11-2 4.7g(85%)을 얻었다.
2) 화합물 1-11-1의 제조
화합물 1-11-2 5g(14.3mM)과 THF 100mL를 넣은 혼합 용액을 -78℃에서 2.5M n-BuLi 7.4mL(18.6mM)을 적가하였고 실온에서 1시간 교반하였다. 반응 혼합물에 트리메틸보레이트(B(OMe)3) 4.8mL(42.9mM)을 적가하였고 실온에서 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼크로마토 그래피(DCM:MeOH=100:3)으로 정제하였고 DCM으로 재결정하여 목적화합물 1-11-1 3.9g(70%)을 얻었다.
3) 화합물 1-11의 제조
1-11-1 7.5g(19.0mM), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 5.1g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/EtOH/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-11 7.7g(70%)을 얻었다.
상기 제조예 1에서 9H-카바졸 대신 하기 표 1의 중간체 A를 사용하고 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 1의 중간체 B를 사용한 것을 제외하고 제조예 1의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 A을 합성하였다.
[표 1]
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Figure PCTKR2016008189-appb-I000045
Figure PCTKR2016008189-appb-I000046
Figure PCTKR2016008189-appb-I000047
Figure PCTKR2016008189-appb-I000048
Figure PCTKR2016008189-appb-I000049
Figure PCTKR2016008189-appb-I000050
Figure PCTKR2016008189-appb-I000051
Figure PCTKR2016008189-appb-I000052
< 제조예 2> 화합물 1-64의 제조
Figure PCTKR2016008189-appb-I000053
1) 화합물 1-64-2의 제조
2-브로모디벤조[b,d]티오펜 5.0g(19.0mM), (9-페닐-9H-카바졸-3-일)보론산 5.5g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/EtOH/H2O 100/20/20 mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 헥산으로 재결정하여 목적화합물 1-64-2 5.7g(70%)을 얻었다.
2) 화합물 1-64-1의 제조
화합물 1-64-2 6.1g(14.3mM)과 THF 100mL를 넣은 혼합 용액을 -78℃에서 2.5M n-BuLi 7.4mL(18.6mM)을 적가하였고 실온에서 1시간 교반하였다. 반응 혼합물에 트리메틸보레이트(B(OMe)3) 4.8mL(42.9mM)을 적가하였고 실온에서 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼크로마토 그래피(DCM:MeOH=100:3)으로 정제하였고 DCM으로 재결정하여 목적화합물 1-64-1 4.7g(70%)을 얻었다.
3) 화합물 1-64의 제조
화합물 1-64-1 8.9g(19.0mM), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 5.1g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/EtOH/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 1-64 8.7g(70%)을 얻었다.
상기 제조예 2에서 (9-페닐-9H-카바졸-3-일)보론산 대신 하기 표 2의 중간체 C를 사용하고 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 하기 표 2의 중간체 D를 사용한 것을 제외하고 제조예 2와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 B를 합성하였다.
[표 2]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000054
Figure PCTKR2016008189-appb-I000055
Figure PCTKR2016008189-appb-I000056
< 제조예 3> 화합물 2-2 합성
Figure PCTKR2016008189-appb-I000057
1) 화합물 2-2-2의 제조 (Ref 1)
2-브로모디벤조[b,d]티오펜 4.2g(15.8mM), 9-페닐-9H,9'H-3,3'-바이카바졸 6.5g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 2-2-2 7.9g(85%)을 얻었다.
2) 화합물 2-2-1의 제조
화합물 2-2-1 8.4g(14.3mmol)과 THF 100mL를 넣은 혼합 용액을 -78℃에서 2.5M n-BuLi 7.4mL(18.6mmol)을 적가하였고 실온에서 1시간 교반하였다. 반응 혼합물에 트리메틸 보레이트 4.8mL(42.9mmol)을 적가하였고 실온에서 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼크로마토 그래피(DCM:MeOH=100:3)으로 정제하였고 DCM으로 재결정하여 목적화합물 2-2-1 3.9g(70%)을 얻었다.
3) 화합물 2-2의 제조
화합물 2-2-1 6.7g(10.5mM), 아이오도벤젠 2.1g(10.5mM), Pd(PPh3)4 606mg(0.52mM), K2CO3 2.9g(21.0mM)를 톨루엔/EtOH/H2O 100/20/20 mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 2-2 4.9g(70%)을 얻었다.
< 제조예 4> 화합물 2-3 합성
화합물 2-2의 제조에서 아이오도벤젠 대신 4-아이오도-1,1'-바이페닐을 사용한 것을 제외하고 화합물 2-2의 제조와 동일한 방법으로 제조하여 목적화합물 2-3 (83%)을 얻었다.
< 제조예 5> 화합물 ref 2 합성
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1) 화합물 ref 2-2의 제조
2-브로모다이벤조퓨란 30.0g(121.4mM)과 THF 300mL를 넣은 혼합 용액을 -78℃에서 1.8M LDA 88.0mL(157.8mM)을 적가하였고 1시간 교반하였다. 반응 혼합물에 요오드 11.0g(42.9mmol)을 넣고 실온에서 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼크로마토 그래피(DCM)으로 정제하였고 MeOH로 재결정하여 목적화합물 ref 2-2 23.1g(51%)을 얻었다.
2) 화합물 ref 2-1의 제조
화합물 ref 2-2 3.9g(10.5mM), 페닐보론산 1.3g(10.5mM), Pd(PPh3)4 606mg(0.52mM), K2CO3 2.9g(21.0mM)를 톨루엔/EtOH/H2O 100/20/20 mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 ref 2-1 2.4g(70%)을 얻었다.
3) 화합물 ref 2의 제조
화합물 ref 2-1 5.1g(15.8mM), 9-페닐-9H,9'H-3,3'-바이카바졸 6.5g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적화합물 ref 2 8.7g(85%)을 얻었다.
< 제조예 6> ref 3의 제조
Figure PCTKR2016008189-appb-I000059
(3-(9H-카바졸-9-yl)페닐)보론산 5.5g(19.0mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 5.1g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/에탄올/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 목적 화합물 ref 3 6.3g(70%)을 얻었다.
< 제조예 7> 화합물 2-7 합성
상기 화합물 2-2의 제조에서 아이오도벤젠 대신 2-브로모-9,9-디메틸-9수소-플루오렌(2-bromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene)을 사용하여 화합물 2-7을 얻었다(수율 69%).
< 제조예 8> 화합물 2-9 합성
상기 화합물 2-2의 제조에서 아이오도벤젠 대신 2-브로모디벤조[b,d]티오펜(2-bromodibenzo[b,d]thiophene)을 사용하여 화합물 2-9를 얻었다(수율 72%).
< 제조예 9> 화합물 2-11 합성
상기 화합물 2-2의 제조에서 아이오도벤젠 대신 2-브로모디벤조[b,d]퓨란 (2-bromodibenzo[b,d]furan)을 사용하여 화합물 2-11을 얻었다(수율 68%).
< 제조예 10> 화합물 ref 4의 제조
Figure PCTKR2016008189-appb-I000060
(3-(9H-카바졸-9-yl)페닐)보론산 5.5g(19.0mmol), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 5.1g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/에탄올/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 4 6.3g(70%)을 얻었다.
< 제조예 11> 화합물 ref 5의 제조
Figure PCTKR2016008189-appb-I000061
(3-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)보론산 5.8g(19.0mM), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 5.1g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/에탄올/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 5 6.5g(70%)을 얻었다.
< 제조예 12> 화합물 ref 6의 합성
Figure PCTKR2016008189-appb-I000062
1) 화합물 ref 6-2의 제조
2-브로모디젠조[b,d]푸란 4.7g(19.0mM)과 THF 100mL를 넣은 혼합 용액을 -78℃에서 2.0M 리튬 디이소프로필 아민 11.4mL(22.8mM)을 적가하였고 -78℃에서 1시간 교반하였다. 반응 혼합물에 트리메틸 보레이트 4.8mL(42.9mM)을 적가하였고 실온에서 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼크로마토 그래피(DCM:MeOH=100:3)으로 정제하였고 DCM으로 재결정하여 화합물 ref 6-2 3.9g(70%)을 얻었다.
2) 화합물 ref 6-1의 제조
화합물 ref 6-2 5.5g(19.0mM), 2-브로모-4,6-디페닐피리미딘 5.9g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/에탄올/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 헥산으로 재결정하여 화합물 ref 6-1 6.3g(70%)을 얻었다.
3) 화합물 ref 6의 제조
화합물 ref 6-1 9.1g(19.0mM), 7,7-디메틸-5,7-디하이드로인데노[2,1-b]카바졸 4.5g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 6 9.1g(85%)을 얻었다.
< 제조예 13> 화합물 ref 7의 합성
Figure PCTKR2016008189-appb-I000063
1) 화합물 ref 7-2의 제조
4-브로모디벤조[b,d]티오펜 5.0g(19.0mM), 9H-카바졸 2.6g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 7-2 4.7g(85%)을 얻었다.
2) 화합물 ref 7-1의 제조
화합물 ref 7-2 5.0g(14.3mM)과 THF 100mL를 넣은 혼합 용액을 -78℃에서 2.5M n-BuLi 7.4mL(18.6mM)을 적가하였고 실온에서 1시간 교반하였다. 반응 혼합물에 트리메틸 보레이트 4.8mL(42.9mM)을 적가하였고 실온에서 2시간 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼크로마토 그래피(DCM:MeOH=100:3)으로 정제하였고 DCM으로 재결정하여 목적화합물 ref 7-1 3.9g(70%)을 얻었다.
3) 화합물 ref 7의 제조
화합물 ref 7-1 7.5g(19.0mM), 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 5.1g(19.0mM), Pd(PPh3)4 1.1g(0.95mM), K2CO3 5.2g(38.0mM)를 톨루엔/에탄올/H2O 100/20/20mL에 녹인 후 12시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피 (DCM:Hex=1:3)으로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 7 7.7g(70%)을 얻었다.
< 제조예 14> 화합물 ref 8의 합성
Figure PCTKR2016008189-appb-I000064
2-브로모디벤조[b,d]티오펜 5.0g(19.0mM), 7,7-디메틸-5,7-디하이드로인데노[2,1-b]카바졸 4.5g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 8 7.3g(85%)을 얻었다.
< 제조예 15> 화합물 ref 9의 합성
Figure PCTKR2016008189-appb-I000065
2-브로모디벤조[b,d]티오펜 4.2g(15.8mM), 9-페닐-9H,9'H-3,3'-바이카바졸 6.5g(15.8mM), CuI 3.0g(15.8mM), 트랜스-1,2-디아미노사이클로헥산 1.9mL(15.8mM), K3PO4 3.3g(31.6mM)를 1,4-옥산 100mL에 녹인 후 24시간 환류하였다. 반응이 완결된 후 실온에서 증류수와 DCM을 넣고 추출하였고 유기층은 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거하였다. 반응물은 컬럼 크로마토그래피(DCM:Hex=1:3)로 정제하였고 메탄올로 재결정하여 화합물 ref 9 7.9g(85%)을 얻었다.
상기 제조예들과 같은 방법으로 화합물을 제조하고, 그 합성확인결과를 하기 표 3 내지 표 23에 나타내었다.
[표 3]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000066
[표 4]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000067
[표 5]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000068
[표 6]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000069
[표 7]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000070
[표 8]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000071
[표 9]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000072
[표 10]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000073
[표 11]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000074
[표 12]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000075
[표 13]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000076
[표 14]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000077
[표 15]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000078
[표 16]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000079
[표 17]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000080
[표 18]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000081
[표 19]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000082
[표 20]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000083
[표 21]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000084
Figure PCTKR2016008189-appb-I000085
Figure PCTKR2016008189-appb-I000086
Figure PCTKR2016008189-appb-I000087
Figure PCTKR2016008189-appb-I000088
[표 22]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000089
Figure PCTKR2016008189-appb-I000090
[표 23]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000091
Figure PCTKR2016008189-appb-I000092
Figure PCTKR2016008189-appb-I000093
Figure PCTKR2016008189-appb-I000094
상기 표 21은 NMR 값이고, 표 22 및 23은 FD-질량분석계(FD-MS: Field desorption mass spectrometry)의 측정값이다.
도 4는 화합물 1-2의 363nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 화합물 1-2의 238nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 6은 화합물 1-2의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 화합물 1-11의 339nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 8은 화합물 1-11의 234nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 9는 화합물 1-11의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 10은 화합물 1-23의 241nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 11은 화합물 1-23의 241nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 12는 화합물 1-23의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 13은 화합물 1-27의 340nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 14는 화합물 1-27의 241nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 15는 화합물 1-27의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 16은 화합물 1-33의 291nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 17은 화합물 1-33의 239nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 18은 화합물 1-33의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 19는 화합물 1-39의 259nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 20은 화합물 1-39의 259nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 21은 화합물 1-39의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 22는 화합물 1-41의 260nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 23은 화합물 1-41의 260nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 24는 화합물 1-41의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 25는 화합물 1-65의 361nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 26은 화합물 1-65의 235nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 27은 화합물 1-65의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 28은 화합물 1-66의 360nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 29는 화합물 1-66의 307nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 30은 화합물 1-66의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 31은 화합물 1-67의 361nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 32는 화합물 1-67의 266nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 33은 화합물 1-67의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 34는 화합물 1-69의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 35는 화합물 1-69의 308nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 36은 화합물 1-69의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 37은 화합물 1-70의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 38은 화합물 1-70의 267nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 39는 화합물 1-70의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 40은 화합물 1-71의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 41는 화합물 1-71의 241nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 42는 화합물 1-71의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 43은 화합물 1-78의 361nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 44는 화합물 1-78의 263nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 45는 화합물 1-78의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 46은 화합물 1-82의 344nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 47은 화합물 1-82의 307nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 48은 화합물 1-82의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 49는 화합물 1-84의 363nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 50는 화합물 1-84의 298nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 51은 화합물 1-84의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 52는 화합물 1-99의 355nm 파장에서의 LTPL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 53은 화합물 1-99의 355nm 파장에서의 PL 측정 그래프를 나타낸 것이다.
도 54는 화합물 1-99의 UV 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
<실험예>
<실험예 1>
1) 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 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 24에 기재된 화합물, 녹색 인광 도펀트로 Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium)을 사용하여 호스트에 Ir(ppy)3를 7% 도핑하여 400Å 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 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.
2) 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율
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 24와 같다.
[표 24]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000095
Figure PCTKR2016008189-appb-I000096
Figure PCTKR2016008189-appb-I000097
상기 표 24의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 발광층 재료를 이용한 유기 전계 발광 소자는 비교예 1 내지 7에 비해 구동 전압이 낮고, 발광효율이 향상되었을 뿐만 아니라 수명도 현저히 개선되었다.
한편, 비교예 2와 같이 카바졸과 트리아진 사이에 페닐렌이 위치한 경우에는, LUMO 영역의 전자를 안정화시키지 못하여 수명이 저하된다. 또한, 비교예 3과 같이 카바졸이 없는 경우에는, 정공이동도가 떨어져 발광층에서 정공과 전자의 균형이 깨져 수명이 저하된다. 또한, 비교예 4와 같이 디벤조푸란이 포함된 화합물의 경우에는, LUMO 영역의 전자를 안정화시키지 못하여 수명이 저하된다. 또한, 비교예 5와 같이 디벤조티오펜의 2, 6번 위치에 치환기가 결합된 경우에는, 발광층에서 정공과 전자의 균형이 깨져서 수명이 저하된다. 또한, 비교예 6 및 7과 같이, 본 발명의 화학식 1의 Ar1 위치에 적어도 하나의 N을 포함하는 헤테로아릴기가 결합되지 않는 경우에는, 전자를 안정화시키는 치환기가 없기에 발광층에서 정공과 전자의 균형이 깨져 효율이나 수명이 저하되는 결과를 얻었다.
<실험예 2> 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 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 화학식 1에 기재된 화합물 한 종과 화학식 2에 기재된 화합물 한 종을 각각의 개별적인 공급원에서 400Å 증착하였고 녹색 인광 도펀트는 Ir(ppy)3를 7% 도핑하여 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 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.
<실험예 3> 유기 발광 소자의 제작
1,500Å의 두께로 ITO가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV 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 화학식 1에 기재된 화합물 한 종과 화학식 2에 기재된 화합물 한 종을 예비 혼합 후 하나의 공원에서 400Å 증착하였고 녹색 인광 도펀트는 Ir(ppy)3를 7% 도핑하여 증착하였다. 이후 정공 저지층으로 BCP를 60Å 증착하였으며, 그 위에 전자 수송층으로 Alq3 를 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.
상기 실험예 2 및 실험예 3에 따른 유기 전계 발광 소자의 구동 전압 및 발광 효율은 하기와 같다.
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 25 내지 27과 같다. 참고로 표 25는 실험예 2의 두 개의 호스트 화합물을 개별적인 공급원으로 동시 증착한 예이고, 표 26은 실험예 3의 두 개의 발광층 화합물을 예비혼합 후 하나의 공급원으로 증착한 예이며, 표 27은 실험예 2에서 단일 호스트 물질을 적용한 예이다.
[Ref 1]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000098
[Ref 2]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000099
[Ref 3]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000100
[표 25]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000101
Figure PCTKR2016008189-appb-I000102
Figure PCTKR2016008189-appb-I000103
[표 26]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000105
Figure PCTKR2016008189-appb-I000106
[표 27]
Figure PCTKR2016008189-appb-I000107
본 발명의 유기 발광 소자는 호스트와 인광 도판트를 사용하는 발광층을 포함하고, 상기 호스트는 두 가지 이상의 화합물이 혼합된 호스트 화합물(p-n type)로 구성됨으로써, 종래의 단일 화합물로 이루어진 호스트 화합물을 포함하는 유기 발광 소자보다 우수한 수명 특성을 갖는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 p-n type 호스트 경우 호스트의 비율을 조절하여 발광 특성을 증가시킬 수 있는 장점이 있는데, 이것은 정공 이동도가 좋은 P 호스트와, 전자 이동도가 좋은 n 호스트의 적절한 조합으로 이룰수 있는 결과이다.
또한, 본 발명에서는 복수 종의 화합물로 이루어진 발광 호스트는 화합물을 예비 혼합한 후, 하나의 증착 공급원으로 형성하여 증착하였다. 이 때, 여러 번의 증착을 시행하지 않으므로 박막의 균일함 및 박막 특성을 개선시킬 수 있으며, 공정과정을 간소화시키고 비용을 감소시키며 효율 및 수명이 개선된 소자를 형성할 수 있다.

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000108
    상기 화학식 1에서,
    L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
    Ar1은 치환 또는 비치환되고, 적어도 하나의 N을 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    Ar2는 하기 화학식 3 및 4 중 어느 하나로 표시되며,
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000109
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000110
    상기 화학식 3 및 4에서,
    Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 방향족 헤테로고리이고,
    R1 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
    R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 구조식 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000111
    상기 구조식에서 X1 내지 X6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 NR, S, O 또는 CR'R" 이고,
    R8 내지 R14는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
    R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    m은 0 내지 8의 정수이고, n, o, p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 구조식 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000112
    상기 구조식에서 X7 및 X8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 NR, S, O 또는 CR'R" 이고,
    R15 내지 R18은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
    R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    t는 0 내지 7의 정수이다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 5 내지 10 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000113
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000114
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000115
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000116
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000117
    [화학식 10]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000118
    상기 화학식 5 내지 10에서,
    R1 내지 R6, L1, 및 Ar1의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고,
    X1, X4 및 X5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 NR, S, O 또는 CR'R" 이고,
    R8, R9, R12, R13 및 R16은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
    R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    m은 0 내지 8의 정수이고, n, q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이며, t는 0 내지 7의 정수이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 구조식의 R8 내지 R14는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 구조식의 R5 내지 R18은 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 헤테로고리 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000119
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000120
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000121
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000122
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000123
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000124
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000125
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000126
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000127
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000128
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000129
  9. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상이 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 정공 저지층, 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 한 층을 포함하고, 상기 정공 저지층, 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 한 층이 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 및 정공 주입 및 정공 수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상의 층을 포함하고, 상기 층 중 하나의 층이 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 유기물층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000130
    상기 화학식 2에서,
    R1' 내지 R4'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
    L1'은 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
    Ar1'은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, S 및 O 중 적어도 하나를 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    Ar2'는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    m', p' 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
    n'은 0 내지 2의 정수이다.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 11 내지 22 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    [화학식 11]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000131
    [화학식 12]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000132
    [화학식 13]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000133
    [화학식 14]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000134
    [화학식 15]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000135
    [화학식 16]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000136
    [화학식 17]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000137
    [화학식 18]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000138
    [화학식 19]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000139
    [화학식 20]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000140
    [화학식 21]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000141
    [화학식 22]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000142
    상기 화학식 11 내지 22에서, L1, Ar1, Ar2, R1 내지 R4, m, n, p, 및 q의 정의는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000143
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000144
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000145
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000146
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000147
  16. 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물, 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000148
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000149
    상기 화학식 1 및 2에서,
    L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
    Ar1은 치환 또는 비치환되고, 적어도 하나의 N을 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    Ar2는 하기 화학식 3 및 4 중 어느 하나로 표시되며,
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000150
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2016008189-appb-I000151
    Y1 내지 Y4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 방향족 탄화수소 고리; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 방향족 헤테로고리이고,
    R1 내지 R7, 및 R1' 내지 R4'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 알키닐기; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기; -SiRR'R"; -P(=O)RR'; 및 C1 내지 C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기, 또는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 서로 인접하는 2 이상의 기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 탄화수소 고리를 형성하며,
    L1'은 직접결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌기이고,
    Ar1'은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환되고, S 및 O 중 적어도 하나를 포함하는 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이며,
    Ar2'는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    R, R' 및 R"는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; -CN; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C60의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C60의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기이고,
    m', p' 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
    n'은 0 내지 2의 정수이다.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물 : 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중량비는 1 : 10 내지 10 : 1인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물.
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