KR101434632B1 - 아릴아민 화합물 및 전자 장치 - Google Patents

아릴아민 화합물 및 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101434632B1
KR101434632B1 KR1020097011504A KR20097011504A KR101434632B1 KR 101434632 B1 KR101434632 B1 KR 101434632B1 KR 1020097011504 A KR1020097011504 A KR 1020097011504A KR 20097011504 A KR20097011504 A KR 20097011504A KR 101434632 B1 KR101434632 B1 KR 101434632B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
transport layer
group
compound
cathode
Prior art date
Application number
KR1020097011504A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090097862A (ko
Inventor
즈희쿠안 첸
창구아 즈헨
Original Assignee
에이전시 포 사이언스, 테크놀로지 앤드 리서치
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이전시 포 사이언스, 테크놀로지 앤드 리서치 filed Critical 에이전시 포 사이언스, 테크놀로지 앤드 리서치
Publication of KR20090097862A publication Critical patent/KR20090097862A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101434632B1 publication Critical patent/KR101434632B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • 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
    • C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H01L31/022475—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of indium tin oxide [ITO]
    • 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
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • 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]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • 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]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • 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]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • 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
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • 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
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • 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
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • 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
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • 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
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • 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
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • 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]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • 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]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • 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]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

전도성 유기 아릴아민 화합물이 제공된다. 상기 화합물은 막(film)으로 제조될 수 있으며, 이러한 막은 유기 발광 장치에서 정공 전달층, 방출층 또는 전자 전달층으로 사용될 수 있다.

Description

아릴아민 화합물 및 전자 장치{ARYLAMINE COMPOUNDS AND ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 일반적으로 전도성 유기 화합물, 특히 전장발광(electroluminescent) 유기 화합물 및 이러한 화합물을 함유하는 전자 장치에 관한 것이다.
전장발광 유기 물질은 공역 폴리머 및 유기 소분자의 2가지 카테고리로 분류될 수 있다.
폴리머성 전장발광 유기 물질은 폴리(1,4-페닐렌비닐렌), 폴리플루오렌 및 그 유도체를 포함한다. 전장발광 폴리머는 전장발광 유기 물질을 함유하는 전자 장치를 제조함에 있어서 상대적으로 비용 효과적인 방법인 그 용액 가공성 때문에 매력적이다.
그러나, 폴리머성 발광 물질은 종종 폴리머 골격(backbone)에서의 일정량의 구조적 결함, 중합 동안에 제조된 부산물, 및 폴리머 사슬 위에 남아 있는 말단기를 함유하고 있기 때문에 고순도를 얻기가 어렵다. 폴리머 제조시의 이러한 불순 물 및/또는 결함 모두는 폴리머성 전장발광 유기 물질을 함유하는 전자 장치의 효율 및 수명에 영향을 미칠 수 있다.
소분자는 발광 물질의 다른 카테고리를 나타내며, 방출자 또는 전하 전달 물질로서 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 유기 발광 장치에 널리 사용되어 왔다. 승화 또는 재결정 공정과 같은 정제 공정을 사용함으로써 매우 정제된 소분자 발광 물질을 제조할 수 있으며, 이는 발광 폴리머에 비해 이점을 제공한다.
그러나, 소분자를 함유하는 장치는 전형적으로 비용-효율적이지 않은 경향이 있고, 대량 생산용으로는 바람직하지 않을 수 있는 진공 증착 기술을 이용하여 가공된다. 일반적으로, 용액 가공은 저비용 기술이고, 대량 및 고속 생산용으로 보다 적합하며, 또한 큰 디스플레이용으로 요구되는 큰 필름의 제조에 보다 적합할 수 있다.
다층 장치가 알려져 있으며, 전형적으로 정공 전달층, 방출층 및 전자 전달층으로 구성되고, 정공 주입층 및/또는 전자 주입층을 포함할 수도 있다.
그러나, 폴리머 및 소분자 모두를 포함하여 현재의 많은 유기 발광 물질은 전형적으로 전하 전달 특성의 불균형을 갖는다. 일반적으로, 발광 물질은 정공 또는 전자 중 어느 하나의 전하 운반체만을 전도할 수 있고, 전형적으로는 양쪽 모두를 전도할 수는 없다. 예를 들면, 폴리(1,4-페닐렌비닐렌) 또는 알콕시-치환 폴리(1,4-페닐렌비닐렌)은 좋은 정공 전달체인 반면, 트리스-(8-히드록시퀴놀린) 알루미늄(Ⅲ)(Alq3)은 전자 전달체이다. OLED 장치에서의 전하 전달의 불균형은 낮은 장치 효율로 나타난다.
장치에서의 전하 전달체의 균형을 맞추기 위한 한 해결책은 전자 전달 세그먼트(segment) 및 정공 전달 세그먼트 양쪽을 하나의 구조로 화합하여 2극성 물질을 구성하는 것이다; 상기 2개의 세그먼트는 골격에서 함께 연결되거나, 상기 골격에 별도로 부착된다.
이러한 2극성 물질의 일부가 개발되어 있지만, 지금까지 이러한 물질에 기초하여 보고된 장치의 성능은 여전히 만족스럽지 않다.
따라서, 전장발광 장치에서 유기 발광층으로 사용될 수 있는 새로운 물질에 대한 필요성이 존재한다.
한 측면에서, 식 (Ⅰ)의 화합물이 제공된다.
Figure 112009033710513-pct00001
상기에서,
Ar1, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 아릴렌; 헤테로아릴렌; 아릴렌 비닐렌; 헤테로아릴렌 비닐렌; 아릴렌 에티닐렌; 또는 헤테로아릴렌 에티닐렌이고, 선택적으로는 하나 이상의 분지되거나 분지되지 않은 알킬, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알킬, 분지되거나 분지되지 않은 알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 알콕시, 아릴 및 헤테로아릴로 치환되며;
Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 아릴렌; 헤테로아릴렌; 아릴렌 비닐렌; 헤테로아릴렌 비닐렌; 아릴렌 에티닐렌; 또는 헤테로아릴렌 에티닐렌이고, 선택적으로는 하나 이상의 분지되거나 분지되지 않은 알킬, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알킬, 분지되거나 분지되지 않은 알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 알콕시, 아릴 및 헤테로아릴로 치환되며;
Ar6 및 Ar7은 각각 독립적으로 아릴렌; 헤테로아릴렌; 아릴렌 비닐렌; 헤테로아릴렌 비닐렌; 아릴렌 에티닐렌; 또는 헤테로아릴렌 에티닐렌이고, 선택적으로는 하나 이상의 분지되거나 분지되지 않은 알킬, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알킬, 분지되거나 분지되지 않은 알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 알콕시, 아릴 및 헤테로아릴로 치환되며, Ar6 및 Ar7 중 적어도 하나는 전자 끄는(electron withdrawing) Ar 기이고, 하나 이상의 전자 끄는 치환체로 치환되며, 또는 하나 이상의 전자 끄는 치환체로 치환된 전자 끄는 Ar 기이고; 및
m, n, p, r, s, x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다.
식 (Ⅰ)의 화합물의 구현예는 전장발광이고, 이는 유기 전장발광 장치에서 유기층으로서 유용하며, 방출층, 전하 주입층, 전하 전달층 또는 정공 차폐층을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
편리하게는, 상기 화합물은 정공 전달 세그먼트 및 전자 전달 세그먼터 양쪽으로 이루어지고, 이들 세그먼트는 화합하여 2극성 전달 기능성을 갖는 화합물을 제공한다. 마찬가지로, 상기 화합물은 용액 가공될 수 있고, 상대적으로 높은 정도로 즉시 정제될 수 있다.
따라서, 다른 측면에서, 본 명세서에서 개시된 것과 같은 화합물을 포함하는 박막이 제공된다.
다른 측면에서, 애노드(anode), 캐소드(cathode) 및 본 명세서에서 개시된 것과 같은 박막을 포함하고, 상기 박막은 상기 애노드와 캐소드 사이에 배치된 장치가 제공된다.
또 다른 측면에서, 애노드; 본 명세서에서 개시된 것과 같은 화합물을 포함하고, 상기 애노드 위에 배치된 방출층; 및 상기 방출층 위에 배치된 캐소드를 포함하는 장치가 제공된다.
다른 측면에서, 애노드, 상기 애노드 위에 배치된 정공 전달층; 상기 정공 전달층 위에 배치된 방출층; 상기 방출층 위에 배치된 전자 전달층; 및 상기 전자 전달층 위에 배치된 캐소드를 포함하고; 상기 정공 전달층, 방출층 및 전자 전달층 중 적어도 하나는 본 명세서에서 개시된 것과 같은 화합물을 포함하는 장치가 제공된다.
또 다른 측면에서, 애노드; 상기 애노드 위에 배치된 정공 주입층; 상기 정공 주입층 위에 배치된 정공 전달층; 상기 정공 전달층 위에 배치된 방출층; 상기 방출층 위에 배치된 전자 전달층; 및 상기 전자 전달층 위에 배치된 정공 차폐층; 상기 정공 차폐층 위에 배치된 전자 주입층; 상기 전자 주입층 위에 배치된 캐소드를 포함하고; 상기 정공 전달층, 방출층 또는 전자 전달층 중 적어도 하나는 본 명세서에서 개시된 것과 같은 화합물을 포함하는 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 측면 및 특징은 다음의 본 발명의 특정 구현예의 설명과 이에 따른 도면을 함께 검토함으로써 기술분야의 당업자에게 명확하게 될 것이다.
본 명세서에서 개시된 식 (Ⅰ)의 화합물의 구현예는 전장발광이며, 이는 상기 화합물이 이를 통해 전류가 통과할 때 빛을 방출한다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 화합물은 유기 전자 장치에서 전하 전달층 또는 발광층으로 작용하기에 매우 적합하다.
어떤 유기 화합물은 분자 내에서 파이(pi) 결합의 광대한 시스템이 포함되어 있기 때문에 전하를 전도할 수 있다. 즉, 폴리아릴렌 화합물 또는 폴리아릴렌비닐렌 화합물(예컨대, 폴리(페닐렌비닐렌))과 같이 파이 시스템으로 연결 또는 공역된 화합물은 상기 분자의 길이로 중첩 및 연장된 파이 분자 궤도 세트를 갖는다. 상기 연장된 파이 분자 궤도는, 채워져 있지 않거나 또는 부분적으로만 전자로 채워져 있으면, 상기 분자가 전압 바이어스(bias) 하에 놓여질 때 상기 분자를 가로질러 추가로 전자를 전달하기 위한 분자를 가로지르는 채널을 제공한다. 몇 가지 이러한 연장된 파이 궤도가 전도성 유기 화합물을 가로질러 형성될 수 있고, 각각은 다른 구조 및 에너지 레벨을 갖는다. 가장 낮은 에너지 레벨을 갖는 분자 궤도는 종종 여분의 전자를 전달하기 위한 효과적인 통로이다.
상기 화합물이 발광하기 위하여, 전자가 상기 분자를 가로질러 전달될 때, 하나 이상의 전자는 채워진 또는 부분적으로 채워진 고에너지 궤도로부터 채워지지 않은 또는 부분적으로 채워진 저에너지 궤도로 이동하여야 한다. 만일, 고에너지 상태에서 저에너지 상태로 통과할 때 전자에 의해 방출된 에너지가 가시광 스펙트럼 내에 있다면, 상기 분자는 빛을 방출하는 것으로 보인다.
간략하게, 정공이 전도성 유기 분자 내로 주입되면 상기 분자는 양으로 대전되고, 반대로 이러한 분자 내로 전자가 주입되면 음으로 대전된다. 대전된 분자는 인접한 분자로부터 반대 전하를 얻을 수 있고, 결과적으로 상기 전도성 유기 분자를 함유하는 조성(composition) 내에 전하를 전달하게 된다. 주입된 전자 및 정공은 상기 방출층 내에서 재화합되어 여기자(exciton)로 불리는 결합된 전자/정공 쌍을 형성할 수 있고, 상기 여기자는 여기 상태에서 저에너지 상태로 돌아갈 때 에너지를 방출할 수 있다. 방출된 에너지의 파장에 따라, 상기 에너지는 자외선 또는 가시광선으로 방출될 수 있다.
상기 개시된 화합물은 유기 폴리머와 비교할 때 상대적으로 작은 분자이며, 제조 후, 예를 들면, 칼럼 크로마토그래피 또는 용액으로부터의 결정화에 의해 상대적으로 높은 정도로 즉시 정제될 수 있고, 결과적으로 미반응 출발 시약 및 중간체가 상대적으로 자유롭고, 폴리머보다 더 높은 순도의 최종 화합물이 된다. 따라서, 유기 전자 장치에서 전하 전달 또는 발광층으로 상기 화합물을 포함시키면, 결과적으로 더 긴 수명을 갖고 전하 전달 측면에서 보다 효과적인 장치가 될 수 있다.
본 화합물은 전자 전달 및 정공 전달 영역 모두를 가지며, 따라서 전하 전달의 측면에서 2극성이다. 결과적으로, 상기 화합물은 균형잡힌 전하 전달 특성을 가지며, 따라서 OLED와 같은 유기 발광 장치에 포함되기에 특히 적합하다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 화합물은 상기 화합물의 방출 파장을 조절하도록 디자인 및 선택될 수 있는 세그먼트를 함유한다(도 1에서 A로 표시됨). Ar7, Ar3, Ar2 및 Ar6로 정의된 상기 세그먼트는 Ar 기의 성질, Ar 기의 수, 및 하나 이상의 상기 Ar 기에 부착된 임의의 치환체의 성질에 있어서 다양할 수 있다. 이들 인자 각각은 식 (Ⅰ)의 특정한 화합물의 방출 파장을 결정하는데 도움을 준다.
마찬가지로, 식 (Ⅰ)의 화합물은 함유된 하나 이상의 전자 끄는 기를 가져서 상기 화합물에 전자 전달 특성을 제공한다. Ar6 및 Ar7 중 적어도 하나 및 선택적으로는 Ar2 및 Ar3 중 하나 이상은 전자 끄는 기이거나, 전자 끄는 치환체로 치환된다. 하나 이상의 전자 끄는 기를 함유하면 발광층에서 전자 주입 및 전달을 개선하고, 이는 상기 화합물을 함유하는 유기 발광 장치의 장치 효율을 개선할 수 있다.
상기 화합물은 또한 3개의 Ar 기, Ar1, Ar2 및 Ar3(그 위치는 도 1에 C로 표시되어 있음)로 치환된 중앙의 3차 질소를 갖는다. 상기 중앙의 질소에 부착된 3개의 Ar 기 중에서, 적어도 Ar1은 다른 질소 원자에 추가로 연결된다. 이러한 디자인은 상기 화합물의 최고 점유 분자 궤도(highest occupied molecular orbital, HOMO)의 에너지 레벨을 증가시키는 것을 도와주며, 따라서 상기 화합물의 정공 주입 및 정공 전달 특성을 촉진시킨다. 마찬가지로, 상기 디자인은 결과적으로 상기 식 (Ⅰ)의 화합물을 함유하는 전자 장치에 대한 턴온(turn-on) 전압 및 작동 전압을 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 화합물은 식 (Ⅰ)로 표시되며, 아래에 설명된다.
식 (Ⅰ)의 배경(context) 및 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "아릴렌"기는 방향족 화합물에서 2개의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 2가의 방향족 라디칼이다. 방향족 화합물은 4n+2 파이 전자를 갖는 환형 화합물로서, n은 0 이상의 정수이다. 특정 구현예에서, 상기 아릴렌기는 5 내지 100개의 골격 탄소 원자, 5 내지 60개의 골격 탄소 원자, 5 내지 50개의 골격 탄소 원자, 5 내지 30개의 골격 탄소 원자, 또는 5 내지 20개의 탄소 원자를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 "아릴"기는 방향족 화합물에서 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도되는 1가의 방향족 라디칼이다. 방향족 화합물은 4n+2 파이 전자를 갖는 환형 화합물로서, n은 0 이상의 정수이다. 특정 구현예에서, 상기 아릴기는 5 내지 100개의 골격 탄소 원자, 5 내지 60개의 골격 탄소 원자, 5 내지 50개의 골격 탄소 원자, 5 내지 30개의 골격 탄소 원자, 또는 5 내지 20개의 탄소 원자를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "헤테로아릴렌"기는 하나 이상의 골격 탄소 원자가 N, O, S, Si 또는 P를 포함하는 헤테로 원자로 교체된 아릴렌기이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 "헤테로아릴"기는 하나 이상의 골격 탄소 원자가 N, O, S, Si 또는 P를 포함하는 헤테로 원자로 교체된 아릴기이다.
특정한 Ar 기가 아릴렌 또는 헤테로아릴렌기를 포함하지만 이러한 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이 분자의 말단에서 발생하고 1가인 것으로 나타나면, 상기 특정한 기는 아릴 또는 헤테로아릴일 것임이 인식될 것이다. 예를 들면, Ar6이 아릴렌 또는 헤테로아릴렌기를 포함하고 s가 2인 것으로 나타나면, (Ar6)s 내의 말단의 Ar6 기는 아릴 또는 헤테로아릴기를 포함할 것이지만(결합되어 있지 않거나 또는 다른 Ar 기에 결합되어 있으면), 말단에서 2번째 Ar6 기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌기를 포함할 것이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "비닐렌"기는 식 -CH=CH-로 표시되는 2가의 라디칼이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "에티닐렌"기는 식 -C≡C-로 표시되는 2가의 라디칼이다.
따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 기호 "Ar"은 일반적으로 아릴기, 아릴렌기, 헤테로아릴기, 헤테로아릴렌기, 아릴기 및 인접한 비닐렌기("아릴 비닐렌"), 헤테로아릴렌기 및 인접한 비닐렌기("아릴렌 비닐렌"), 헤테로아릴기 및 인접한 비닐렌기("헤테로아릴 비닐렌"), 헤테로아릴렌 및 인접한 비닐렌기("헤테로아릴렌 비닐렌"), 아릴기 및 인접한 에티닐렌기("아릴 에티닐렌"), 아릴렌기 및 인접한 에티닐렌기("아릴렌 에티닐렌"), 헤테로아릴기 및 인접한 에티닐렌기("헤테로아릴 에티닐렌"), 또는 헤테로아릴렌기 및 인접한 에티닐렌기("헤테로아릴렌 에티닐렌")를 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "알킬"기는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 분지되거나 분지되지 않은 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 유사하게, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "알킬렌"기는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 분지되거나 분지되지 않은 2가의 탄화수소기를 나타낸다. 알케닐 및 알케닐렌은 각각 하나 이상의 2중 결합을 함유하는 1가 및 2가의 탄화수소 라디칼을 나타내는 용어이고, 알키닐 및 알키닐렌은 각각 하나 이상의 3중 결합을 함유하는 1가 및 2가의 탄화수소 라디칼을 나타내는 용어임의 이해될 것이다.
따라서, 한 측면에서, 식 (Ⅰ)의 화합물이 제공된다.
Figure 112009033710513-pct00002
상기 식 (Ⅰ)에서, Ar1, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 아릴렌기; 헤테로아릴렌기; 아릴렌 비닐렌기; 헤테로아릴렌 비닐렌기; 아릴렌 에티닐렌기; 또는 헤테로아릴렌 에티닐렌기이고; 이들 중 임의의 것은 하나 이상의 분지되거나 분지되지 않은 알킬, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알킬, 분지되거나 분지되지 않은 알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 알콕시, 아릴 및 헤테로아릴로 추가로 치환될 수 있다.
선택적으로는, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 독립적으로 하나 이상의 전자 끄는 치환체로 치환될 수 있다. "전자 끄는 치환체"는 치환된 기의 골격으로부터 멀리 치환체 방향으로 전자를 끌어서, 상기 치환체 또는 그 근처에 전자-풍부 영역을 생성하는 경향을 갖는 치환체이다. 전자 끄는 치환체는 할로, 퍼플루오로알킬, 카르보닐, 카르복실, 시아노, 암모니오, 니트로, 티오닐, 설포닐, 산소를 통해 상기 골격에 결합된 아미도, 피리디늄, 포스포늄, 피리딜, 티아졸릴, 옥사디아졸릴 및 트리아졸릴기를 포함한다.
특정 구현예에서, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 9,9-디알킬플루오레닐렌을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 9,9-디알킬플루오레닐렌은 9,9-디헥실플루오레닐렌이다. 다른 특정 구현예에서, Ar2 및 Ar3은 각각 9,9-디알킬플루오레닐렌을 포함한다. 또 다른 특정 구현예에서, Ar2 및 Ar3은 각각 9,9-디헥실플루오레닐렌을 포함한다. 또 다른 특정 구현예에서, Ar2 및 Ar3은 각각 9,9-디헥실플루오레닐렌이다.
특정 구현예에서, Ar1은 페닐렌이다.
Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 아릴렌기; 헤테로아릴렌기; 아릴렌 비닐렌기; 헤테로아릴렌 비닐렌기; 아릴렌 에티닐렌기; 또는 헤테로아릴렌 에티닐렌기이고; 이들 중 임의의 것은 하나 이상의 분지되거나 분지되지 않은 알킬, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알킬, 분지되거나 분지되지 않은 알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 알콕시, 아릴 및 헤테로아릴로 추가로 치환될 수 있다. 전술한 바와 같이, Ar4 및 Ar5 내의 말단 Ar 기에 있어서, 상기 말단 Ar 기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌과는 대조적으로 아릴 또는 헤테로아릴기를 포함할 것이다.
아울러, 선택적으로는 Ar1, Ar4 및 Ar5 중 하나 이상은 독립적으로 하나 이상의 알킬티오, 아미노, 히드록시, 질소를 통해 골격에 연결된 아미도, 산소를 통해 골격에 연결된 카르복시, 페닐, 나프틸, 티에닐, 푸릴, 피롤릴 및 카르바졸릴로 치환될 수 있다.
특정 구현예에서, Ar4 및 Ar5 중 적어도 하나는 페닐이다. 다른 특정한 구현에에서, Ar4 및 Ar5는 각각 페닐이다.
아울러, 선택적으로는 Ar1 및 Ar2; Ar1 및 Ar3; Ar2 및 Ar3; Ar4 및 Ar5; Ar1 및 Ar4; 및 Ar1 및 Ar5 쌍 중 하나 이상은 각 쌍의 2개의 Ar 기 사이에 단일 결합을 통해, 또는 연결기로서 O, S, Si, 분지되거나 분지되지 않은, 치환되거나 치환되지 않은 알킬렌, 분지되거나 분지되지 않은, 치환되거나 치환되지 않은 알케닐렌, 분지되거나 분지되지 않은, 치환되거나 치환되지 않은 알키닐렌을 포함하는 결합기를 통해 연결될 수 있다. 따라서, 예를 들면, Ar4 또는 Ar5가 다른 Ar 기에 연결되어 있으면, 상기 특정한 Ar4 또는 Ar5는 1가라기 보다는 2가 기일 것임이 인식될 것이다. 예를 들면, Ar4가 결합기에 의해 Ar1에 연결되면, Ar4는, 예를 들면, 아릴기라기보다는 아릴렌기일 것이다. 또한, m, n, p, r, s, x 또는 y 중 임의의 것이 1 이상이면, 상기 결합은 2개의 가능한 Ar 기 중 임의의 것 사이에 발생할 것임이 인식될 것이다. 예를 들면, Ar1 및 Ar2가 결합되고, p 및 n이 모두 2이면, Ar1 기들 중 하나는 Ar2 기들 중 하나에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 하나 이상의 Ar1 기가 하나 이상의 Ar2 기에 결합될 수 있는 것도 가능하다.
특정 구현예에서, Ar4 및 Ar5는 단일 결합에 의해 서로 연결된다. 특정한 구현예에서, Ar4 및 Ar5은 각각 페닐렌이고, Ar4 및 Ar5는 단일 결합에 의해 서로 연결된다.
Ar6 및 Ar7은 각각 독립적으로 아릴렌기; 헤테로아릴렌기; 아릴렌 비닐렌기; 헤테로아릴렌 비닐렌기; 아릴렌 에티닐렌기; 또는 헤테로아릴렌 에티닐렌기이고; 이들 중 임의의 것은 하나 이상의 분지되거나 분지되지 않은 알킬, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알킬, 분지되거나 분지되지 않은 알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알케닐, 분지되거나 분지되지 않은 알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 헤테로알키닐, 분지되거나 분지되지 않은 알콕시, 아릴 및 헤테로아릴로 치환될 수 있다. 전술한 바와 같이, Ar6 및 Ar7 내의 말단 Ar 기에 있어서, 상기 말단 Ar 기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌과는 대조적으로 아릴 또는 헤테로아릴기를 포함할 것이다.
추가로, Ar6 및 Ar7 중 적어도 하나는 전자 끄는 Ar 기이거나 및/또는 하나 이상의 전자 끄는 치환체로 치환된다.
"전자 끄는 Ar 기"는 전자-결핍 Ar 기 또는 하나 이상의 전자 끄는 치환체로 치환되어 그 골격을 따라 인접한 Ar 기로부터 전자를 수용하거나 당기는 경향을 갖는 Ar 기를 나타낸다. 예를 들면, 피리딜렌, 티아졸릴렌, 옥사디아졸릴렌 및 트리아졸릴렌은 전자-결핍 Ar 기이다. 전자 끄는 치환체는 할로, 퍼플루오로알킬, 카르보닐, 카르복실, 시아노, 암모니오, 니트로, 티오닐, 설포닐, 산소를 통해 상기 골격에 결합된 아미도, 피리디늄, 포스포늄, 피리딜, 티아졸릴, 옥사디아졸릴 및 트리아졸릴기를 포함한다.
전자 끄는 Ar 기가 이웃하는 Ar 기로부터 전자를 끄는 능력은, Si 반도체에서 사용되는 n-타입 물질과 유사하게, 전자 끄는 Ar 기를 전자를 끌지 않는 이웃하는 Ar 기보다 더 전자-밀도가 높게 만들어서, 전자를 더 잘 전달할 수 있도록 하는 경향이 있다. 일반적으로, 전자 끄는 기는 상기 골격에 인접하게 양성(positive) 또는 델타-양성 영역을 생성하여 상기 골격으로부터 치환체 방향으로 전자를 끄는 기이다.
특정 구현예에서, Ar6 및 Ar7 중 적어도 하나는 하나 이상의 전자 끄는 치환체로 치환되고, 전자 끄는 치환체는 할로, 퍼플루오로알킬, 카르보닐, 카르복실, 시아노, 암모니오, 니트로, 티오닐, 설포닐, 산소를 통해 상기 골격에 결합된 아미도, 피리디늄, 포스포늄, 피리딜, 티아졸릴, 옥사디아졸릴 및 트리아졸릴기를 포함한다.
특정 구현예에서, Ar6 및 Ar7 중 적어도 하나는, R, R', R" 및 R"'이 각각 독립적으로 할로, 시아노, 니트로, 카르보닐, 티오닐, 설포닐, 알킬, 퍼플루오로알킬, 알콕시, 아릴, 아릴렌 비닐렌, 또는 아릴렌 에티닐렌이고, q는 0 내지 6의 정수인, 하나 이상의 다음의 Ar 기이다.
이하의 특정한 Ar 기는 1가 또는 2가인 것으로 묘사되어 있지만, 기들 중 임의의 것은 전술한 바와 같이 화합물 내에서 Ar 기가 발생하는 배경에 따라 1가 또는 2가일 수 있음이 인식될 것이다. 마찬가지로, 특정한 화합물은, 원자에서 또는 결합을 가로질러 Ar 기 고리의 중앙에 들어갈 때, 상기 기를 상기 화합물의 남아있는 영역으로 당기는 결합을 갖는 것으로 묘사된다. 이러한 묘사는 특정한 Ar 기가 상기 고리의 임의의 이용가능한 위치에서의 결합에 의해 상기 화합물의 남아있는 부위에 부착될 수 있음을 나타내기 위한 의도인 것임이 인식될 것이다.
Figure 112009033710513-pct00003
m, n, p, r, s, x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다. 예컨대, m, n, p, r, s, x 및 y는, 예를 들면, 1 내지 15, 1 내지 10 또는 1 내지 5, 또는 10 내지 15 또는 10 내지 20과 같이 각각 1 내지 20 사이의 임의의 수 및 1 내지 20 내의 임의의 범위일 수 있다. m, n, p, r, s, x 또는 y 중 임의의 하나가 1 이상이면, 해당 Ar 기(예를 들면, r에 대한 Ar7)는 상기 Ar 기 각각이 발생할 때 독립적으로 선택된다. 예를 들면, r이 5일 때, 5개의 Ar7 기 각각은 남아있는 4개의 Ar7 기로부터 독립적으로 선택된다.
특정 구현예에서, Ar6 및 Ar7 중 적어도 하나는 페닐, 4-트리플루오로메틸페닐, 2-나프틸, 3-벤조티오페닐, 페난트레닐, 9,9-디헥실플루오레닐, 피레닐, 9-페닐카르바졸릴, 4-시아노페닐 또는 7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오레닐이다. 특정 구현예에서, Ar6 및 Ar7은 동일하고, 모두 페닐, 4-트리플루오로메틸페닐, 2-나프틸, 3-벤조티오페닐, 페난트레닐, 9,9-디헥실플루오레닐, 피레닐, 9-페닐카르바졸릴, 4-시아노페닐 또는 7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오레닐이다.
특정 구현예에서, Ar1은 페닐렌이고, Ar2 및 Ar3은 모두 9,9-디헥실플루오레닐렌이며, Ar4 및 Ar5는 모두 페닐렌이고, 서로 단일 결합에 의해 연결되어 있으며, Ar6 및 Ar7은 동일하고, 모두 페닐, 4-트리플루오로메틸페닐, 2-나프틸, 3-벤조티오페닐, 페난트레닐, 9,9-디헥실플루오레닐, 피레닐, 9-페닐카르바졸릴, 4-시아노페닐 또는 7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오레닐이며, m, n, p, r, s, x 및 y는 각각 1이다.
식 (Ⅰ)의 화합물은 기술분야에 알려진 표준 유기 합성 기술을 이용하여 합성될 수 있다. 적합한 합성 메카니즘의 예는 도 2 및 아래에 나타낸 실시예에 나타나 있다. 예를 들면, 얼만(Ullmann) 반응을 도입하여 방향족 할라이드를 방향족 아민과 커플링시킬 수 있다. 마찬가지로, 그리그나드(Grignard) 반응, 스틸레(Stille) 반응 및 스즈키(Suzuki) 커플링 반응이 사용되어 2개의 방향족 작용기를 결합시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 식 (Ⅰ)의 화합물은 칼럼 크로마토그래피 또는 용액으로부터의 결정화와 같은 표준 방법에 의해 정제될 수 있다. 이러한 기술은 알려져 있으며, 당업자는 이러한 기술을 최소한의 일상적인 노력으로 상기 식 (Ⅰ)의 화합물에 즉시 적용할 수 있을 것이다.
본 명세서에 개시된 것과 같은 화합물은 용액 가공용으로 적합하며, 따라서 상기 화합물을 함유하는 박막을 제조할 수 있도록 한다. 따라서, 한 측면에서, 식 (Ⅰ)의 화합물을 포함하는 박막이 제공된다.
상기 박막은 식 (Ⅰ)의 화합물을 함유하는 박층으로서, 약 0.1 내지 약 1,000 nm 두께, 약 1 내지 약 500 nm 두께, 약 5 내지 약 250 nm 두께, 약 5 내지 약 100 nm 두께의 크기로 형성될 수 있다.
상기 박막은 다른 성분들을 함유할 수 있다. 예를 들면, 상기 박막은 전도성 유기 화학물질과 같은 호스트(host) 물질 및 식 (Ⅰ)의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 호스트 물질은, 예를 들면, 폴리(9-비닐카르바졸)(PVK), 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐(CBP), 4,4',4"-트리(N-카르바졸)트리페닐아민(TCTA), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(TPD), N,N'-비스(1-나프틸)- N,N'-디페닐-1,1"-비페닐-4,4'-디아민(NPB), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐-아미노)트리페닐아민(TDATA), 1,3,5-트리스(디페닐아미노)벤젠(TDAB), 1,3,5-트리스(4-(디-2-피리딜아미노)페닐)벤젠(TDAPB), TTBND, PPD, PTDATA, BFA-1T, p-dmDPS, p-DPA-TDAB, MTBDAB, 스피로-mTTB, DBC, 폴리(1,4-페닐렌비닐렌), 폴리플루오렌, 폴리(스티렌술폰산), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 3-페닐-4(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸(TAZ), 2-(4-비페닐)-5(4-터셔리부틸-페닐)-1,3,4-옥사디아졸(PBD), 1,3,4-옥사디아졸, 2,2'-(1,3-페닐렌)비스[5-[4-(1,1-디메틸에틸)페닐]](OXD-7) 또는 폴리[2-(6-시아노-6-메틸)헵틸옥시-1,4-페닐렌(CNPP), AlOq, Alq(Clq)2, Al(Saph-q), Al(ODZ)3, Ph2Bq, Zn(BIZ)2, Bepp2, Bebq2, Zn(ODZ)2, 스피로-PBD, BMB-3T일 수 있다.
식 (Ⅰ)의 화합물에 대한 상기 호스트의 비는 약 100:0.01 내지 약 0.01:100일 수 있다.
다른 한편으로, 상기 박막은 호스트 물질로 식 (Ⅰ)의 화합물을 포함할 수 있고, 추가로, 유기 염료 또는 인광성 방출자를 포함할 수 있는데, 예를 들면, 10-(2-벤조티아졸릴)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-[1]벤조-피라노[6,7,8-ij]퀴놀리진-11-온, 3-(2-벤조티아졸릴)-7-(디에틸아미노)-2H-1-벤조피란-2-온, 4-(디시아노메틸렌)-2-t-부틸-6- (1,1,7,7-테트라메틸줄롤리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJTB), 루브렌, 4-(디시아노메틸렌)-2-t-부틸-6-(p-디페닐아미노스티릴)-4H-피란(DCTP), 3-(디시아노메틸렌)-5,5-디메틸-1-[(4-디메틸아미노)스티릴]시클로헥센(DCDDC), 6-메틸-3-[3-(1,1,6,6-테트라메틸-10-옥소-2,3,5,6-테트라히드로-1H,4H,10H-11-옥사-3a-아자벤조[de]-안트라센-9-일)아크릴로일]피란-2,4-디온(AAAP), 6,13-디페닐펜타센(DPP) 및 3-(N-페닐-N-p-톨릴아미노)-9-(N-p-스티릴페닐-N-p-톨릴아미노)페릴렌[(PPA)(PSA)Pe-1], 1,1'-디시아노-치환 비스-스티릴나프탈렌 유도체(BSN)와 같은 염료, 또는 PtOEP, Ir(ppy)3 또는 그 유도체와 같은 인광성 방출자를 포함할 수 있다.
상기 염료 또는 인광성 방출자에 대한 개시된 화합물의 비는 약 100:0.01 내지 약 1:1이다.
상기 박막은 적합한 기재 위에 형성될 수 있으며, 석영, 유리, 마이카, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 기재, 종이, 금속, 또는 실리콘을 포함하는 임의의 고형 기재일 수 있다. 상기 박막은 또한 다층 장치를 형성할 때 다른 층 위에, 또는 전극 위에 층을 이룰 수 있다.
상기 박막을 형성하기 위하여, 식 (Ⅰ)의 화합물 및 임의의 추가 박막 성분은 적합한 유기용매에 용해될 수 있다. 적합한 용매는 클로로포름, 톨루엔, 자일렌, 에틸 벤조에이트, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, THF, 디클로로벤젠, 메시틸렌 및 전술한 용매들의 혼합물을 포함한다.
상기 박막은 표준 증착 또는 용액 코팅을 포함하는 코팅 방법을 사용하여 적합한 표면 위에 형성될 수 있다. 용액 코팅은 스핀 코팅, 캐스팅, 마이크로그라비어 코팅, 그라비어 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 와이어 바 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 프린팅, 플렉소(flexo) 프린팅, 오프셋 프린팅 및 잉크제트 프린팅을 포함한다.
식 (Ⅰ)의 화합물 및 이러한 화합물을 함유하는 박막은 단층 및 다층 장치를 포함하는 전장발광 장치를 만들기 위해 사용될 수 있다. 식 (Ⅰ)의 화합물 및 이러한 화합물을 함유하는 박막은 유기 발광 다이오드에서 발광층, 유기 박막 트랜지스터에서의 활성층 또는 유기 광발전 전지에서의 활성층을 형성할 수 있다. 이러한 장치 및 층은 기술분야에 알려져 있다.
따라서, 다른 측면에서, 식 (Ⅰ)의 화합물 또는 식 (Ⅰ)의 화합물을 포함하는 박막을 포함하는 장치가 제공된다.
한 구현예에서, 도 3을 참조하면, 장치(300)는 식 (Ⅰ)의 화합물을 포함하는 방출층(310)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 방출층(310)은 추가로 상기 식 (Ⅰ)의 화합물에 더하여 호스트 물질을 포함할 수 있다.
방출층(310)은 전자 주입 캐소드(320)과 정공 주입 애노드(330) 사이에 배치된다.
상기 애노드(330)는 정공을 전도하고 이들을 유기층 내로 주입할 수 있는 임의의 물질이다. 애노드(330)는 금, 은 또는 인듐 주석 옥사이드(ITO), 또는 전도성 폴리머의 층일 수 있다. 상기 애노드(330)는 반사성, 투과성, 반투과성 또는 반투명성일 수 있다.
캐소드(320)는 전극을 전도하고 이들을 유기층 내로 주입할 수 있는 임의의 물질이다. 캐소드(320)는, 예를 들면, 바륨, 칼슘, 마그네슘, 인듐, 알루미늄, 이테르븀, 칼슘을 포함하는 낮은 일함수(work function) 금속 또는 금속 합금: 예를 들면, 마그네슘과 은의 원자 비가 약 10:1(US6,791,129)인 합금 또는 리튬과 알루미늄의 원자 비가 약 0.1:100 내지 0.3:100(Kim et al. (2002) Curr . Appl . Phys. 2(4):335-338; Cha et al (2004) Synth . Met. 143(1):97; Kim et al (2004) Synth . Met. 145(2-3): 229)인 합금과 같은 은 합금, 알루미늄:리튬 합금, 또는 마그네슘:은 합금일 수 있다. 상기 캐소드(330)는 단층이거나, 복합 구조를 가질 수 있다. 캐소드(330)는 불화리튬, 알루미늄 및 은의 층을 포함할 수 있다. 상기 캐소드(330)는 반사성, 투과성, 반투과성 또는 반투명성일 수 있다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 애노드 및 캐소드는 지지체(340) 위에 증착될 수 있고, 지지체는 투과성, 반투과성 또는 반투명성일 수 있다. 지지체(340)는, 예를 들면, 석영 또는 유리와 같이 딱딱할 수 있고, 또는 유연한 폴리머성 기재일 수 있다. 유연한 투과성, 반투과성 또는 반투명성 기재의 예로는 폴리이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 및 폴리아크리오니트릴, 폴리메타크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 및 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 불소화 폴리머를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 장치는 추가 층을 더 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 도 4에 묘사된 바와 같이, 상기 장치(400)는 유기 발광 다이오드(OLED)이다.
따라서, 장치(400)는, 발광층(410)에 더하여, 장치(400)는 애노드(420) 및 캐소드(430)를 포함한다.
장치(400)는 애노드(420)와 방출층(410) 사이에 배치된 정공 전달층(440)을 포함한다. 상기 정공 층(440)은 상기 애노드(420)로부터 방출층(410) 내로 정공을 전달할 수 있는 임의의 물질인 정공 전달 물질을 포함한다. 적합한 정공 전달 물질은, 예를 들면, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 및 폴리(스티렌술폰산)의 혼합물을 포함하거나, 폴리아닐린일 수 있다.
선택적으로, 정공 주입층(480)은 애노드(420)와 정공 전달층(440) 사이에 포함될 수 있다. 정공 주입층(480)은 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐(CBP), 4,4',4"-트리(N-카르바졸)트리페닐아민(TCTA), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(TPD), N,N'-비스(1-나프틸)-N,N'-디페닐-1,1"-비페닐-4,4'-디아민(NPB), TDATA, TDAB, TDAPB, TTBND, PPD, PTDATA, BFA-1T, p-dmDPS, p-DPA-TDAB, MTBDAB, 스피로-mTTB, DBC, 폴리(1,4-페닐렌비닐렌) 또는 그 유도체, 또는 폴리플루오렌 또는 그 유도체와 같은 정공 주입 물질을 포함한다.
장치(400)는 선택적으로 방출층(410)과 캐소드(430) 사이에 배치된 전자 전달층(450)을 포함할 수 있다. 전자 전달층(450)은 전자를 캐소드(430)로부터 방출층(410)으로 전달할 수 있는 임의의 물질인 전자 전달 물질을 포함한다. 전자 전달 물질은 당업자에게 알려져 있으며, 알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린), 2-(4-비페닐)-5-(4-터셔리-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 및 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스-[1-페닐-1H-벤즈이미다졸], 3-페닐-4(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸(TAZ), 1,3,4-옥사디아졸, 2,2'-(1,3-페닐렌)비스[5-[4-(1,1-디메틸에틸)페닐]](OXD-7) 또는 폴리[2-(6-시아노-6-메틸)헵틸옥시-1,4-페닐렌(CNPP), AlOq, Alq(Clq)2, Al(Saph-q), Al(ODZ)3, Ph2Bq, Zn(BIZ)2, Bepp2, Bebq2, Zn(ODZ)2, 스피로-PBD 또는 BMB-3T를 포함한다.
상기 층은 각각, 예를 들면, 약 0.1 내지 약 200 nm 두께 또는 약 10 nm 내지 약 100 nm 두께일 수 있다.
장치(400)는 선택적으로 상기 방출층(410)과 캐소드(430) 사이에 정공 차폐층(460)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 정공 차폐층(460)은, 장치(400) 내에 존재한다면, 상기 전자 전달층(450)과 캐소드(430) 사이에 배치된다.
일반적으로, OLED 장치의 효율은 정공 차폐층을 포함시킴으로써 개선될 수 있다. 임의의 특정한 이론에 한정되는 일 없이, 상기 정공 차폐 물질의 HOMO 레벨은 전하가 상기 방출층으로부터 확산되어 나오는 것을 방지하지만, 상기 정공 차폐 물질은 충분히 낮은 전자 장벽을 가져서 전자가 상기 정공 차폐층을 통해 통과하도록 하여 상기 방출층으로 들어가도록 한다고 여겨진다(예를 들면, US6,097,147; US6,784,106 및 US20030230980 참조).
상기 정공 차폐층(460)은 정공 차폐 물질을 포함한다. 정공 차폐 물질은 기술분야의 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들면, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP) 및 1,3,5-트리스(페닐-2-벤즈이미다졸릴)벤젠(TPBI)을 포함한다. 전형적으로, 정공 차폐층(460)은 상기 전자 전달층(450)보다 얇으며, 예를 들면, 약 5 nm 내지 약 30 nm의 두께를 가질 수 있다.
장치(400)는 선택적으로 상기 캐소드(430) 직전에 배치된 전자 주입층(470)을 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층(470)은 전자를 캐소드(430)로부터 전자 전달층(450)으로 효율적으로 전달할 수 있는 임의의 물질인 전자 주입 물질을 포함한다. 전자 주입 물질은 기술분야의 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들면, 불화리튬 또는 불화리튬/알루미늄을 포함한다. 상기 전자 주입층(470)은 일반적으로 상기 캐소드(430) 또는 인접한 전자 전달층(450)의 두께보다 훨씬 작은 두께를 가질 수 있으며, 예를 들면, 약 0.5 nm 내지 약 5.0 nm의 두께를 가질 수 있다.
장치(300)와 함께, 장치(400)가 지지체 위에 증착 또는 형성될 수 있다.
인식하는 바와 같이, 상기 장치는 다른 층을 다른 방식으로 연결함으로써 제조될 수 있으며, 장치(400)에서 구체적으로 개시 또는 묘사되지 않은 다른 층 또한 존재할 수 있다.
마찬가지로, 물질은 전장발광 장치에서 하나 이상의 기능을 가질 수 있는 것으로 인식될 것이다. 식 (Ⅰ)의 화합물의 2극성 전하 전달 성질로 인하여, 상기 화합물은 개시된 장치 내의 다른 층에서 발견될 수 있다. 예를 들면, 식 (Ⅰ)의 화합물은 단독으로 또는 혼합물의 일부로서 상기 정공 전달층 또는 상기 전자 전달층을 구성할 수 있다.
따라서, 본 개시된 장치는 적어도 하나의 정공 전달층, 방출층, 정공 차폐층 및 전자 전달층이 식 (Ⅰ)의 화합물을 포함하는 장치를 포함한다.
전술한 장치는 상기 해당 층을 다른 층의 맨위에 층을 이룸으로써 제조될 수 있다. 상기 층은 전술한 용액 코팅 기술을 포함하는 기술분야에서 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 용액 코팅 단계는, 예를 들면, 질소 가스 하와 같은 불활성 분위기에서 수행될 수 있다. 다른 한편으로, 층은 열 증발 또는 진공 증착에 의해 제조될 수 있다. 금속층은, 예를 들면, 열 또는 전자빔 증발, 화학-기상 증착 또는 스퍼터링(sputtering)과 같은 알려진 기술에 의해 제조될 수 있다.
도면에서는 실시예만으로서 본 발명의 구현예를 설명한다.
도 1은 식 (Ⅰ)을 개략적으로 설명하며, 식 (Ⅰ)의 전자 전달, 정공 전달 및 발광 조율 세그먼트를 나타낸다.
도 2는 식 (Ⅰ)의 특정 화합물의 합성 메카니즘을 설명하는 개략도이다.
도 3은 식 (Ⅰ)의 화합물을 함유하는 화합물을 함유하는 박막을 함유하는 단층 장치를 나타낸다.
도 4는 식 (Ⅰ)의 화합물을 함유하는 적어도 하나의 박막을 함유하는 다층 장치를 나타낸다.
도 5는 ITO/PEDOT:PSS/PVK:불순물(dopant)/TPBI/LiF/Ca/Ag의 구성을 갖는 장치의 I-V 좌표로서, 상기 불순물은 다양한 식 (Ⅰ)의 화합물이다.
도 6은 ITO/PEDOT:PSS/PVK:불순물/TPBI/LiF/Ca/Ag의 구성을 갖는 장치의 V-L 좌표이다.
도 7은 ITO/PEDOT:PSS/화합물/TPBI/LiF/Ca/Ag의 구성을 갖는 장치의 I-V 좌표로서, 상기 화합물은 다양한 식 (Ⅰ)의 화합물이다.
도 8은 ITO/PEDOT:PSS/화합물/TPBI/LiF/Ca/Ag의 구성을 갖는 장치의 V-L 좌표이다.
도 9는 ITO/PEDOT:PSS/화합물/TPBI/LiF/Ca/Ag의 구성을 갖는 장치의 외부 양자 효율 대 휘도의 좌표이다.
도 10은 ITO/PEDOT:PSS/화합물/TPBI/LiF/Ca/Ag의 구성을 갖는 장치의 EL 스펙트럼이다.
도 11은 클로로포름에 용해된 다양한 식 (Ⅰ)의 화합물에 대한 UV 흡수 스펙트럼이다.
도 12는 클로로포름에서 측정된 다양한 식 (Ⅰ)의 화합물의 광발광 그래프이다.
도 13은 식 (Ⅰ)의 화합물을 함유하는 클로로포름 용액을 석영판 위에 스핀 코팅한 후 고형 상태에서 측정된 다양한 식 (Ⅰ)의 화합물의 광발광 그래프이다.
기구: NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 스펙트럼은 클로로포름-d를 용매로, 테트라메틸실란(TMS)을 내부 표준으로 사용하여 브루커 DPX 400 MHz 분광계 상에서 수집하였다. MALDI-TOF(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-Of-Flight) 질량 스펙트럼은 브루커 오토플렉스 TOF/TOF 기구 상에서 얻었다. HPLC(High Performance Liquid Chromatography)는 Waters 2996 포토다이오드 배열 검출기와 결합된 Waters 2695 분리 모듈 상에서 수행하였다. DSC(Differential Scanning Calorimeter)는 TA 기구 DSC 2920 모듈 상에서 질소 하에 수행하였다(20℃/분의 스캔 속도). TGA(Thermal Gravimetric Analysis)는 TA 기구 TGA 2050 모듈을 이용하여 수행하였다(20℃/분의 가열 속도). CV(Cyclic Voltammetry) 실험은 오토랩 포텐티오스탯(Autolab potentiostat, 모델 PGSTAT30) 상에서 수행하였다. 모든 CV 측정은, 지지 전해질인 0.1 M 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트를 갖는 디클로로메탄 내에서(스캔 속도 50 mV/s), 백금선 작업 전극, 금 반대 전극 및 3 M KCl 참조 전극 내의 Ag/AgCl로 이루어진 종래의 3개의 전극 구성을 이용하여 기록하였다. 측정된 전위는 SCE(saturated calomel electrode)로 변환하였고, 대응하는 이온화 전위(ionization potential, IP) 및 전자 친화도(electron affinity, EA) 값은 진공에 대한 SCE 에너지 레벨로서 -4.4 eV에 기초하여 개시(onset) 산화환원(redox) 전위로부터 유도하였다(EA=Ered-onset + 4.4 eV, IP=Eox-onset + 4.4 eV). 흡수 및 광발광(photoluminescent) 스펙트럼은 광원으로 제논 램프가 장착된 시마즈 UV-3101 PC UV-vis-NIR 분광광도계 및 퍼킨-엘머 LS-50B 발광 분광광도계를 이용하여 얻었다. 용액의 스펙트럼은 디클로로메탄 용액으로부터 측정하였다.
합성: 아래 개시된 합성 방법은 도 2에 묘사된 합성 개략도에 묘사되어 있다.
9-(4- 브로모페닐 ) 카르바졸의 합성: 9-(4-브로모페닐) 카르바졸은 문헌(Macromolecules 2004, 37, 5531-5537)에 보고된 절차에 따라 얼만 반응을 통해 제조하였다. 간략하게, 10 ㎖ N, N-디메틸아세트아미드(DMAC) 내의 1-브로모-4-아이오도벤젠(2.83 g, 10 m㏖), 산화구리(Ⅰ)(2.86 g, 20 m㏖) 및 카르바졸(0.84 g, 5 m㏖)의 혼합물을 가열하여 질소 분위기 하에 오일조에서 24시간 환류시켰다. 상기 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후 여과하여 과량의 구리 복합체를 제거하였다. 상기 여과물을 증발하여 건조시키고, 실리카겔 칼럼을 통과시켜 1.22 g(76%)의 수율로 산물을 생성하였다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.132-8.122(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.715-7.695 (t,J=8.0 Hz, 2H), 7.476-7.247(m, 8H).
4-(2- 브로모 -9,9- 디헥실 -9H- 플루오렌 -7-일)벤조니트릴의 합성: 4-(2-브로모- 9,9-디헥실-9H-플루오렌-7-일) 벤조니트릴은 하기 절차를 통해 제조하였다. 2,7-디브로모-9,9-디헥실-9H-플루오렌(0.985 g, 2 m㏖), 4-시아노페닐보론산(0.146 g, 1 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(11.6 ㎎, 0.01 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(25 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(15 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(brine)(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.27 g의 정제된 산물을 51%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 7.766-7.751(m, 5H), 7.605-7.583(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.583-7.564 (d,J= 7.6 Hz, 1H), 7.524 (s,1H), 7.495-7.476(m, 2H). 2.013-1.964(m, 4H), 1.140-1.053(m, 12H), 0.781-0.746(t,J= 7.0 Hz, 6H), 0.658-0.624(m, 4H).
4-(9H- 카르바졸 -9-일) 벤젠아민 (A)의 합성: 4-(9H-카르바졸-9-일)벤젠아민(A)는 문헌(Macromolecules 2004, 37, 5531-5537)에 보고된 절차에 따라 얼만 반응을 통해 제조하였다. 40 ㎖ 1-페녹시벤젠 내의 4-아이오도벤젠아민(2.19 g, 10 m㏖), 산화구리(Ⅰ)(2.18 g, 20 m㏖) 및 카르바졸(3.35 g, 20 m㏖)의 혼합물을 질소 분위기 하에 오일조에서 190℃에서 24시간 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후 고속 실리카겔 칼럼으로 여과하여 과량의 구리 복합체와 1-페녹시벤젠을 제거하였다. 상기 여과물을 증발하여 건조시키고, 헥산과 에틸 아세테 이트의 혼합물(6:1)을 용출제로 사용하여 실리카겔 칼럼을 통과시켜 2.37 g(92%)의 수율로 산물을 생성하였다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.164-8.144 (d,J=8.0 Hz, 2H), 7.432-7.395(t,J=8.0 Hz, 2H), 7.353-7.277(m, 6H), 6.912-6.891(d,J=7.6 Hz, 2H), 4.019(w, 2H).
화합물 (B)의 합성: 화합물 (B)는 상기 절차에 따라 제조하였다. 1-페녹시벤젠 내의 2-브로모-9,9-디헥실-7-아이오도-9H-플루오렌(17.26 g, 32 m㏖), 산화구리(Ⅰ)(2.29 g, 16 m㏖) 및 (A)(2.07 g, 8 m㏖)의 혼합물을 질소 분위기 하에 오일조에서 210℃에서 24시간 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후 여과하여 과량의 구리 복합체를 제거하였다. 상기 여과물을 증발하여 건조시키고, 실리카겔 칼럼을 통과시켜 4.35 g(50%)의 수율로 산물을 생성하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.190-8.171 (d,J=7.7 Hz, 2H), 7.625-7.605(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.531-7.440(m, 12H), 7.351-7.263(m, 6H), 7.175-7.157(d,J=7.6 Hz, 2H), 1.936-1.898(m, 8H), 1.174-1.109(m, 24H), 0.810-0.776(t,J=7.2 Hz, 12H), 0.726(m, 8H).
화합물 (C)의 합성: 화합물 (C)는 하기 절차를 통해 제조하였다. n-부틸리튬(5 ㎖, 8 m㏖, 헥산 내에서 1.6 M)을 무수 THF(40 ㎖) 내의 (B)(2.16 g, 2 m㏖)의 용액에 -78℃에서 첨가하였다. 상기 혼합물을 -78℃에서 1시간 교반하였다. 2-이소프로필-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로레인(2.4 ㎖, 12 m㏖)을 상기 용액에 재빨리 첨가하였다. 상기 혼합물을 실온까지 덥힌 후, 밤새 교반하였다. 이후, 상기 혼합물을 물에 붓고, 디에틸 에테르로 추출하였다. 상기 유기 추출물을 염수로 화합 및 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 감압 하에 제거하고, 조 산물을 헥산/클로로포름 혼합물로부터 재결정하여 정제함으로써 1.36 g(58%)의 수율로 산물을 생성하였다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.186-8.166 (d,J=8.0 Hz, 2H), 7.620-7.601(d,J=7.6 Hz, 2H), 7.505-7.435(m, 12H), 7.334-7.257(m, 6H), 7.168-7.149(d,J=7.6 Hz, 2H), 1.930-1.893(m, 8H),1.589(s, 24H), 1.168-1.104(m, 24H), 0.804-0.770(t,J=7.2 Hz, 12H), 0.722(m, 8H).
화합물 1의 합성: (B)(0.162 g, 0.15 m㏖), 페닐보론산(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.134 g의 정제된 화합물 1을 83%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.154(d, 2H), 7.675(m, 8H), 7.578(m, 6H), 7.479(m, 10H), 7.358(m, 4H), 7.251(m, 4H), 1.977(m,8H), 1.092(m, 24H), 0.763(m, 20H). MS(MALDI): m/z=1074.79(calcd. for C80H86N2: 1074.68). Anal. Found: C, 89.03; H, 8.05, N, 2.73(calcd.: C, 89.34; H, 8.06; N, 2.60).
화합물 2의 합성: (B)(0.162 g, 0.15 m㏖), 4-트리플루오로메틸페닐보론산(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.115 g의 정제된 화합물 2를 63%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.163(d, 2H), 7.769(m, 6H), 7.734(m, 6H), 7.759(d, 2H), 7.548(m, 2H), 7.453(m, 6H), 7.307(m, 6H), 7.197(m, 2H), 1.977(m, 8H), 1.106(m, 24H), 0.768(m, 20H). MS (MALDI): m/z=1210.77(calcd. for C82H84F6N2: 1210.65). Anal. Found: C, 81.32; H, 6.81, N, 2.29(calcd.: C, 81.29; H, 6.99; N, 2.31).
화합물 3의 합성: (B)(0.162 g, 0.15 m㏖), 2-나프틸보론산(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리 하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.104 g의 정제된 화합물 3을 59%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.177(d, 2H), 8.124(m, 2H), 7.947(m, 6H), 7.900(d, 2H), 7.853(d, 2H), 7.732(m, 8H), 7.511(m, 12H), 7.323(m, 4H), 2.041(m, 8H), 1.127(m, 24H), 0.776(m, 20H). MS(MALDI): m/z=1174.83(calcd. for C88H90N2: 1174.71). Anal. Found: C, 89.58; H, 7.31, N, 2.38(calcd.: C, 89.90; H, 7.72; N, 2.38).
화합물 4의 합성: (B)(0.162 g, 0.15 m㏖), 3-벤조티오페닐보론산(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.98 g의 정제된 화합물 4를 55%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.174-8.155(d,J=7.6 Hz, 2H), 7.858-7.838(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.801-7.782(d,J=7.6 Hz, 2H), 7.704-7.617(m, 10H), 7.489-7.450(m, 6H), 7.367-7.274(m, 10H), 7.220(w, 2H), 1.987(m, 8H), 1.111(m, 24H), 0.782-0.749(m, 20H). 13C NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 141.496, 141.290, 139.818, 126.222, 124.905, 124.585, 123.781, 122.581, 120.668, 120.241, 110.212, 55.706, 40.700, 31.938, 30.057, 24.330, 22.892, 14.323. MS(MALDI): m/z=1186.76(calcd. for C84H86N2S2: 1186.62). Anal. Found: C, 84.86; H, 7.46, N, 2.45; S, 5.25(calcd.: C, 84.94; H, 7.30; N, 2.36; S, 5.40).
화합물 5의 합성: (C)(0.176 g, 0.15 m㏖), 9-브로모페난트렌(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.129 g의 정제된 화합물 5를 67%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.804(d, 2H), 8.746(d, 2H), 8.162(d, 2H), 8.798(d, 2H), 7.934(d, 2H), 7.780(m, 4H), 7.695(m, 8H), 7.526(m, 8H), 7.458(m, 6H), 7.248(m, 6H), 1.979(m, 8H), 1.147(m, 24H), 0.866(m, 8H), 0.793(m, 12H). MS(MALDI): m/z=1274.89(calcd. for C96H94N2: 1274.74). Anal. Found: C, 90.54; H, 7.21, N, 2.21(calcd.: C, 90.38; H, 7.43; N, 2.20).
화합물 6의 합성: (C)(0.176 g, 0.15 m㏖), 2-브로모-9,9-디헥실플루오렌(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.157 g의 정제된 화합물 6을 66%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.177(d,2H), 7.794(d, 2H), 7.750(d, 4H), 7.664(m, 6H), 7.621(m, 4H), 7.453(m, 8H), 7.362(m, 6H), 7.335(m, 6H), 2.036(m, 18H), 1.126(m, 48H), 0.771(m, 40H). MS(MALDI): m/z=1587.28(calcd. for C118H142N2: 1587.12). Anal. Found: C, 89.43; H, 8.69, N, 1.78(calcd.: C, 89.23; H, 9.01; N, 1.76).
화합물 7의 합성: (C)(0.176 g, 0.15 m㏖), 1-브로모피렌(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하 고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.108 g의 정제된 화합물 7을 54%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.271(d, 2H), 8.260(d, 2H), 8.206(d, 2H), 8.182(m, 2H), 8.170(d, 2H), 8.121(m, 4H), 8.099(d, 2H), 8.046(s, 2), 8.023(m, 2H), 7.845(m, 2H), 7.758(d, 2H), 7.612(m, 4H), 7.513(m, 2H), 7.460(m, 6H), 7.381(m, 2H), 7.308(m, 4H), 2.005(m, 8H), 1.169(m, 24H), 0.905(m, 8H), 0.806(t, 12H). MS(MALDI): m/z=1323.92(calcd. for C100H94N2: 1323.74). Anal. Found: C, 90.65; H, 7.02, N, 2.13(calcd.: C, 90.73; H, 7.16; N, 2.12).
화합물 8의 합성: (C)(0.176 g, 0.15 m㏖), 9-(4-브로모페닐)카르바졸(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.118 g의 정제된 화합물 8을 56%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.184(d, 6H), 7.907(m, 4H), 7.692(m, 10H), 7.516-7.425(m, 18H), 7.315(t, 10H), 2.022(m, 8H), 1.134(m, 24H), 0.785(m, 20H). MS(MALDI): m/z=1404.96(calcd. for C104H100N4: 1404.79). Anal. Found: C, 88.74; H, 7.01, N, 3.98(calcd.: C, 88.85; H, 7.17; N, 3.98).
화합물 9의 합성: (B)(0.162 g, 0.15 m㏖), 4-시아노페닐보론산(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 혼합물을 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.147 g의 정제된 화합물 9를 87%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.172(d, 2H), 7.758(m, 10H), 7.683(d, 2H), 7.592(d, 2H), 7.534(s, 2H), 7.460(m, 6H), 7.366(m, 2H), 7.301(m, 4H), 7.198(m, 2H), 1.980(m, 8H), 1.095(m, 24H), 0.756(m, 20H). MS(MALDI): m/z=1124.76(calcd. for C82H84N4: 1124.67). Anal. Found: C, 87.34; H, 7.33, N, 5.06(calcd.: C, 87.50; H, 7.52; N, 4.98).
화합물 10의 합성: (C)(0.176 g, 0.15 m㏖), 2-브로모-7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오렌(0.6 m㏖) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(3.4 ㎎, 0.003 m㏖)의 톨루엔(15 ㎖)과 수성 2 M Na2CO3 용액(12 ㎖)의 혼합물을 공기가 없는 2상의 혼합물에 첨가하였다. 결과 혼합물을 아르곤 분위기 하에 110℃에서 24시간 강하게 교반하였다. 유기층을 분리하고, 수상을 에테르로 추출하였다. 상기 유기층을 염수(2×50 ㎖)로 세척하고, 무수 MgSO4로 건조시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼을 통해 통과시켰다. 헵탄 내에서 재결정화함으로써 0.160 g의 정제된 화합물 10을 60%의 수율로 얻었다. 1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 8.183-8.163(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.843-7.824(d,J=7.6 Hz, 4H), 7.777-7.745(m, 10H), 7.707-7.582(m, 14H), 7.527-7.506(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.460-7.447(m, 4H), 7.396-7.376(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.343-7.293(m, 4H), 7.231-7.210(d,J=8.4 Hz, 2H), 2.106(m, 16H), 1.141(m, 48H), 0.800-0.755(m, 40H). 13C NMR(400 MHz, CDCl3): δ(ppm) 153.075, 152.502, 152.279, 151.876, 147.906, 147.266, 146.589, 142.027, 141.578, 140.618, 140.239, 139.780, 138.230, 136.934, 132.958, 131.715, 128.102, 126.675, 126.237, 124.306, 123.866, 121.962, 121.049, 120.668, 120.199, 119.994, 119.878, 119.356, 111.088, 110.197, 55.852, 55.708, 40.716, 31.947, 31.809, 30.063, 24.364, 24.237, 22.884, 14.339. MS(MALDI): m/z=1789.42(calcd. for C132H148N4: 1789.17). Anal. Found: C, 88.62; H, 8.25, N, 3.14(calcd.: C, 88.54; H, 8.33; N, 3.13).
장치의 제조 및 측정: 2가지 타입의 장치를 제조하고, 하기 구성에 기초하여 평가하였다.
구성 A
( ITO / PEDOT : PSS / PVK :불순물/ TPBI / LiF / Ca / Ag ): 장치를 제조하기 위하여, 1.2 ㎎의 해당 방출 불순물(전술한 바와 같이 합성된 식 (Ⅰ)의 화합물) 및 60 ㎎의 폴리(9-비닐카르바졸)(PVK)을 4 ㎖의 에틸 벤조에이트에 용해시키고, 0.2 mm PTFE 필터를 통해 여과하였다.
발광 장치는 패턴화된 인듐 주석 옥사이드(ITO)가 코팅된 유리 기재 위에 제조하였다. 상기 기재를 깨끗이 하여 산소 플라즈마로 처리하고, 폴리(스티렌술폰산)(PSS)으로 도핑된 50 nm의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)으로 스핀 코팅한 후, 공기 중에서 120℃에서 15분간 건조하였다.
상기 폴리머 용액을 스핀 코팅하여 약 70 nm의 두께를 갖는 방출층을 형성하고, 1×10-5 Pa의 진공 하에 챔버 내로 전달하였다. 40 nm의 1,3,5-트리스(페닐-2-벤즈이미다졸릴)벤젠(TPBI)을 전자 주입 및 정공 차폐를 위하여 상기 방출층의 표면 위에 증착하였다.
상기 캐소드는 순차적으로 열증착된 0.4 nm LiF, 20 nm Ca 및 200 nm Ag로 이루어진다.
모든 측정은 실온에서 공기 중에서 수행하였다. 상기 장치의 전류-전압, 전 류-휘도 특성은 키슬리(Keithley) 2420 소스 미터 및 눈금 광다이오드를 이용하여 기록하였다. EL 스펙트럼은 오션 옵틱스 USB2000 소형 섬유 광학 분광계를 이용하여 기록하였다. 광도계 데이터는 상기 장치의 전류-전압-휘도 데이터 및 EL 스펙트럼을 이용하여 계산하였다.
화합물 1 내지 화합물 10을 함유하는 장치의 장치 성능은 표 1에 요약하였다. 도 5 및 도 6은 구성 A의 장치의 I-V 및 V-L 좌표이다.
[표 1] 장치 구성 A를 갖는 화합물 1 내지 화합물 10의 장치 성능 요약
Figure 112009033710513-pct00004
구성 B( ITO / PEDOT : PSS /발광 분자/ TPBI / LiF / Ca / Ag ):
장치를 제조하기 위하여, 전술한 바와 같이 합성된 60 ㎎의 발광 분자를 4 ㎖의 에틸 벤조에이트에 용해시키고, 0.2 mm PTFE 필터를 통해 여과하였다.
발광 장치는 패턴화된 인듐 주석 옥사이드(ITO)가 코팅된 유리 기재 위에 제조하였다. 상기 기재를 깨끗이 하여 산소 플라즈마로 처리하고, 폴리(스티렌술폰산)(PSS)으로 도핑된 50 nm의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)으로 스핀 코팅 한 후, 공기 중에서 120℃에서 15분간 건조하였다.
상기 발광 분자 용액을 스핀 코팅하여 약 70 nm의 두께를 갖는 방출층을 형성하고, 1×10-5 Pa의 진공 하에 챔버 내로 전달하였다. 40 nm의 1,3,5-트리스(페닐-2-벤즈이미다졸릴)벤젠(TPBI)을 전자 주입 및 정공 차폐를 위하여 상기 방출층의 표면 위에 증착하였다.
상기 캐소드는 순차적으로 열증착된 0.4 nm LiF, 20 nm Ca 및 200 nm Ag로 이루어진다.
화합물 1 내지 화합물 10을 함유하는 장치의 장치 성능은 표 2에 요약하였다. 도 7 및 도 8은 구성 B의 장치의 I-V 및 V-L 좌표이다. 도 9는 구성 B의 장치의 외부 양자 효율(external quantum efficiency) 대 휘도의 좌표이고, 도 10은 구성 B를 갖는 장치의 EL 스펙트럼을 묘사한다.
[표 2] 장치 구성 B를 갖는 화합물 1 내지 화합물 10의 장치 성능 요약
Figure 112009033710513-pct00005
표 3은 화합물 1 내지 화합물 10의 에너지 레벨을 묘사한다.
[표 3] 발광 물질 화합물 1 내지 화합물 10의 에너지 레벨
Figure 112009033710513-pct00006
기술분야의 당업자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에서 개시된 예시적인 구현예를 많이 변형하는 것이 가능하다. 본 발명은, 오히려, 청구의 범위에서 정의된 바와 같이 이러한 모든 변형을 그 범위 내로 포괄하기 위한 의도이다.
본 명세서에서 언급된 모든 문헌들은 인용에 의해 완전히 포함된다.
본 발명의 다양한 구현예가 본 명세서에 개시되어 있지만, 본 기술분야의 당업자의 통상의 일반적인 지식에 따라 본 발명의 범위 내에서 많은 적용 및 변형이 수행될 수 있다. 이러한 변형은 실질적으로 동일한 방식으로 동일한 결과를 얻기 위해 본 발명의 임의의 측면에 대한 알려진 등가물을 치환하는 것을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명의 기술분야의 당업자에 의해 보통 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다.

Claims (44)

  1. 식 (Ⅰ)의 화합물:
    Figure 112013081767423-pct00007
    상기에서,
    Ar1은 페닐렌이고;
    Ar2 및 Ar3은 모두 9,9-디알킬플루오레닐렌으로서, 상기 알킬은 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 분지되거나 분지되지 않은 1가의 탄화수소기이며;
    Ar4 및 Ar5는 모두 페닐렌이고, 서로 단일 결합에 의해 연결되어 있으며;
    Ar6 및 Ar7은 동일하고, 모두 페닐, 4-트리플루오로메틸페닐, 2-나프틸, 3-벤조티오페닐, 페난트레닐, 9,9-디헥실플루오레닐, 피레닐, 9-페닐카르바졸릴, 4-시아노페닐, 7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오레닐 및 하기 치환체로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    Figure 112013081767423-pct00027
    Figure 112013081767423-pct00028
    상기에서, R, R', R" 및 R"'은 각각 독립적으로 할로, 시아노, 니트로, 카르보닐, 티오닐, 설포닐, 알킬, 퍼플루오로알킬, 알콕시, 아릴, 아릴렌 비닐렌 및 아릴렌 에티닐렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, q는 0 내지 6의 정수이며, 상기 알킬은 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 분지되거나 분지되지 않은 1가의 탄화수소기이며; 및
    m, n, p, r, s, x 및 y는 각각 1이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar6 및 Ar7은 동일하고, 모두 페닐, 4-트리플루오로메틸페닐, 2-나프틸, 3-벤조티오페닐, 페난트레닐, 9,9-디헥실플루오레닐, 피레닐, 9-페닐카르바졸릴, 4-시아노페닐, 7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오레닐 및 하기 치환체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112013081767423-pct00029
    .
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar6 및 Ar7은 동일하고, 모두 페닐, 4-트리플루오로메틸페닐, 2-나프틸, 3-벤조티오페닐, 페난트레닐, 9,9-디헥실플루오레닐, 피레닐, 9-페닐카르바졸릴, 4-시아노페닐 및 7-(4'-시아노페닐)-9,9-디헥실플루오레닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Ar6 및 Ar7은 동일하고, 모두 하기 치환체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112013081767423-pct00030
    .
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 9,9-디알킬플루오레닐렌은 9,9-디헥실플루오레닐렌인 화합물.
  6. 청구항 1에 따른 화합물을 포함하는 박막.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 박막은 0.1 내지 1,000 nm 두께인 박막.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 박막은 폴리(9-비닐카르바졸), 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐, 4,4',4"-트리(N-카르바졸)트리페닐아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민, N,N'-비스(1-나프틸)-N,N'-디페닐-1,1"-비페닐-4,4'-디아민, 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐-아미노)트리페닐아민, 1,3,5-트리스(디페닐아미노)벤젠, 1,3,5-트리스(4-(디-2-피리딜아미노)페닐)벤젠, 폴리(1,4-페닐렌비닐렌) 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 3-페닐-4(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸, 2-(4-비페닐)-5(4-터셔리부틸-페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 2,2'-(1,3-페닐렌)비스[5-[4-(1,1-디메틸에틸)페닐]] 및 폴리[2-(6-시아노-6-메틸)헵틸옥시-1,4-페닐렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 호스트 물질을 추가로 포함하는 박막.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 화합물은 호스트 물질로 작용하고, 상기 박막은 유기 염료 또는 인광성 방출자를 추가로 포함하는 박막.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기 염료는 10-(2-벤조티아졸릴)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-[1]벤조-피라노[6,7,8-ij]퀴놀리진-11-온, 3-(2-벤조티아졸릴)- 7-(디에틸아미노)-2H-1-벤조피란-2-온, 4-(디시아노메틸렌)-2-t-부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄롤리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJTB), 루브렌, 4-(디시아노메틸렌)-2-t-부틸-6-(p-디페닐아미노스티릴)-4H-피란(DCTP), 3-(디시아노메틸렌)-5,5-디메틸-1-[(4-디메틸아미노)스티릴]시클로헥센(DCDDC), 6-메틸-3-[3-(1,1,6,6-테트라메틸-10-옥소-2,3,5,6-테트라히드로-1H,4H,10H-11-옥사-3a-아자벤조[de]-안트라센-9-일)아크릴로일]피란-2,4-디온(AAAP), 6,13-디페닐펜타센(DPP), 3-(N-페닐-N-p-톨릴아미노)-9-(N-p-스티릴페닐-N-p-톨릴아미노)페릴렌[(PPA)(PSA)Pe-1] 및 1,1'-디시아노-치환 비스-스티릴나프탈렌 유도체(BSN)로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 박막.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 인광성 방출자는 백금 옥타에틸포르포린(PtOEP) 또는 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(Ⅲ)(Ir(ppy)3)을 포함하는 박막.
  12. 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    용액 코팅에 의해 제조되는 박막.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 용액 코팅은 스핀 코팅, 캐스팅, 마이크로그라비어 코팅, 그라비어 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 와이어 바 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 프린팅, 플렉소 프린팅, 오프셋 프린팅 및 잉크제트 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅을 포함하는 박막.
  14. 애노드, 캐소드 및 청구항 1의 화합물을 포함하는 박막을 포함하고, 상기 박막은 상기 애노드와 캐소드 사이에 배치되어 있는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 박막은 방출층인 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 방출층과 애노드 사이에 배치된 정공 전달층을 추가로 포함하는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 정공 전달층은 폴리아닐린 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)과 폴리(스티렌술폰산)의 혼합물을 포함하는 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 애노드와 정공 전달층 사이에 배치된 정공 주입층을 추가로 포함하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 정공 주입층은 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐(CBP), 4,4',4"-트리(N-카르바졸)트리페닐아민(TCTA), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(TPD), N,N'-비스(1-나프틸)-N,N'-디페닐-1,1"-비페닐-4,4'-디아민(NPB), 폴리(1,4-페닐렌비닐렌) 및 폴리플루오렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 장치.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 방출층과 캐소드 사이에 배치된 전자 전달층을 추가로 포함하는 장치.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 전자 전달층은 알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린), 2-(4-비페닐)-5-(4-터셔리부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 및 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스-[1-페닐-1H-벤즈이미다졸], 3-페닐-4(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸(TAZ), 1,3,4-옥사디아졸, 2,2'-(1,3-페닐렌)비스[5-[4-(1,1-디메틸에틸)페닐]](OXD-7) 및 폴리[2-(6-시아노-6-메틸)헵틸옥시-1,4-페닐렌(CNPP)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 장치.
  22. 청구항 16에 있어서,
    상기 방출층과 캐소드 사이에 배치된 정공 차폐층을 추가로 포함하는 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 정공 차폐층은 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 또는 1,3,5-트리스(페닐-2-벤즈이미다졸릴)벤젠을 포함하는 장치.
  24. 청구항 16에 있어서,
    상기 캐소드와 방출층 사이에서 캐소드에 바로 인접하여 배치된 전자 주입층을 추가로 포함하는 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 전자 주입층은 불화리튬 또는 불화리튬/알루미늄을 포함하는 장치.
  26. 청구항 14에 있어서,
    상기 애노드에 인접하여 배치된 정공 주입층, 상기 정공 주입층에 인접하여 배치된 정공 전달층, 상기 정공 전달층과 캐소드 사이에 배치된 방출층, 상기 방출층과 캐소드 사이에 배치된 전자 전달층, 상기 전자 전달층과 캐소드 사이에 배치된 정공 차폐층 및 상기 정공 차폐층과 캐소드 사이에 배치된 전자 주입층을 추가로 포함하며, 상기 정공 전달층, 방출층 및 전자 전달층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 층 중 적어도 하나는 상기 박막을 포함하는 장치.
  27. 애노드;
    상기 애노드 위에 배치되고, 청구항 1의 화합물을 포함하는 방출층; 및
    상기 방출층 위에 배치된 캐소드를 포함하는 장치.
  28. 애노드;
    상기 애노드 위에 배치된 정공 전달층;
    상기 정공 전달층 위에 배치된 방출층;
    상기 방출층 위에 배치된 전자 전달층; 및
    상기 전자 전달층 위에 배치된 캐소드를 포함하고,
    상기 정공 전달층, 방출층 및 전자 전달층 중 적어도 하나는 청구항 1의 화합물을 포함하는 장치.
  29. 애노드;
    상기 애노드 위에 배치된 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 위에 배치된 정공 전달층;
    상기 정공 전달층 위에 배치된 방출층;
    상기 방출층 위에 배치된 전자 전달층; 및
    상기 전자 전달층 위에 배치된 정공 차폐층;
    상기 정공 차폐층 위에 배치된 전자 주입층;
    상기 전자 주입층 위에 배치된 캐소드를 포함하고,
    상기 정공 전달층, 방출층 및 전자 전달층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 층 중 적어도 하나는 청구항 1의 화합물을 포함하는 장치.
  30. 청구항 14에 있어서,
    상기 애노드는 금, 은, 인듐 주석 옥사이드 및 전도성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질의 층을 포함하는 장치.
  31. 청구항 14에 있어서,
    상기 캐소드는 바륨, 칼슘, 마그네슘, 인듐, 알루미늄, 이테르븀, 칼슘:은 합금, 알루미늄:리튬 합금 및 마그네슘:은 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 장치.
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
KR1020097011504A 2006-12-08 2006-12-08 아릴아민 화합물 및 전자 장치 KR101434632B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SG2006/000383 WO2008069756A1 (en) 2006-12-08 2006-12-08 Arylamine compounds and electronic devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090097862A KR20090097862A (ko) 2009-09-16
KR101434632B1 true KR101434632B1 (ko) 2014-08-27

Family

ID=39492483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097011504A KR101434632B1 (ko) 2006-12-08 2006-12-08 아릴아민 화합물 및 전자 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8518559B2 (ko)
EP (1) EP2121573A4 (ko)
JP (1) JP5121848B2 (ko)
KR (1) KR101434632B1 (ko)
CN (1) CN101573324B (ko)
TW (1) TWI435861B (ko)
WO (1) WO2008069756A1 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528945B1 (ko) * 2007-07-27 2015-06-15 도레이 카부시키가이샤 발광 소자 재료 및 발광 소자
KR102252370B1 (ko) * 2007-12-03 2021-05-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 카바졸 유도체, 및 카바졸 유도체를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
CN102356060B (zh) * 2009-03-19 2014-09-17 三井化学株式会社 芳香族胺衍生物及使用其的有机场致发光元件
JP5617202B2 (ja) * 2009-07-24 2014-11-05 三菱化学株式会社 有機化合物、電荷輸送材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機ｅｌディスプレイ及び有機ｅｌ照明
JP5709752B2 (ja) 2009-08-19 2015-04-30 出光興産株式会社 芳香族アミン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US8455042B2 (en) 2009-11-17 2013-06-04 General Electric Company Method for making material useful in optoelectronic device, the material and the optoelectronic device
JP5623996B2 (ja) 2010-09-21 2014-11-12 株式会社半導体エネルギー研究所 カルバゾール誘導体
JP5872861B2 (ja) 2010-11-30 2016-03-01 株式会社半導体エネルギー研究所 カルバゾール化合物
US9269908B2 (en) * 2011-04-21 2016-02-23 Nano And Advanced Materials Institute Limited Bipolar compound as a host material for organic light emitting diodes
KR20130009619A (ko) * 2011-07-06 2013-01-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치 및 전자 기기
KR101701246B1 (ko) * 2011-08-05 2017-02-03 삼성디스플레이 주식회사 카바졸계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20210034702A (ko) 2012-08-03 2021-03-30 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 장치 및 조명 장치
CN104269493B (zh) * 2014-10-13 2017-02-01 山东大学 一种有机单晶自旋二极管及其制备方法
CN104409645B (zh) * 2014-11-07 2017-05-24 南京邮电大学 一种暖白光oled器件及其制备方法
JP6613561B2 (ja) * 2014-12-12 2019-12-04 日立化成株式会社 有機エレクトロニクス材料及び有機エレクトロニクス素子
KR101688222B1 (ko) * 2015-06-29 2016-12-22 한국기계연구원 태양전지용 정공수송층 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
EP3257849A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-20 Solvay SA Organic semiconductor composition and semiconducting layer obtained therefrom
KR102710980B1 (ko) * 2016-06-28 2024-09-27 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102192216B1 (ko) * 2017-12-26 2020-12-16 주식회사 엘지화학 아민계 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102275231B1 (ko) * 2018-05-11 2021-07-08 주식회사 엘지화학 함질소 고리 화합물 및 이를 포함하는 색변환 필름
CN110105264A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 电致发光材料、电致发光材料的制备方法及发光器件
CN110105333A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 电致发光材料、电致发光材料的制备方法及发光器件
CN110483529B (zh) * 2019-08-09 2021-04-13 宁波卢米蓝新材料有限公司 一种稠杂环化合物及其应用
TWI826984B (zh) * 2021-05-07 2023-12-21 大立碳易股份有限公司 導電高分子材料的用途

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11167992A (ja) * 1997-12-05 1999-06-22 Mitsui Chem Inc 有機電界発光素子

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0679164B2 (ja) * 1986-02-28 1994-10-05 キヤノン株式会社 電子写真感光体
US5514878A (en) * 1994-03-18 1996-05-07 Holmes; Andrew B. Polymers for electroluminescent devices
DE69608446T3 (de) * 1995-07-28 2010-03-11 Sumitomo Chemical Company, Ltd. 2,7-aryl-9-substituierte fluorene und 9-substituierte fluorenoligomere und polymere
US6727008B1 (en) 1997-04-30 2004-04-27 Agilent Technologies, Inc. Oxadiazole blue-emitting organic LED's
EP0879868B1 (en) 1997-05-19 2002-04-03 Canon Kabushiki Kaisha Organic compound and electroluminescent device using the same
JP3508984B2 (ja) * 1997-05-19 2004-03-22 キヤノン株式会社 有機化合物及び該有機化合物を用いた発光素子
JP3877419B2 (ja) 1998-02-03 2007-02-07 三井化学株式会社 有機電界発光素子
JP2000012225A (ja) * 1998-06-26 2000-01-14 Sony Corp 有機電界発光素子
JP3820752B2 (ja) * 1998-06-26 2006-09-13 ソニー株式会社 有機電界発光素子
JP2000091077A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Sony Corp 有機電界発光素子
JP4741049B2 (ja) 1999-10-04 2011-08-03 ケミプロ化成株式会社 新規複素環含有アリールアミン化合物およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセント素子
ATE284910T1 (de) 2000-01-05 2005-01-15 Cambridge Display Tech Ltd Polymere, ihre herstellung und verwendung
US6660410B2 (en) * 2000-03-27 2003-12-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element
TW531901B (en) * 2000-04-27 2003-05-11 Semiconductor Energy Lab Light emitting device
DE60125202T2 (de) 2000-09-26 2007-11-08 Cambridge Display Technology Ltd. Polymere und ihre verwendungen
US6893743B2 (en) * 2000-10-04 2005-05-17 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent device
KR100379810B1 (ko) * 2000-11-07 2003-04-11 삼성에스디아이 주식회사 전하공급 균형을 높인 전기발광 고분자 및 그를 이용한전기발광 소자
GB0028439D0 (en) * 2000-11-21 2001-01-10 South Bank Univ Entpr Ltd Elecroluminescent device
JP3577510B2 (ja) 2001-07-04 2004-10-13 大阪大学長 エレクトロルミネッセンス素子用材料、アモルファス膜、及びエレクトロルミネッセンス素子
US6699597B2 (en) 2001-08-16 2004-03-02 3M Innovative Properties Company Method and materials for patterning of an amorphous, non-polymeric, organic matrix with electrically active material disposed therein
JP2003068472A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Hitachi Ltd 有機発光素子およびそれを用いた有機発光表示装置
KR100577179B1 (ko) 2001-10-30 2006-05-10 엘지전자 주식회사 유기 전계 발광 소자
DE10153450A1 (de) 2001-10-30 2003-05-22 Covion Organic Semiconductors Verfahren zur Herstellung von Arylaminen
KR100454242B1 (ko) * 2001-12-28 2004-10-26 한국디엔에스 주식회사 웨이퍼 건조 방법
US20030230980A1 (en) * 2002-06-18 2003-12-18 Forrest Stephen R Very low voltage, high efficiency phosphorescent oled in a p-i-n structure
US7056601B2 (en) * 2003-10-24 2006-06-06 Eastman Kodak Company OLED device with asymmetric host
US8198801B2 (en) 2004-03-19 2012-06-12 Lg Chem, Ltd. Materials for injecting or transporting holes and organic electroluminescence devices using the same
JP4991524B2 (ja) 2004-05-04 2012-08-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 励起子伝導性化合物を含有する電界発光性化合物
US7494722B2 (en) * 2005-02-23 2009-02-24 Eastman Kodak Company Tandem OLED having an organic intermediate connector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11167992A (ja) * 1997-12-05 1999-06-22 Mitsui Chem Inc 有機電界発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP5121848B2 (ja) 2013-01-16
EP2121573A4 (en) 2010-08-11
US20100133519A1 (en) 2010-06-03
JP2010511700A (ja) 2010-04-15
CN101573324A (zh) 2009-11-04
TWI435861B (zh) 2014-05-01
US8518559B2 (en) 2013-08-27
WO2008069756A8 (en) 2008-08-28
KR20090097862A (ko) 2009-09-16
EP2121573A1 (en) 2009-11-25
WO2008069756A1 (en) 2008-06-12
CN101573324B (zh) 2013-11-20
TW200837037A (en) 2008-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101434632B1 (ko) 아릴아민 화합물 및 전자 장치
EP2760846B1 (en) Spirobifluorene compounds for light emitting devices
KR101720395B1 (ko) 방향족 아민 유도체 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자
JP5301792B2 (ja) 有機発光素子および有機発光素子を備える平板表示装置
JP7365733B2 (ja) ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子
US20080122344A1 (en) Organic light emitting compound and organic light emitting device comprising the same, and method of manufacturing the organic light emitting device
KR100696528B1 (ko) 트리아릴아민계 화합물, 그 제조방법 및 이를 이용한 유기발광 표시 소자
KR20140056215A (ko) 질소 함유 방향족 복소환 유도체 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자
US20070262704A1 (en) Carbazole-based Compounds and Their Application
WO2016021815A1 (ko) 유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR20150012974A (ko) 새로운 유기전계발광소자용 화합물 및 그를 포함하는 유기전계발광소자
WO2018230860A1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광소자
CN114040916A (zh) 新型硼化合物及包括该新型硼化物的有机发光元件
KR20200096158A (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
JP2003221579A (ja) 有機発光材料
JPWO2003050201A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子材料
JP2014208602A (ja) 新規イミダゾール化合物、電子デバイス用材料、発光素子、電子デバイス及びその製造方法
Gudeika et al. High-triplet-energy derivatives of indole and carbazole as hosts for blue phosphorescent organic light-emitting diodes
KR101880286B1 (ko) 유기 발광 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102118689B1 (ko) 유기전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전자소자 및 유기전자소자를 포함하는 표시장치
JP2004002806A (ja) ポリ（シラニレン−ジエチニルアリーレン）および正孔輸送性材料
JP2013185099A (ja) 有機発光素子ならびにそれに用いる発光材料および化合物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170814

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180817

Year of fee payment: 5