KR101625235B1 - 전계발광 소자 - Google Patents

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페터 뮤러
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Abstract

본 발명은 특히 인광 화합물의 호스트로서 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 전자 소자, 특히 전계발광 소자에 관한 것이다. 호스트는 인광 물질과 함께 기능하여 전계발광 소자의 개선된 효율성, 안정성, 제조가능성 또는 스펙트럼 특징을 제공할 수 있다.
[화학식 I]

Description

전계발광 소자 {ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은 특히 인광 화합물의 호스트로서 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 전자 소자, 특히 전계발광 소자에 관한 것이다.
[화학식 I]
Figure 112010024681916-pct00001
상기 호스트는 인광 물질과 함께 기능하여 전계발광 소자의 개선된 효율성, 안정성, 제조가능성 또는 스펙트럼 특징을 제공할 수 있다.
JP2007223921은 유기 전계발광 소자용 전자-수송층, 호스트 물질 등으로서 유용한 하기 화학식의 화합물에 관한 것이다.
Figure 112010024681916-pct00002
식 중, R1 내지 R6은 H 또는 Q (=
Figure 112010024681916-pct00003
)이고, R1 내지 R6 중 적어도 하나는 Q이고, Q에 있어서 X1 내지 X5는 H, C1-10알킬, 아릴이고, X1 내지 X5 중 적어도 하나는 SiRaRbRc이고, SiRaRbRc에 있어서 Ra, Rb, Rc는 H, OH, C1 - 10알킬, 알콕시, 아릴이다.
KR2007102243은 하기 화학식의 트리페닐렌 유도체에 관한 것이다. 트리페닐렌 유도체는 높은 유리 전이 온도를 가지고, 유기 발광 다이오드의 발광 물질로서 사용할 수 있다.
Figure 112010024681916-pct00004
식 중, R1 내지 R4는 H, C1 내지 C10알킬 또는 알콕실, 할로겐, 시아노기, 니트로기 등이다.
KR2006107720은 높은 유리 전이 온도를 가지고 열 안정성이 우수한 트리페닐렌 유도체, 및 이 트리페닐렌 유도체를 정공 주입 물질, 정공 수송 물질 또는 발광층 물질로서 함유하는 유기 발광 다이오드에 관한 것이다. 트리페닐렌 유도체는 하기 화학식으로 나타내어진다.
Figure 112010024681916-pct00005
식 중, R1 및 R2는 치환되거나 비치환된 C6 내지 C14아릴기이다.
JP11092420은 액정 물질로서 유용한 하기 화학식의 트리페닐렌 유도체에 관한 것이다.
Figure 112010024681916-pct00006
식 중, Ar1 내지 Ar6은 각각 아릴 등이고, R11 내지 R16은 각각 화학식
Figure 112010024681916-pct00007
(식 중, R1 내지 R3은 각각, 예를 들어, H임)이고, R21 내지 R26은 각각, 예를 들어, 알킬이고, m1 내지 m6은 각각 0 또는 1이고, n1 내지 n6은 각각 0, 1 또는 2이다. 하기 화합물이 명시적으로 개시되어 있다:
Figure 112010024681916-pct00008
JP11251063에는 유기 EL 부재의 성분 물질로서 사용되는, 예를 들어
Figure 112010024681916-pct00009
와 같은 화학식
Figure 112010024681916-pct00010
으로 나타내어지는 트리페닐렌 화합물이 기재되어 있다. 상기 식 중, R1 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록실기, 치환되거나 비치환된 아미노기, 니트로기, 시아노기, 치환되거나 비치환된 알킬기, 치환되거나 비치환된 알케닐기, 치환되거나 비치환된 시클로알킬기, 치환되거나 비치환된 알콕시기, 치환되거나 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환되거나 비치환된 방향족 헤테로사이클기, 치환되거나 비치환된 아르알킬기, 치환되거나 비치환된 아릴옥시기, 치환되거나 비치환된 알콕시카르보닐기 또는 카르복실기를 나타낸다. R1 내지 R12는 이들로부터 두 개의 고리를 형성할 수 있다.
JP2005259472는 전극 쌍 사이에 상호 인접한 발광층 및 차단층을 포함한 유기층을 가지고, 상기 발광층 내에 인광 물질을 함유하며, 상기 차단층 내에 트리페닐렌 화합물을 함유하는 유기 전계발광 부재에 관한 것이다.
명시적으로 개시된 트리페닐렌 화합물의 예, 예컨대
Figure 112010024681916-pct00011
,
Figure 112010024681916-pct00012
및
Figure 112010024681916-pct00013
은 적어도 두 개의 비치환된 트리페닐기를 포함한다.
US6492041은 애노드, 캐쏘드 및 상기 애노드와 캐쏘드 사이에 배치된 적어도 하나의 유기 박막층을 포함하고, 상기 하나 또는 둘 이상의 유기 박막층은 발광층을 포함하고, 상기 하나 또는 상기 둘 이상의 유기 박막층 중 적어도 하나는 하기 화학식 [1]로 표시되는 화합물을 포함하는 유기발광 (EL) 소자에 관한 것이다.
Figure 112010024681916-pct00014
식 중, R1 내지 R12 각각은 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록실기, 치환되거나 비치환된 아미노기, 니트로기, 시아노기, 치환되거나 비치환된 알킬기, 치환되거나 비치환된 알케닐기, 치환되거나 비치환된 시클로알킬기, 치환되거나 비치환된 알콕시기, 치환되거나 비치환된 방향족 탄화수소, 치환되거나 비치환된 방향족 헤테로시클릭기, 치환되거나 비치환된 아르알킬기, 치환되거나 비치환된 아릴옥시기, 치환되거나 비치환된 알콕시카르보닐기 또는 카르복실기를 나타내고, R1 내지 R12 각각은 상기 원자 및 기 중 두 개로 형성된 고리일 수 있으며, R1 내지 R12 중 적어도 하나는 -NAr1Ar2로 표시되는 디아릴아미노기이고, 여기서 Ar1 및 Ar2 각각은 독립적으로 탄소수 6 내지 20개의 아릴기를 나타내고, Ar1 및 Ar2 중 하나는 치환되거나 비치환된 스티릴기를 치환기로서 갖고 Ar1 및 Ar2 중 나머지 하나는 치환되거나 비치환된 스티릴기를 치환기로서 갖지 않는다. 상기 화학식 [1]의 화합물은 정공 수송 물질로서 사용된다.
JP2006143845는 예를 들어
Figure 112010024681916-pct00015
및
Figure 112010024681916-pct00016
와 같은 화학식
Figure 112010024681916-pct00017
의 화합물에 관한 것이다. 상기 식 중, Z1, Z2는 방향족 탄화수소 고리, 방향족 헤테로시클릭 고리이고, R1 내지 R3은 H 또는 치환기이고, n1은 0 내지 3이고, n2, n3은 0 내지 4이고, L1은 연결기, 단일 결합이다. 상기 화합물은 높은 발광 효율성 및 긴 수명을 나타낸다.
WO2006038709에는 하기 화학식으로 나타내어지는 화합물이 기재되어 있다.
Figure 112010024681916-pct00018
식 중, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 화학식 -C≡CSiRaRbRc로 나타내어지는 치환기이되, 단 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 화학식 -C≡CSiRaRbRc로 나타내어지는 치환기이고, Ra, Rb, Rc은 각각 독립적으로 C1 내지 C10 지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기이다. 상기 화합물은 할로겐화 트리페닐렌 화합물
Figure 112010024681916-pct00019
(식 중, X1 내지 X6은 각각 독립적으로 H, Br 또는 요오도이되, 단 X1 내지 X6 중 적어도 하나는 Br 또는 요오도임)과 화학식 HC≡CSiRaRbRc (식 중, Ra, Rb, Rc는 상기 정의와 같음)의 실릴아세틸렌을 커플링시켜 제조한다. 1종 이상의 화학식
Figure 112010024681916-pct00020
의 화합물 및 인광 도판트를 함유하는 발광층을 포함하는 유기 전계발광 소자가 또한 개시되어 있다. 화학식
Figure 112010024681916-pct00021
(식 중, X1 내지 X6은 각각 Br임)의 화합물이 명시적으로 개시되어 있다.
US2005025993은 애노드, 캐쏘드, 상기 애노드와 캐쏘드 사이에 배치된 제1 유기층 (여기서 제1 유기층은 애노드와 캐쏘드 사이에 전압이 인가되면 인광을 방출하는 물질을 포함함), 및 제1 유기층과 캐쏘드 사이에 배치된 제2 유기층 (여기서 제2 유기층은 제1 유기층과 직접 접촉하고, 제2 유기층은 비-헤테로시클릭 방향족 탄화수소 물질, 예컨대,
Figure 112010024681916-pct00022
를 포함함)을 포함하는 전계발광 소자에 관한 것이다.
JP2006104124는 하기 화학식 (I)의 화합물에 관한 것이다.
Figure 112010024681916-pct00023
식 중, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 화학식 -C≡CSiRaRbRc로 나타내어지는 치환기이되, 단 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 화학식 -C≡CSiRaRbRc로 나타내어지는 치환기이고, Ra, Rb, Rc는 각각 독립적으로 C1 - 10지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기이다. 1종 이상의 화합물 I 및 인광 도판트를 함유하는 발광층을 갖는 유기 전계발광 소자가 또한 개시되어 있다.
WO2006047119 (US2006/0088728)는 애노드, 캐쏘드, 및 상기 애노드와 캐쏘드 사이에 배치된 방출층을 포함하는 소자에 관한 것이며, 상기 방출층은 호스트 및 도판트를 포함하고, 상기 호스트 물질은 하기 화학식 III의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure 112010024681916-pct00024
식 중, 각 R은 비치환, 단일-, 이중- 또는 삼중-치환을 나타내고, 여기서 치환기는 동일 또는 상이하며, 각각은 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 티오알콕시, 할로, 할로알킬, 시아노, 카르보닐, 카르복실, 헤테로아릴 및 치환된 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며, 각 화합물 I, II, III 또는 IV에서 적어도 하나의 R은 카르바졸기를 포함한다.
하기 화합물이 WO2006047119에 명시적으로 개시되어 있다.
Figure 112010024681916-pct00025
WO2006130598은 적어도 두 개의 치환기를 갖고 분자량이 1400 미만인 하기 화학식의 트리페닐렌 화합물 및 인광 물질을 포함하는 방출층에 관한 것이다.
Figure 112010024681916-pct00026
식 중, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12는 각각 독립적으로 H, 또는 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 알킬, 아릴킬, 헤테로알킬, 알케닐 및 알키닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기이다. 바람직하고 예로써 명시적으로 개시되어 있는 화합물에서, R9 및 R12 중 적어도 하나는 수소이다.
US2007087223은 디벤조[a,c]안트라센 골격의 9-위치 및 14-위치 중 적어도 하나에서 아미노 화합물 기로 치환되고, 하기 화학식 (1) 또는 (2)로 나타내어지는 디벤조안트라센 유도체에 관한 것이다.
Figure 112010024681916-pct00027
Figure 112010024681916-pct00028
식 중, X1, X2 및 X는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 아릴렌기 또는 치환되거나 비치환된 2가 헤테로시클릭기를 나타내고,
A, B, D 및 D'는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 알킬기, 치환되거나 비치환된 아릴기 또는 치환되거나 비치환된 헤테로시클릭기를 나타내고, 인접 기들이 서로 융합하여 고리를 형성할 수 있고,
Y1 내지 Y12 및 R1은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환되거나 비치환된 알킬기, 알콕시기, 치환되거나 비치환된 아릴기 또는 치환되거나 비치환된 헤테로시클릭기를 나타내고, Y1 내지 Y12 및 R1이 수소 원자 또는 할로겐 원자 이외의 것일 경우, Y1 내지 Y12 및 R1은 인접 기들이 서로 융합하여 고리를 형성할 수 있다. 디벤조안트라센 유도체가 발광 물질로 사용된다.
이러한 개발에도 불구하고, 신규한 호스트 물질, 특히 인광 물질과 함께 기능하여 전계발광 소자의 개선된 효율성, 안정성, 제조가능성 및/또는 스펙트럼 특징을 제공할 호스트를 포함하는 EL 소자에 대한 요구가 여전히 존재한다.
따라서, 본 발명은 하기 화학식 I, 특히 하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 포함하는 전자 소자, 특히 EL 소자를 제공한다.
[화학식 I]
Figure 112010024681916-pct00029
[화학식 II]
Figure 112010024681916-pct00030
[화학식 III]
Figure 112010024681916-pct00031
식 중, R1 및 R2는 서로에 대해 독립적으로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기이고,
R3 및 R4는 서로에 대해 독립적으로 수소, 또는 임의로 치환될 수 있는 C1-C25알킬기, C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기이고,
X1은
Figure 112010024681916-pct00032
, -NA1A1', -P(=O)A4A4', -SiA6A7A8, 임의로 치환될 수 있는 C10-C28아릴기 또는 임의로 치환될 수 있는 C2-C30헤테로아릴기, 특히 전자 부족 헤테로아릴기이고,
X2는
Figure 112010024681916-pct00033
, -NA2A2', -P(=O)A5A5', -SiA6'A7'A8', 임의로 치환될 수 있는 C10-C28아릴기 또는 임의로 치환될 수 있는 C2-C30헤테로아릴기, 특히 전자 부족 헤테로아릴기이고,
Ar 및 Ar'은 서로에 대해 독립적으로 -O-가 임의로 개재될 수 있는 C1-C25알킬 또는 C1-C25알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 임의로 치환될 수 있는 C6-C14아릴, 예컨대 페닐 또는 나프틸이고,
L1 및 L2는 서로에 대해 독립적으로 단일 결합 또는 가교 단위 BU, 예컨대
Figure 112010024681916-pct00034
이고,
R5 및 R6은 서로에 대해 독립적으로 할로겐 또는 유기 치환기이거나,
서로에 인접한 R5 및 R6은 함께 임의로 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 또는 고리계를 형성하고,
A1, A2, A1' 및 A2'는 서로에 대해 독립적으로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기이거나,
A1 및 A1' 또는 A2 및 A2' 또는 A3 및 A3'은 이들이 결합된 질소 원자와 함께 헤테로방향족 고리 또는 고리계, 예컨대
Figure 112010024681916-pct00035
또는
Figure 112010024681916-pct00036
(식 중, m'은 0, 1 또는 2임)를 형성하고,
A4, A4', A6, A7, A8, A5, A5', A6', A7' 및 A8'는 서로에 대해 독립적으로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기이고,
m1은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, 0, 1, 2, 3 또는 4, 특히 0, 1 또는 2, 매우 특히 0 또는 1이고,
R119 및 R120은 서로에 대해 독립적으로 C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, 또는 C7-C25아르알킬이거나,
R119 및 R120은 함께 화학식 =CR121R122 (식 중, R121 및 R122는 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 또는 G로 치환된 C2-C20헤테로아릴임)의 기를 형성하거나,
R119 및 R120은 함께 C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬 또는 -C(=O)-R127로 임의로 치환될 수 있는 5 또는 6원 고리를 형성하고,
R127은 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
D는 -CO-, -COO-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -NR65-, -SiR70R71-, -POR72-, -CR63=CR64- 또는 -C≡C-이고,
E는 -OR69, -SR69, -NR65R66, -COR68, -COOR67, -CONR65R66, -CN 또는 할로겐이고,
G는 E 또는 C1-C18알킬이고,
R63 및 R64는 서로에 대해 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이거나,
R65, R65' 및 R66은 서로에 대해 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이거나,
R65 및 R66은 함께 5 또는 6원 고리를 형성하고,
R67은 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R68은 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R69는 C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R70 및 R71은 서로에 대해 독립적으로 C1-C18알킬, C6-C18아릴, 또는 C1-C18알킬로 치환된 C6-C18아릴이고,
R72는 C1-C18알킬, C6-C18아릴, 또는 C1-C18알킬로 치환된 C6-C18아릴이고,
R41은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, Cl, F, CN, NR45R45', C1-C25알킬기, C4-C18시클로알킬기, C1-C25알콕시기 (여기서 서로에 인접하지 않은 하나 이상의 탄소 원자는 -NR45-, -O-, -S-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-O-로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 수소 원자는 F로 교체될 수 있음), C6-C24아릴기 또는 C6-C24아릴옥시기 (여기서 하나 이상의 탄소 원자는 O, S 또는 N으로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-방향족기 R41로 치환될 수 있음)이거나,
두 개 이상의 기 R41은 고리계를 형성하고,
R45 및 R45'은 서로에 대해 독립적으로 C1-C25알킬기, C4-C18시클로알킬기 (여기서 서로에 인접하지 않은 하나 이상의 탄소 원자는 -NR45 "-, -O-, -S-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)-O-로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 수소 원자는 F로 교체될 수 있음), C6-C24아릴기 또는 C6-C24아릴옥시 (여기서 하나 이상의 탄소 원자는 O, S 또는 N으로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-방향족기 R41로 치환될 수 있음)이고,
R45 "는 C1-C25알킬기 또는 C4-C18시클로알킬기이고,
m은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, 0, 1, 2 또는 3, 특히 0, 1 또는 2, 매우 특히 0 또는 1이다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 I, 특히 하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물에 관한 것이다.
[화학식 I]
Figure 112010024681916-pct00037
[화학식 II]
Figure 112010024681916-pct00038
[화학식 III]
Figure 112010024681916-pct00039
식 중, X1, X2, R1, R2, R3, R4, R5, R6 및 m은 상기 정의와 같다.
본 발명의 화합물은 고체 상태에서 무정형인 경향이 있기 때문에 승화에 의해 또는 용액으로부터 가공할 수 있다.
본 발명의 전자 소자는 바람직하게는 전계발광 (EL) 소자이다. 화학식 I의 화합물은 인광 화합물에 대한 호스트로서 유기 발광 다이오드 (OLED)에 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 화학식 I의 화합물을 포함하는 전계발광 소자, 특히 캐쏘드, 애노드 및 화학식 I의 화합물인 호스트 물질과 인광성 발광 물질을 함유하는 캐쏘드와 애노드 사이의 발광층을 포함하는 전계발광 소자를 제공한다. 또한, 화학식 I의 화합물은 정공 또는 전자 차단 물질 및/또는 정공 또는 전자 수송 물질로서 사용할 수 있다.
바람직하게는, 화학식 I의 화합물은 하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물, 특히 화학식 IIa 및/또는 IIIa에 따른 화합물이다.
[화학식 II]
Figure 112010024681916-pct00040
[화학식 III]
Figure 112010024681916-pct00041
[화학식 IIa]
Figure 112010024681916-pct00042
[화학식 IIIa]
Figure 112010024681916-pct00043
본 발명의 화합물은 R1 및 R2가 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, R1 및 R2는 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기, 예컨대
Figure 112010024681916-pct00044
이고, 식 중, R7, R8 및 R9는 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C18알킬, C1-C18알콕시 또는 O가 개재된 C1-C18알킬이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, R1 및 R2는 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기이고, R3은 수소이고, R4는 임의로 치환될 수 있는 C1-C25알킬기 또는 C6-C24아릴기이거나, R3 및 R4는 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기이다. 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기의 예는
Figure 112010024681916-pct00045
이고, 식 중, R7, R8 및 R9는 상기 정의와 같다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에서, R1 및 R2는 임의로 치환될 수 있는 C2-C30헤테로아릴기이고, R3은 수소이고, R4는 임의로 치환될 수 있는 C2-C30헤테로아릴기이거나 R3 및 R4는 임의로 치환될 수 있는 C2-C30헤테로아릴기이다. 임의로 치환될 수 있는 C2-C30헤테로아릴기의 예는 화학식
Figure 112010024681916-pct00046
의 화합물이고, 식 중, R7, R8 및 R9는 상기 정의와 같다.
L1 및 L2의 예는 단일 결합, -(CR47=CR48)m2-, -(Ar3)m3-, -[Ar3(Y1)m5]m4-, -[(Y1)m5Ar3]m4- 또는 -[Ar3(Y2)m5Ar4]m4-이고, 식 중, Y1, Y2, R47, R48, Ar3, Ar4, m2, m3, m4 및 m5는 하기 정의와 같다. 바람직하게는, L1 및 L2는 단일 결합 또는 화학식
Figure 112010024681916-pct00047
의 가교 단위 BU이다.
-L1-X1 및 -L2-X2의 예는
Figure 112010024681916-pct00048
이고, 식 중, R200은 -O-가 임의로 개재될 수 있는 C1-C25알킬, 또는 C1-C25알콕시;
Figure 112010024681916-pct00049
및
Figure 112010024681916-pct00050
이고, R116 및 R117은 하기 정의와 같다. -L1-X1은 바람직하게는 기
Figure 112010024681916-pct00051
또는 -NA1A1'이다. -L2-X2는 바람직하게는 기
Figure 112010024681916-pct00052
또는 -NA2A2'이다. X1 및 X2는 상이할 수 있으나, 동일한 것이 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, -L1-X1 및 -L2-X2는 서로에 대해 독립적으로 화학식
Figure 112010024681916-pct00053
, -NA1A1'의 기 또는 기
Figure 112010024681916-pct00054
(식 중, A1, A1', A3 및 A3'은 서로에 대해 독립적으로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기, 특히 임의로 치환될 수 있는 페닐, 나프틸, 안트릴, 바이페닐릴, 2-플루오레닐, 페난트릴 또는 페릴레닐, 예컨대
Figure 112010024681916-pct00055
Figure 112010024681916-pct00056
이거나, A1 및 A1', 또는 A3 및 A3'은 이들이 결합된 질소 원자와 함께 헤테로방향족 고리 또는 고리계, 예컨대
Figure 112010024681916-pct00057
또는
Figure 112010024681916-pct00058
(식 중, m'은 0, 1 또는 2이고, m1은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, 0, 1, 2, 3 또는 4, 특히 0, 1 또는 2, 매우 특히 0 또는 1임)을 형성하고,
R116, R117 및 R117'은 서로에 대해 독립적으로 H, 할로겐, -CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬, -C(=O)-R127, -C(=O)OR127 또는 -C(=O)NR127R126이거나,
서로에 인접한 치환기 R116, R117 및 R117'은 고리를 형성할 수 있고,
R119 및 R120은 상기 정의와 같고,
R126 및 R127은 서로에 대해 독립적으로 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
BU는
Figure 112010024681916-pct00059
(식 중, R41은 상기 정의와 같고, m1은 상기 정의와 같음)임)이거나,
-L1-X1 및 -L2-X2는 서로에 대해 독립적으로 기
Figure 112010024681916-pct00060
Figure 112010024681916-pct00061
(식 중, R116, R116', R117 및 R117'은 서로에 대해 독립적으로 H, 할로겐, -CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬, -C(=O)-R127, -C(=O)OR127 또는 -C(=O)NR127R126이거나, 서로에 인접한 치환기 R116, R116', R117 및 R117'은 고리를 형성할 수 있고,
R126 및 R127은 서로에 대해 독립적으로 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
D, E 및 G는 상기 정의와 같음)이거나,
-L1-X1 및 -L2-X2는 서로에 대해 독립적으로 기
Figure 112010024681916-pct00062
Figure 112010024681916-pct00063
Figure 112010024681916-pct00064
(식 중, R116, R117 및 R117'은 상기 정의와 같음)이다.
더욱 바람직한 것은 -L1-X1 및 -L2-X2가 서로에 대해 독립적으로 화학식
Figure 112010024681916-pct00065
, -NA1A1'의 기 또는 기
Figure 112010024681916-pct00066
(식 중, A1, A1', A3 및 A3'은 서로에 대해 독립적으로
Figure 112010024681916-pct00067
또는
Figure 112010024681916-pct00068
이거나, A3 및 A3'은 이들이 결합된 질소 원자와 함께 화학식
Figure 112010024681916-pct00069
의 기를 형성하고,
R116 및 R117은 서로에 대해 독립적으로 -O-가 임의로 개재될 수 있는 C1-C25알킬 또는 C1-C25알콕시이고,
BU는
Figure 112010024681916-pct00070
이고,
R41은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, -O-가 임의로 개재될 수 있는 C1-C25알킬 또는 C1-C25알콕시이고,
m1은 0, 1 또는 2임)인
화학식 I의 화합물이다.
바람직하게는, R116, R116', R117 및 R117'은 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C12알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, 이소펜틸, n-헥실, 2-에틸헥실 또는 n-헵틸, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C12알킬, 예컨대 -CH2OCH3, -CH2OCH2CH3, -CH2OCH2CH2OCH3 또는 -CH2OCH2CH2OCH2CH3, C6-C14아릴, 예컨대 페닐, 나프틸 또는 바이페닐릴, C5-C12시클로알킬, 예컨대 시클로헥실, G로 치환된 C6-C14아릴, 예컨대 -C6H4OCH3, -C6H4OCH2CH3, -C6H3(OCH3)2 또는 -C6H3(OCH2CH3)2, -C6H4CH3, -C6H3(CH3)2, -C6H2(CH3)3 또는 -C6H4tBu이다.
바람직하게는, R119 및 R120은 서로에 대해 독립적으로 C1-C12알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 헥실, 옥틸 또는 2-에틸-헥실, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C12알킬, 예컨대 -CH2(OCH2CH2)wOCH3 (식 중, w는 1, 2, 3 또는 4임), C6-C14아릴, 예컨대 페닐, 나프틸 또는 바이페닐릴, G로 치환된 C6-C14아릴, 예컨대 -C6H4OCH3, -C6H4OCH2CH3, -C6H3(OCH3)2, -C6H3(OCH2CH3)2, -C6H4CH3, -C6H3(CH3)2, -C6H2(CH3)3 또는 -C6H4tBu이거나, R119 및 R120은 함께 C1-C8알킬로 임의로 치환될 수 있는 4 내지 8 원 고리, 특히 5 또는 6 원 고리, 예컨대 시클로헥실 또는 시클로펜틸을 형성한다.
D는 바람직하게는 -CO-, -COO-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -NR65- (식 중, R65는 C1-C12알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸 또는 sec-부틸, 또는 C6-C14아릴, 예컨대 페닐, 나프틸 또는 바이페닐릴임)이다.
E는 바람직하게는 -OR69, -SR69, -NR65R65, -COR68, -COOR67, -CONR65R65 또는 -CN이고, 식 중, R65, R67, R68 및 R69는 서로에 대해 독립적으로 임의로 치환될 수 있는 C1-C12알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, 헥실, 옥틸 또는 2-에틸-헥실, 또는 C6-C14아릴, 예컨대 페닐, 나프틸 또는 바이페닐릴이다.
G는 E와 바람직한 바가 동일하거나, C1-C18알킬, 특히 C1-C12알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, 헥실, 옥틸 또는 2-에틸-헥실이다.
Figure 112010024681916-pct00071
의 예는
Figure 112010024681916-pct00072
이고, 식 중, m' = 2이고, R41은 H 또는 C1-C18알킬이다.
기
Figure 112010024681916-pct00073
의 예는 하기와 같다.
Figure 112010024681916-pct00074
Figure 112010024681916-pct00075
및
Figure 112010024681916-pct00076
식 중, R41, R116, R117, R119, R120 및 m은 상기 정의와 같다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에서, X1 및 X2는 전자 부족 헤테로아릴기이다.
용어 "전자 부족 헤테로아릴기"는 단리된 (연결되지 않은) 전자 부족 헤테로아릴 단위가 -5.3 eV 이하의 HOMO를 갖는 기를 의미한다. 바람직하게는 X1 및 X2 중 적어도 하나, 더 바람직하게는 X1 및 X2 모두가 전자 부족 헤테로아릴기이다.
OLED에 사용되는 유기 물질의 HOMO 및 LUMO 에너지 수준은 여러 방법으로 평가해 왔다. HOMO 수준을 평가하는 두 가지의 통상적인 방법은 용액 전기화학 및 자외선 광전자 분광학 (UPS)이다. 산화 및 환원 전위를 측정하기 위한 가장 통상적인 방법은 순환 전압전류법이며, 여기서 상기 기에 상응하는 화합물 또는 분석 물질을 고농도의 전해질로 용해시킨다. 전극을 삽입하고, 전압을 양 또는 음의 방향 (산화 또는 환원 중 어느 것이 수행되는지에 따라 달라짐)으로 주사(scan)한다. 산화-환원 반응의 존재는 셀을 통해 흐르는 전류로써 제시된다. 이어서, 전압 주사가 역전되고, 산화-환원 반응이 역전된다. 2개의 산화-환원 파동 영역이 동일한 경우, 공정은 가역적이다. 이들 사건이 일어나는 전위는 기준물질에 대한 환원 또는 산화 전위값을 제공한다. 기준물질은 Ag/AgCl 또는 SCE와 같은 외부적인 것일 수 있거나, 또는 공지된 산화 전위를 갖는 내부적인 것, 예컨대 페로센일 수 있다.
이 방법은 고체 상태인 OLED와 대조적으로 용액 공정이고, 진공에 대비한 값을 얻기 위해 기준물질을 조정하는 것이 어려울 수 있지만, 이 방법은 상대 수치를 제공하기에는 탁월하다. 전기화학적 측정으로부터 산출할 수 있는 한 유용한 파라미터는 캐리어 갭(carrier gap)이다. 환원 및 산화가 둘 다 가역적인 경우, 정공과 전자 사이의 에너지 차이를 측정할 수 있다. 이 값은 익히 규정된 HOMO 에너지로부터 LUMO 에너지를 측정하는데 중요하다.
고체 상태에서 HOMO 에너지를 평가하는 바람직한 방법은 UPS이다. 이는 광전자 측정이며, 이 경우 고체를 UV 광자로 조사한다. 광자의 에너지는 광-발생 전자가 나타날 때까지 점진적으로 증가시킨다. 전자의 방출 개시가 HOMO 에너지를 제공한다. HOMO 에너지의 측정용으로 최고로 받아들여지는 방법은, 진공에 대비해 eV 단위로 값을 제공하는 UPS이다. 이는 전자에 대한 결합 에너지이다.
제1 에너지 수준 (HOMO 또는 LUMO)이 통상적인 에너지 수준 다이아그램에서 제2 에너지 수준 보다 아래에 존재하는 경우, 제2 에너지 수준 "미만" 또는 이보다 "낮은" 것으로 간주되며, 이는 제1 에너지 수준이 제2 에너지 수준보다 더 음성인 값을 갖는다는 것을 의미한다.
이러한 기 -L1-X1 및 -L2-X2의 예는
Figure 112010024681916-pct00077
Figure 112010024681916-pct00078
또는
Figure 112010024681916-pct00079
이다.
식 중, X3은 O, S 또는 N-R121', 특히 N-R121'를 나타내고,
X9는 O, S 또는 N-R121', 특히 O를 나타내고,
Q1 및 Q2는 다른 고리(들)과 임의적으로 축합되어 축합 고리를 형성하고/하거나 G로 임의로 치환될 수 있는 카르보시클릭 방향족, 또는 헤테로시클릭 방향족 고리를 형성하는데 필요한 원자를 나타내고,
R116 및 R117은 상기 정의와 같고,
R121'은 H; C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬 또는 C1-C18알콕시로 임의로 치환될 수 있는 C6-C18아릴 또는 C2-C20헤테로아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R120', R123, R124 및 R125는 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬, G로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴, G로 임의로 치환될 수 있는 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, 또는 C7-C25아르알킬이고,
R128 및 R128'는 서로에 대해 독립적으로 H, CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬, G로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴, G로 임의로 치환될 수 있는 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, 또는 C7-C25아르알킬이고,
L1은 단일 결합, -(CR47=CR48)m2-, -(Ar3)m3-, -[Ar3(Y1)m5]m4-, -[(Y1)m5Ar3]m4-, 또는 -[Ar3(Y2)m5Ar4]m4-이고,
Y1은 -(CR47=CR48)-이고,
Y2는 NR49, O, S, C=O, C(=O)O이고, 여기서 R49는 C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 임의로 치환될 수 있는 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R47 및 R48은 서로에 대해 독립적으로 수소, C1-C20알킬 또는 G로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴이고,
m5는 1 내지 10의 정수이고, m2는 1 내지 10의 정수이고, m3은 1 내지 5의 정수이고, m4는 1 내지 5의 정수이고,
Ar3 및 Ar4는 서로에 대해 독립적으로 임의로 치환될 수 있는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이다.
X4, X5 및 X6은 서로에 대해 독립적으로 N 또는 CH이되, 단 치환기 X4, X5 및 X6 중 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 두 개는 N이고,
Ar1 및 Ar2는 서로에 대해 독립적으로 G로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴 또는 G로 임의로 치환될 수 있는 C2-C20헤테로아릴이고,
D, E 및 G는 상기 정의와 같다.
R128 및 R128'는 바람직하게는 서로에 대해 독립적으로 H, CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬, G로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴, G로 임의로 치환될 수 있는 C2-C20헤테로아릴 또는 C7-C25아르알킬이다.
R120', R123, R124 및 R125는 바람직하게는 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬, G로 임의로 치환될 수 있는 C6-C24아릴 또는 G로 임의로 치환될 수 있는 C2-C20헤테로아릴이다.
Q1 또는 Q2에 의해 형성되는 방향족 헤테로시클릭 고리의 구체적인 예에는 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진 및 트리아진이 포함된다. 피리딘, 피라진, 피리미딘 및 피리다진이 바람직하고, 피리딘 및 피라진이 특히 바람직하고, 피리딘이 더욱 바람직하다. Q1 또는 Q2로 형성된 (6-원) 방향족 헤테로시클릭 고리는 다른 고리(들)와 축합되어 축합 고리를 형성할 수 있거나 치환기 G를 가질 수 있다.
본 발명의 이러한 측면에서, 기 -L1-X1 및 -L1-X2의 보다 구체적인 예에는 하기의 기가 있다.
Figure 112010024681916-pct00080
Figure 112010024681916-pct00081
식 중, m6은 0이거나 1 내지 3의 정수이고, m7은 0, 1 또는 2이고,
R116 및 R117은 상기 정의와 같고,
R123, Ar1 및 Ar2는 서로에 대해 독립적으로 C1-C18알킬, O가 임의로 개재될 수 있는 C1-C18알킬 또는 O가 임의로 개재될 수 있는 C1-C18알콕시로 1 내지 3회 치환될 수 있는 페닐 또는 1- 또는 2-나프틸이고,
R129는 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, F, -CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬, -C(=O)-R130, -C(=O)OR130' 또는 -C(=O)NR131R131'이거나, 서로에 인접한 치환기 R129가 고리를 형성할 수 있고,
R131 및 R131'은 서로에 대해 독립적으로 H; C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬 또는 C1-C18알콕시로 임의로 치환될 수 있는 C6-C18아릴 또는 C2-C20헤테로아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R130 및 R130'은 서로에 대해 독립적으로 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
X7 및 X8은 서로에 대해 독립적으로 N 또는 CR127 "이고, 여기서 R127 "은 R126의 의미를 갖고, R120', R124, R125, X3, X4, X5, X6, X9 및 L1은 상기 정의와 같다.
상기 기 -L1-X1 및 -L1-X2 중에서,
Figure 112010024681916-pct00082
기가 더욱 바람직하고,
Figure 112010024681916-pct00083
Figure 112010024681916-pct00084
기가 가장 바람직하다.
L1은 바람직하게는 단일 결합 또는 기
Figure 112010024681916-pct00085
또는
Figure 112010024681916-pct00086
(식 중, R41은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, F, CN, N(R45)2, C1-C25알킬기, C4-C18시클로알킬기, C1-C25알콕시기 (여기서 서로에 인접하지 않은 하나 이상의 탄소 원자는 -NR45-, -O-, -S-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-O-로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 수소 원자가 F에 의해 교체될 수 있음), C6-C24아릴기 또는 C6-C24아릴옥시기 (여기서 하나 이상의 탄소 원자는 O, S 또는 N으로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-방향족기 R41로 치환될 수 있음)이거나,
두 개 이상의 기 R41은 고리계를 형성하고,
R45는 C1-C25알킬기, C4-C18시클로알킬기 (여기서 서로에 인접하지 않은 하나 이상의 탄소 원자가 -NR45 "-, -O-, -S-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-O-로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 수소 원자가 F로 교체될 수 있음), C6-C24아릴 또는 C6-C24아릴옥시기 (여기서 하나 이상의 탄소 원자가 O, S 또는 N으로 교체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-방향족기 R41로 치환될 수 있음)이고, R45 "는 C1-C25알킬기 또는 C4-C18시클로알킬기이고,
n1은 0 또는 1 내지 3의 정수이고, R47, R48, R119 및 R120은 상기 정의와 같음)이다. L1에 가장 바람직한 것은 단일 결합 또는 기
Figure 112010024681916-pct00087
또는
Figure 112010024681916-pct00088
이다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, -L1-X1 및 -L2-X2는 서로에 대해 독립적으로 기
Figure 112010024681916-pct00089
Figure 112010024681916-pct00090
Figure 112010024681916-pct00091
이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에서, -L1-X1 및 -L2-X2는 서로에 대해 독립적으로 기
Figure 112010024681916-pct00092
Figure 112010024681916-pct00093
(식 중, R116, R116', R117 및 R117'은 서로에 대해 독립적으로 H, 할로겐, -CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬, -C(=O)-R127', -C(=O)OR127' 또는 -C(=O)NR127'R126'이거나, 서로에 인접한 치환기 R116, R116', R117 및 R117'는 고리를 형성할 수 있고,
R126' 및 R127'은 서로에 대해 독립적으로 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
D, E 및 G는 상기 정의와 같음)이다.
바람직하게는, R116, R116', R117 및 R117'은 서로에 대해 독립적으로 H, F, -CN, C1-C18알킬, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C1-C18알콕시, E로 치환되고/되거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴이고,
D는 -O-, -NR65-이고,
E는 -OR69, -NR65R66, -CN 또는 F이고,
G는 E, C1-C18알킬, O가 개재된 C1-C18알킬, C1-C18알콕시 또는 O가 개재된 C1-C18알콕시이고,
R65 및 R66은 서로에 대해 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이거나,
R65 및 R66은 함께 5 또는 6원 고리를 형성하고,
R69는 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이다.
특히 바람직한 화합물의 예는 청구항 제7항에 나타낸 화합물 A1-A21, B1-B21, C1-C21 및 D1-D21이다.
-L1-X1 및 -L2-X2가 서로에 대해 독립적으로 -NA1A1',
Figure 112010024681916-pct00094
인 화학식 I의 화합물은, 예를 들어 하기 화학식 XX의 화합물
[화학식 XX]
Figure 112010024681916-pct00095
과 화학식 HNA1A1',
Figure 112010024681916-pct00096
또는
Figure 112010024681916-pct00097
(식 중, X10은 할로겐, 예컨대 브로모 또는 요오도를 나타내고, A1, A1', L1, L2, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R41, m1 및 m은 상기 정의와 같음)의 화합물을, 염기, 예컨대 수소화나트륨, 탄산칼륨 또는 탄산나트륨 및 촉매, 예컨대 구리(0) 또는 구리(I) (예컨대 구리, 구리-청동, 구리 브로마이드 요오다이드 또는 구리 브로마이드)의 존재하에, 용매, 예컨대 톨루엔, 디메틸 포름아미드 또는 디메틸 설폭사이드 중에서 반응시키는 것을 포함하는 방법에 따라 제조할 수 있다.
울만 (Ullmann) 축합이라고 지칭되는 상기 반응은 구리를 촉매로 사용하는 것으로 문헌 [Yamamoto & Kurata, Chem. and Industry, 737-738 (1981)], [J. Mater. Chem. 14 (2004) 2516], [H. B. Goodbrand et al., J. Org. Chem. 64 (1999) 670] 및 [k. D. Belfield et al., J. Org. Chem. 65 (2000) 4475]에 기재되어 있다. 문헌 [M. D. Charles et al., Org. Lett. 7 (2005) 3965], [A. F. Littke et. al., Angew. Chem. Int. Ed. 41 (2002) 4176] 및 그 안에 인용된 문헌에 기재된 바와 같이 아릴 할로겐 화합물과 아민의 커플링으로 위해 부가적으로 팔라듐 촉매를 사용할 수 있다.
화학식 XX의 화합물은 WO08/012250에 공지되거나, 그 안에 기재된 방법에 따라 또는 그와 유사하게 제조할 수 있다.
X1 및 X2가 기
Figure 112010024681916-pct00098
인 화합물은 문헌 [P. A. Vecchi et al., Org. Lett. 8 (2006) 4211-4214]에 따라 제조할 수 있다.
X1 및 X2가 기
Figure 112010024681916-pct00099
인 화합물은 US2005/0175857의 실시예 IV에 따라 제조할 수 있다.
할로겐은 불소, 염소, 브롬 및 요오드이다.
C1-C25알킬은 통상적으로 가능한 선형 또는 분지형이다. 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 2-펜틸, 3-펜틸, 2,2-디메틸프로필, 1,1,3,3-테트라메틸펜틸, n-헥실, 1-메틸헥실, 1,1,3,3,5,5-헥사메틸헥실, n-헵틸, 이소헵틸, 1,1,3,3-테트라메틸부틸, 1-메틸헵틸, 3-메틸헵틸, n-옥틸, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 및 2-에틸헥실, n-노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 에이코실, 헨에이코실, 도코실, 테트라코실 또는 펜타코실이다. C1-C8알킬은 통상적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 2-펜틸, 3-펜틸, 2,2-디메틸-프로필, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 및 2-에틸헥실이다. C1-C4알킬은 통상적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸이다.
C1-C25알콕시기는 직쇄형 또는 분지형 알콕시기, 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 아밀옥시, 이소아밀옥시, tert-아밀옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시, 이소옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 테트라데실옥시, 펜타데실옥시, 헥사데실옥시, 헵타데실옥시 및 옥타데실옥시이다. C1-C8알콕시의 예는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, n-펜틸옥시, 2-펜틸옥시, 3-펜틸옥시, 2,2-디메틸프로폭시, n-헥실옥시, n-헵틸옥시, n-옥틸옥시, 1,1,3,3-테트라메틸부톡시 및 2-에틸헥실옥시, 바람직하게는 C1-C4알콕시, 예컨대 통상적으로 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시이다. 용어 "알킬티오기"는 에테르 연결의 산소 원자가 황 원자로 교체된 것을 제외하고는 알콕시기와 동일한 기를 의미한다.
C2-C25알케닐기는 직쇄형 또는 분지형 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 메트알릴, 이소프로페닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 이소부테닐, n-펜타-2,4-디에닐, 3-메틸-부트-2-에닐, n-옥트-2-에닐, n-도데스-2-에닐, 이소도데세닐, n-도데스-2-에닐 또는 n-옥타덱-4-에닐이다.
C2 - 24알키닐은 직쇄형 또는 분지형, 바람직하게는 비치환되거나 치환될 수 있는 C2 - 8알키닐, 예컨대, 에티닐, 1-프로핀-3-일, 1-부틴-4-일, 1-펜틴-5-일, 2-메틸-3-부틴-2-일, 1,4-펜타디인-3-일, 1,3-펜타디인-5-일, 1-헥신-6-일, 시스-3-메틸-2-펜텐-4-인-1-일, 트랜스-3-메틸-2-펜텐-4-인-1-일, 1,3-헥사디인-5-일, 1-옥틴-8-일, 1-노닌-9-일, 1-데신-10-일 또는 1-테트라코신-24-일이다.
C1-C18퍼플루오로알킬, 특히 C1-C4퍼플루오로알킬은 분지형 또는 비분지형 라디칼, 예컨대, -CF3, -CF2CF3, -CF2CF2CF3, -CF(CF3)2, -(CF2)3CF3 및 -C(CF3)3이다.
용어 "할로알킬, 할로알케닐 및 할로알키닐"은 상기 알킬기, 알케닐기 및 알키닐기를 할로겐으로 부분적으로 또는 완전히 치환하여 제공되는 기, 예컨대 트리플루오로메틸 등을 의미한다. "알데하이드기, 케톤기, 에스테르기, 카르바모일기 및 아미노기"에는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아르알킬기 또는 헤테로시클릭기로 치환된 기가 포함되고, 여기서 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아르알킬기 및 헤테로시클릭기는 비치환되거나 치환될 수 있다. 용어 "실릴기"는 화학식 -SiR62'R63'R64'의 기를 의미하고, 여기서 R62', R63' 및 R64'는 서로에 대해 독립적으로 C1-C8알킬기, 특히 C1-C4알킬기, C6-C24아릴기 또는 C7-C12아르알킬기, 예컨대 트리메틸실릴기이다. 용어 "실록사닐기"는 화학식 -O-SiR62'R63'R64'의 기를 의미하고, 여기서 R62', R63' 및 R64'는 상기 정의와 같고, 예컨대 트리메틸실록사닐기이다.
용어 "시클로알킬기"는 통상적으로 비치환되거나 치환될 수 있는 C5-C12시클로알킬, 예컨대 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 시클로운데실, 시클로도데실, 바람직하게는 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 또는 시클로옥틸이다. 용어 "시클로알케닐기"는 하나 이상의 이중 결합을 함유하는 비치환되거나 치환될 수 있는 불포화 지환족 탄화수소기를 의미하고, 예컨대 시클로펜테닐, 시클로펜타디에닐, 시클로헥세닐 등이다. 시클로알킬기, 특히 시클로헥실기는 C1-C4-알킬, 할로겐 및 시아노로 1 내지 3회 치환될 수 있는 페닐기로 1 또는 2회 축합될 수 있다. 이러한 축합 시클로헥실기의 예는
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, 특히
Figure 112010024681916-pct00101
(식 중, R51, R52, R53, R54, R55 및 R56은 서로에 대해 독립적으로 C1-C8-알킬, C1-C8-알콕시, 할로겐 및 시아노, 특히 수소임)이다.
아릴은 일반적으로 임의로 치환될 수 있는 C6-C30아릴, 바람직하게는 C6-C24아릴, 예컨대, 비치환되거나 치환될 수 있는 페닐, 4-메틸페닐, 4-메톡시페닐, 나프틸, 특히 1-나프틸 또는 2-나프틸, 바이페닐릴, 테르페닐릴, 피레닐, 2- 또는 9-플루오레닐, 페난트릴, 안트릴, 테트라실, 펜타실, 헥사실 또는 쿼더페닐릴이다.
용어 "아르알킬기"는 통상적으로 C7-C24아르알킬, 예컨대 벤질, 2-벤질-2-프로필, β-페닐-에틸, α,α-디메틸벤질, ω-페닐-부틸, ω,ω-디메틸-ω-페닐-부틸, ω-페닐-도데실, ω-페닐-옥타데실, ω-페닐-에이코실 또는 ω-페닐-도코실, 바람직하게는 C7-C18아르알킬, 예컨대 벤질, 2-벤질-2-프로필, β-페닐-에틸, α,α-디메틸벤질, ω-페닐-부틸, ω,ω-디메틸-ω-페닐-부틸, ω-페닐-도데실 또는 ω-페닐-옥타데실, 특히 바람직하게는 C7-C12아르알킬, 예컨대 벤질, 2-벤질-2-프로필, β-페닐-에틸, α,α-디메틸벤질, ω-페닐-부틸, 또는 ω,ω-디메틸-ω-페닐-부틸이고, 여기서 지방족 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기 둘 다 비치환되거나 치환될 수 있다.
용어 "아릴 에테르 기"는 통상적으로 C6 - 24아릴옥시기, 즉 O-C6 - 24아릴, 예컨대, 페녹시 또는 4-메톡시페닐이다. 용어 "아릴 티오에테르기"는 통상적으로 C6 -24아릴티오기, 즉 S-C6 - 24아릴, 예컨대, 페닐티오 또는 4-메톡시페닐티오이다. 용어 "카르바모일기"는 통상적으로 비치환되거나 치환될 수 있는 C1 - 18카르바모일 라디칼, 바람직하게는 C1 - 8카르바모일 라디칼, 예컨대, 카르바모일, 메틸카르바모일, 에틸카르바모일, n-부틸카르바모일, tert-부틸카르바모일, 디메틸카르바모일옥시, 모르폴리노카르바모일 또는 피롤리디노카르바모일이다.
알킬아미노기, 디알킬아미노기, 알킬아릴아미노기, 아릴아미노기 및 디아릴기에서 용어 "아릴" 및 "알킬"은 통상적으로 각각 C1-C25알킬 및 C6-C24아릴이다.
알킬아릴은 알킬-치환된 아릴 라디칼, 특히 C7-C12알킬아릴을 지칭한다. 예는 톨릴, 예컨대 3-메틸- 또는 4-메틸페닐 또는 자일릴, 예컨대 3,4-디메틸페닐 또는 3,5-디메틸페닐이다.
헤테로아릴은 통상적으로 질소, 산소 또는 황이 가능한 헤테로원자인 C2 -C26헤테로아릴, 즉 5 내지 7개의 고리 원자를 갖는 고리 또는 축합 고리계이고, 통상적으로 5 내지 30개의 원자를 갖고, 6개 이상의 공액 π-전자를 갖는 불포화 헤테로시클릭기, 예컨대 티에닐, 벤조[b]티에닐, 디벤조[b,d]티에닐, 티안트레닐, 푸릴, 푸르푸릴, 2H-피라닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 페녹시티에닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 피리딜, 바이피리딜, 트리아지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 피리다지닐, 인돌리지닐, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 푸리닐, 퀴놀리지닐, 키놀릴, 이소키놀릴, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 키녹살리닐, 키나졸리닐, 신놀리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, 카르볼리닐, 벤조트리아졸릴, 벤족사졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 피리미디닐, 페난트롤리닐, 페나지닐, 이소티아졸릴, 페노티아지닐, 이속사졸릴, 푸라자닐 또는 페녹사지닐이며, 이는 비치환되거나 치환될 수 있다.
예를 들어, R65 및 R66로 형성된 5 또는 6원 고리의 예는 각각, 3 내지 5개의 탄소 원자를 갖고 질소, 산소 및 황으로부터 선택된 하나의 부가적 헤테로원자를 가질 수 있는 헤테로시클로알칸 또는 헤테로시클로알켄, 예를 들어
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이고, 이는 바이시클릭계, 예를 들어
Figure 112010024681916-pct00103
의 부분일 수 있다.
상기 기의 가능한 치환기는 C1-C8알킬, 히드록실기, 머캅토기, C1-C8알콕시, C1-C8알킬티오, 할로겐, 할로-C1-C8알킬, 시아노기, 알데하이드기, 케톤기, 카르복실기, 에스테르기, 카르바모일기, 아미노기, 니트로기 또는 실릴기이고, C1-C8알킬, C1-C8알콕시, 시아노기 또는 실릴기가 바람직하다.
치환기, 예컨대, R6이 한 기에서 1회 초과로 나타나면 이는 각 경우 상이할 수 있다.
"G로 치환된"이라는 표현은 1개 이상, 특히 1 내지 3개의 치환기 G가 존재할 수 있음을 의미한다.
상기한 바와 같이, 상기 기는 E로 치환되고/되거나, 필요한 경우 D가 개재될 수 있다. 개재는 당연히 기가 단일 결합으로 서로 연결된 적어도 2개의 탄소 원자를 함유하는 경우에만 가능하며, C6-C18아릴은 개재되지 않고, 개재된 아릴알킬 또는 알킬아릴은 알킬 잔기에 단위 D를 함유한다. 하나 이상의 E로 치환되고/되거나 하나 이상의 단위 D가 개재된 C1-C18알킬은, 예를 들어, (CH2CH2O)1-9-Rx (식 중, Rx는 H 또는 C1-C10알킬 또는 C2-C10알카노일 (예를 들어, CO-CH(C2H5)C4H9), CH2-CH(ORy')-CH2-O-Ry이고, 여기서 Ry는 C1-C18알킬, C5-C12시클로알킬, 페닐, C7-C15페닐알킬이고, Ry'은 Ry와 동일한 정의를 포함하거나 H임);
C1-C8알킬렌-COO-Rz, 예를 들어 CH2COORz , CH(CH3)COORz, C(CH3)2COORz (식 중, Rz는 H, C1-C18알킬, (CH2CH2O)1-9-Rx, (여기서 Rx는 상기 정의를 포함함));
CH2CH2-O-CO-CH=CH2; CH2CH(OH)CH2-O-CO-C(CH3)=CH2이다.
바람직한 아릴렌 라디칼은 1,4-페닐렌, 2,5-톨릴렌, 1,4-나프틸렌, 1,9-안트라실렌, 2,7-페난트릴렌 및 2,7-디히드로페난트릴렌이다.
바람직한 헤테로아릴렌 라디칼은 2,5-피라지닐렌, 3,6-피리다지닐렌, 2,5-피리디닐렌, 2,5-피리미디닐렌, 1,3,4-티아디아졸-2,5-일렌, 1,3-티아졸-2,4-일렌, 1,3-티아졸-2,5-일렌, 2,4-티오페닐렌, 2,5-티오페닐렌, 1,3-옥사졸-2,4-일렌, 1,3-옥사졸-2,5-일렌 및 1,3,4-옥사디아졸-2,5-일렌, 2,5-인데닐렌 및 2,6-인데닐렌이다.
본 발명의 전자 소자는 바람직하게는 전계발광 (EL) 소자이다. 화학식 I의 화합물은 유기 발광 다이오드 (OLED)에서, 인광 화합물에 대한 호스트로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 화학식 I의 화합물을 포함하는 전계발광 소자에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 전계발광 소자는 캐쏘드, 애노드 및 화학식 I의 화합물인 호스트 물질 및 인광성 발광 물질을 함유하는 캐쏘드와 애노드 사이의 발광층을 포함한다.
적합하게는, OLED 소자의 발광층은 호스트 물질 및 발광을 위한 1종 이상 게스트 물질을 포함한다. 호스트 물질 중 적어도 하나는 화학식 I의 화합물을 포함하는 화합물이다. 발광 게스트 물질(들)은 통상적으로는 호스트 물질의 양보다 적은 양으로 존재하며, 통상적으로 호스트의 15 중량％ 이하, 보다 통상적으로 호스트의 0.1 내지 10 중량％, 일반적으로는 호스트의 2 내지 8 중량％의 양으로 존재한다. 편의상, 인광 착체 게스트 물질을 본원에서 인광 물질로 지칭할 수 있다. 방출층은 수송 및 방출 특성을 겸비한 단일 물질을 포함할 수 있다. 방출 물질이 도판트이든지 또는 주요 성분이든지에 관계없이, 방출층은 기타 물질, 예컨대 방출층의 방출을 조율하는 도판트를 포함할 수 있다. 방출층은 조합하여 목적하는 광스펙트럼을 방출할 수 있는 복수개의 방출 물질을 포함할 수 있다.
인광 물질에 대한 기타 호스트 물질
본 발명에 유용한 호스트 물질은 단독으로, 또는 기타 호스트 물질과 조합하여 사용할 수 있다. 기타 호스트 물질은 삼중항 엑시톤이 호스트 물질로부터 인광 물질로 효율적으로 이동될 수 있도록 선택되어야 한다. 적합한 호스트 물질은 WO00/70655, 01/39234, 01/93642, 02/074015, 02/15645 및 US20020117662에 기재되어 있다. 적합한 호스트에는 특정 아릴 아민, 트리아졸, 인돌 및 카르바졸 화합물이 포함된다. 호스트의 예는 4,4'-N,N'-디카르바졸-바이페닐 (CBP), 2,2'-디메틸-4,4'-N,N'-디카르바졸-바이페닐, m-(N,N'-디카르바졸)벤젠 및 폴리(N-비닐카르바졸), 및 이의 유도체이다.
바람직한 호스트 물질은 연속 막을 형성할 수 있다. 발광층은 소자의 막 형태성, 전기적 특성, 발광 효율성 및 수명을 개선시키기 위해 1종 초과의 호스트 물질을 함유할 수 있다. 발광층은 우수한 정공 수송 특성을 갖는 제1 호스트 물질, 및 우수한 전자 수송 특성을 갖는 제2 호스트 물질을 함유할 수 있다.
인광 물질
인광 물질은 동일하거나 상이한 층에서 단독으로, 또는 특정 경우, 서로 조합하여 사용할 수 있다. 인광 물질 및 관련 물질의 예는 WO00/57676, WO00/70655, WO01/41512, WO02/15645, US2003/0017361, WO01/93642, WO01/39234, US6,458,475, WO02/071813, US6,573,651, US2002/0197511, WO02/074015, US6,451,455, US2003/0072964, US2003/0068528, US6,413,656, 6,515,298, 6,451,415, 6,097,147, US2003/0124381, US2003/0059646, US2003/0054198, EP1239526, EP1238981, EP1244155, US2002/0100906, US2003/0068526, US2003/0068535, JP2003073387, JP2003073388, US2003/0141809, US2003/0040627, JP2003059667, JP2003073665 및 US2002/0121638에 기재되어 있다.
IrL3 및 IrL2L' 유형의 시클로금속화된 Ir(III) 착체, 예컨대 녹색을 방출하는 fac-트리스(2-페닐피리디네이토-N,C2')이리듐(III) 및 비스(2-페닐피리디네이토N,C2')이리듐(III) (아세틸아세토네이트)의 발광 파장은 시클로금속화 리간드 L 상의 적절한 위치에서 전자 주는기 또는 전자 끄는기를 치환하거나, 또는 시클로금속화 리간드 L에 대해 상이한 헤테로사이클을 선택함으로써 이동될 수 있다. 방출 파장은 또한 보조 리간드 L'의 선택에 의해 이동될 수 있다. 적색 방출체의 예는 비스(1-(페닐)이소퀴놀린) 이리듐(III) 아세틸아세토네이트, (아세틸아세토네이토)비스-(2,3,5-트리페닐피라지네이토)이리듐(III), 비스(2-(2'-벤조티에닐)피리디네이토-N,C3')이리듐(IIl)-(아세틸아세토네이트) 및 트리스(1-페닐이소퀴놀리네이토-N,C)이리듐(III)이다. 청색 방출체의 예는 비스(2-(4,6-디플루오로페닐)-피리디네이토-N,C2')이리듐(III)(피콜리네이트)이다.
인광 물질로서 비스(2-(2'-벤조[4,5-a]티에닐)피리디네이토-N,C3)이리듐(아세틸아세토네이트)[Btp2Ir(acac)]를 이용한 적색 전계인광이 보고되었다 (문헌 [Adachi, C., Lamansky, S., Baldo, M. A., Kwong, R. C., Thompson, M. E., and Forrest, S. R., App. Phys. Lett., 78, 1622 1624 (2001)] 참조).
다른 중요한 인광 물질에는 시클로금속화된 Pt(II) 착체, 예컨대 시스-비스(2-페닐피리디네이토-N,C2')백금(II), 시스-비스(2-(2'-티에닐)피리디네이토-N,C3') 백금(II), 시스-비스(2-(2'-티에닐)퀴놀리네이토-N,C5') 백금(II) 또는 (2-(4,6-디플루오로페닐)피리디네이토-N,C2') 백금(II) 아세틸아세토네이트가 포함된다. Pt(II)포르피린 착체, 예컨대 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H, 23H-포르핀 백금(H)도 또한 유용한 인광 물질이다.
유용한 인광 물질의 또 다른 예에는 Th3 + 및 Eu3 +와 같은 3가 란탄족 원소의 배위 착체가 포함된다 (문헌 [J. Kido et al, Appl. Phys. Lett., 65, 2124 (1994)] 참조).
다른 중요한 인광 물질은 WO06/000544 및 PCT/EP2008/051702에 기재되어 있다.
인광 물질의 예는 PCT/EP2008/051702에 기재되어 있는 화합물 A-1 내지 B-234, B-1 내지 B-234, C-1 내지 C-44 및 D-1 내지 D-234이다.
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차단층
적합한 호스트 이외에, 인광 물질을 이용하는 OLED 소자는 때때로 엑시톤 또는 전자-정공 재조합 중심을 호스트 및 인광 물질을 포함하는 발광층에 국한시키는 것을 돕거나 또는 전하 캐리어 (전자 또는 정공)의 수를 감소시키기 위해 적어도 하나의 엑시톤 또는 정공 차단층을 필요로 한다. 한 실시양태에서, 이러한 차단층은 전자 수송층과 발광층 사이에 위치될 것이다. 이 경우, 차단층의 이온화 전위는 호스트에서부터 전자 수송층으로의 정공 이동에 대한 에너지 장벽이 존재하도록 해야 하며, 전자 친화도는 전자가 전자 수송층에서부터 호스트 및 인광 물질을 포함하는 발광층으로 보다 쉽게 통과되도록 해야 한다. 추가로, 차단 물질의 삼중항 에너지는 인광 물질의 것보다 큰 것이 바람직하나, 이는 반드시 요구되는 것은 아니다. 적합한 정공 차단 물질은 WO00/70655 및 WO01/93642에 기재되어 있다. 유용한 물질의 예는 (1,3,5-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸-2-일)벤젠) (TPBI), 배토쿠프로인 (BCP) 및 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(III) (BAlq)이다. US20030068528에 기재된 바와 같이, Balq 이외의 다른 금속 착체가 또한 정공 및 엑시톤을 차단하는 것으로 공지되어 있다. US20030175553에는 전자/엑시톤 차단층에서의 fac-트리스(1-페닐피라졸레이토-N,C2)이리듐(III) (Irppz)의 용도가 기재되어 있다.
본 발명의 실시양태는 작동 효율성, 보다 높은 휘도, 색조, 낮은 구동 전압 및 개선된 작동 안정성과 같은 유리한 특성을 제공할 수 있다. 본 발명에서 유용한 유기금속 화합물의 실시양태는 백색광의 방출에 유용한 색조를 비롯하여 광범위한 색조를 제공할 수 있다 (직접적으로 또는 필터를 통해 다색 디스플레이를 제공함).
일반적 소자 구조
본 발명의 화합물은 소분자 물질, 올리고머 물질, 중합체 물질 또는 이들의 조합을 사용하여 다수의 OLED 소자 형태에서 사용할 수 있다. 이는 단일 애노드 및 캐쏘드를 포함하는 매우 간단한 구조에서부터 보다 복잡한 소자, 예컨대, 픽셀을 형성하기 위해 직교 배열의 애노드 및 캐쏘드로 구성된 수동적 매트릭스 디스플레이, 및 각 픽셀이 독립적으로, 예를 들어 박막 트랜지스터 (TFT)로 제어되는 능동적 매트릭스 디스플레이까지 포함한다.
수많은 형태의 유기층이 존재한다. OLED의 필수 요건은 애노드, 캐쏘드 및 상기 애노드와 캐쏘드 사이에 위치한 유기 발광층이다. 하기에 보다 자세히 기재되는 바와 같이 부가적 층을 사용할 수 있다.
소분자 소자에 특히 유용한 통상적인 구조는 기판, 애노드, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 또는 엑시톤 차단층, 전자 수송층 및 캐쏘드로 구성된다. 이들 층은 하기에 상세히 기재된다. 대안적으로, 기판이 캐쏘드에 인접하여 위치할 수 있거나, 또는 기판이 사실상 애노드 또는 캐쏘드를 구성할 수 있음을 유념하기 바란다. 애노드와 캐쏘드 사이의 유기층은 편의상 유기 EL 부재라고 지칭된다. 또한, 유기층의 조합된 총 두께는 바람직하게는 500 nm 미만이다.
기판
기판은 의도하는 발광 방향에 따라 광 투과적이거나 또는 불투명할 수 있다. 광 투과 특성은 기판을 통한 EL 방출의 가시화에 바람직하다. 투명한 유리 또는 플라스틱이 이 경우에 통상적으로 사용된다. 기판은 다중층의 물질을 포함하는 복합 구조일 수 있다. 이는 통상적으로, TFT가 OLED 층 아래에 제공되는 능동적 매트릭스 기판에 대한 경우이다. 적어도 방출 픽셀화된 영역의 기판은 유리 또는 중합체와 같은 거의 투명한 물질로 구성될 필요가 있다. EL 방출이 상부 전극을 통해 가시화되는 적용분야의 경우, 하부 지지체의 투과 특성은 중요치 않으며, 따라서 광-투과성, 광-흡수성 또는 광-반사성일 수 있다. 이러한 경우에 사용하기 위한 기판으로는 유리, 플라스틱, 반도체 물질, 규소, 세라믹 및 회로 기판 재료가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 또한, 기판은 능동적 매트릭스 TFT 디자인에서 발견되는 바와 같이, 다중층의 물질을 포함하는 복합 구조일 수 있다. 이러한 소자 형태에는 광-투명성 상부 전극을 제공할 필요가 있다.
애노드
목적하는 전계발광 방출 (EL)이 애노드를 통해 가시화되는 경우, 애노드는 해당 방출에 대해 투명하거나 또는 실질적으로 투명해야 한다. 본 발명에서 사용되는 통상적인 투명한 애노드 물질은 인듐-주석 산화물 (ITO), 인듐-아연 산화물 (IZO) 및 주석 산화물이나, 알루미늄- 또는 인듐-도핑된 아연 산화물, 마그네슘-인듐 산화물 및 니켈-텅스텐 산화물을 비롯한 (그러나, 이에 제한되지 않음) 다른 금속 산화물도 작용할 수 있다. 이들 산화물 이외에, 금속 질화물, 예컨대 질화갈륨, 금속 셀렌화물, 예컨대 셀렌화아연 및 금속 황화물, 예컨대, 황화아연을 애노드로서 사용할 수 있다. EL 방출이 캐쏘드를 통해서만 가시화되는 적용분야의 경우, 애노드의 투과 특성은 중요치 않으며, 투명하거나 불투명하거나 반사성인 임의의 전도성 물질을 사용할 수 있다. 이러한 적용분야를 위한 전도체의 예에는 금, 이리듐, 몰리브덴, 팔라듐 및 백금이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 목적하는 애노드 물질은 임의의 적합한 방식, 예컨대 증발, 스퍼터링(sputtering), 화학적 증착법 또는 전기화학적 방식으로 통상적으로 침착된다. 애노드는 익히 공지된 광식각(photolithographic) 공정을 이용하여 패턴화할 수 있다. 임의적으로, 다른 층의 적용 전에 애노드를 연마하여 표면 거칠기를 감소시켜 단락(short)을 최소화시키거나 반사성을 증진시킬 수 있다.
캐쏘드
발광이 오로지 애노드를 통해서만 가시화되는 경우, 본 발명에 사용되는 캐쏘드는 거의 모든 전도성 물질로 구성될 수 있다. 바람직한 물질은 우수한 막-형성 특성을 가져 하부 유기층과의 우수한 접촉을 보장하고, 낮은 전압에서 전자 주입을 촉진하고, 우수한 안정성을 갖는다. 유용한 캐쏘드 물질은 흔히 낮은 일 함수의 금속 (<4.0 eV) 또는 금속 합금을 함유한다. 한 유용한 캐쏘드 물질은 US-A-4,885,221에 기재된 바와 같이, 은의 백분율이 1 내지 20％ 범위인 Mg:Ag 합금으로 구성된다. 캐쏘드 물질의 또 다른 적합한 부류에는 캐쏘드, 및 보다 두꺼운 층의 전도성 금속으로 캡핑된 유기층 (예를 들어, 전자 수송층 (ETL))과 접촉해 있는 얇은 전자 주입층 (EIL)을 포함하는 이중층을 포함된다. 여기서, EIL은 바람직하게는 낮은 일 함수의 금속 또는 금속 염을 포함하며, 이 경우, 보다 두꺼운 캡핑 층은 낮은 일 함수를 가질 필요가 없다. 이러한 한 가지 캐쏘드는 US-A-5,677,572에 기재된 바와 같이, LiF의 얇은 층 다음에 Al의 보다 두꺼운 층으로 구성된다. 알칼리 금속으로 도핑된 ETL 물질, 예를 들어 Li-도핑된 Alq는 유용한 EIL의 또 다른 예이다. 다른 유용한 캐쏘드 물질 군으로는 US-A-5,059,861, 5,059,862 및 6,140,763에 개시된 것이 포함되나 이에 제한되지 않는다.
발광이 캐쏘드를 통해 가시화되는 경우, 캐쏘드는 투명하거나 거의 투명해야 한다. 이러한 적용분야의 경우, 금속은 얇아야 하거나 또는 투명한 전도성 산화물 또는 이들 물질의 조합물을 사용해야 한다. 광학적으로 투명한 캐쏘드는 US-A-4,885,211, 5,247,190, JP 3,234,963, 미국 특허 5,703,436, 5,608,287, 5,837,391, 5,677,572, 5,776,622, 5,776,623, 5,714,838, 5,969,474, 5,739,545, 5,981,306, 6,137,223, 6,140,763, 6,172,459, EP1076368, US-A-6,278,236 및 6,284,3936에 보다 상세히 기재되어 있다. 캐쏘드 물질은 임의의 적합한 방법, 예컨대 증발, 스퍼터링 또는 화학적 증착법에 의해 통상적으로 침착된다. 필요에 따라, US-A-5,276,380 및 EP0732868에 기재된 바와 같은 관통-마스크 (through-mask) 침착법, 집적 섀도우 마스킹법(integral shadow masking), 레이저 융삭 및 선택적 화학적 증착법을 포함하나 이에 제한되지 않는 다수의 익히 공지된 방법을 통해 패턴화를 달성할 수 있다.
정공 주입층 ( HIL )
정공 주입층은 애노드와 정공 수송층 사이에 제공될 수 있다. 정공 주입 물질은 이후의 유기층의 막-형성 특성을 개선시키고 정공 수송층으로의 정공의 주입을 용이하게 하는 작용을 할 수 있다. 정공 주입층에서 사용하기에 적합한 물질에는 US-A-4,720,432에 기재된 바와 같은 포르피린 화합물, US-A-6,208,075에 기재된 바와 같은 플라스마-침착된 플루오로카본 중합체, 및 일부 방향족 아민, 예를 들어 m-MTDATA (4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트리페닐아민)이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 유기 EL 소자에서 유용한 것으로 보고된 대안적인 정공 주입 물질은 EP0891121 및 EP1029909에 기재되어 있다. (프탈로시아닌 구리 착체) (CuPC) 및 (4,4',4"-트리스(N-(나프트-2-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민) (2-TNATA)을 유리하게 사용할 수 있다.
정공 수송층 ( HTL )
유기 EL 소자의 정공 수송층은 1종 이상의 정공 수송 화합물, 예컨대 방향족 3차 아민을 함유하며, 상기 방향족 3차 아민은 탄소 원자에만 결합된 적어도 하나의 3가 질소 원자를 함유하고 그 중 하나 이상은 방향족 고리의 구성원인 화합물인 것으로 해석된다. 한 형태에서, 방향족 3차 아민은 아릴아민, 예컨대 모노아릴아민, 디아릴아민, 트리아릴아민 또는 중합체성 아릴아민일 수 있다. 예시적인 단량체성 트리아릴아민은 US-A-3,180,730에 예시되어 있다. 하나 이상의 비닐 라디칼로 치환되고/되거나 하나 이상의 활성 수소-함유 기를 포함하는 다른 적합한 트리아릴아민은 US-A-3,567,450 및 US-A-3,658,520에 개시되어 있다. 보다 바람직한 부류의 방향족 3차 아민은 US-A-4,720,432 및 US-A-5,061,569에 기재된 바와 같이 적어도 2개의 방향족 3차 아민 잔기를 포함하는 것이다. 이러한 화합물에는 하기 화학식 (A)로 나타내어지는 화합물이 포함된다.
[화학식 A]
Figure 112010024681916-pct00124
식 중, Q1 및 Q2는 독립적으로 선택된 방향족 3차 아민 잔기이고, G는 연결기, 예컨대 탄소-탄소 결합의 아릴렌, 시클로알킬렌 또는 알킬렌기이다. 한 실시양태에서, Q1 또는 Q2 중 적어도 하나는 폴리시클릭 융합 고리 구조, 예를 들어 나프탈렌을 함유한다. G가 아릴기인 경우, 이는 편리하게는 페닐렌, 바이페닐렌 또는 나프탈렌 잔기이다.
화학식 (A)를 충족시키고 2개의 트리아릴아민 잔기를 함유하는 트리아릴아민의 유용한 부류는 하기 화학식 (B)로 나타내어진다.
[화학식 B]
Figure 112010024681916-pct00125
식 중,
Q3 및 Q4는 각각 독립적으로 수소 원자, 아릴기 또는 알킬기를 나타내거나, 또는 Q3 및 Q4는 함께 시클로알킬기를 완성하는 원자를 나타내고, Q5 및 Q6은 각각 독립적으로, 하기 화학식 (C)에 의해 제시된 바와 같은 디아릴 치환된 아미노기로 치환된 아릴기를 나타낸다.
[화학식 C]
Figure 112010024681916-pct00126
식 중, Q7 및 Q8은 독립적으로 선택된 아릴기이다. 한 실시양태에서, Q7 또는 Q8 중 적어도 하나는 폴리시클릭 융합 고리 구조, 예를 들어 나프탈렌을 함유한다.
방향족 3차 아민의 또 다른 부류는 테트라아릴디아민이다. 바람직한 테트라아릴디아민은 아릴렌기를 통해 결합된 2개의 디아릴아미노기, 예컨대 화학식 (C)에 의해 제시된 것을 포함한다. 유용한 테트라아릴디아민에는 화학식 (D)로 나타내어지는 것이 포함된다.
[화학식 D]
Figure 112010024681916-pct00127
식 중, 각각 Are는 독립적으로 선택된 아릴렌기, 예컨대 페닐렌 또는 안트라센 잔기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, Ar, Q9, Q10 및 Q11은 독립적으로 선택된 아릴기이다. 통상의 실시양태에서, Ar, Q9, Q10 및 Q11 중 적어도 하나는 폴리시클릭 융합 고리 구조, 예를 들어 나프탈렌이다. 상기 화학식 (A), (B), (C), (D)의 다양한 알킬, 알킬렌, 아릴 및 아릴렌 잔기는 각각 치환될 수 있다. 통상적인 치환기에는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기 및 할로겐, 예컨대 플루오라이드, 클로라이드 및 브로마이드가 포함된다. 다양한 알킬 및 알킬렌 잔기는 통상적으로 약 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다. 시클로알킬 잔기는 3 내지 약 10개의 탄소 원자를 함유할 수 있으나, 통상적으로는 5, 6 또는 7개의 고리 탄소 원자를 함유한다 (예를 들어, 시클로펜틸, 시클로헥실 및 시클로헵틸 고리 구조). 아릴 및 아릴렌 잔기는 일반적으로 페닐 및 페닐렌 잔기이다.
정공 수송층은 1종의 방향족 3차 아민 화합물 또는 이의 혼합물로 형성될 수 있다. 구체적으로, 트리아릴아민, 예컨대 화학식 (B)를 충족시키는 트리아릴아민을 화학식 (D)로 제시된 바와 같은 테트라아릴디아민과 조합하여 사용할 수 있다. 트리아릴아민을 테트라아릴디아민과 조합하여 사용하는 경우, 테트라아릴디아민은 트리아릴아민과 전자 주입층 및 수송층 사이에 끼워진 층으로서 배치된다. 유용한 방향족 3차 아민의 예시는 다음과 같다: 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)-4-페닐시클로헥산, N,N,N',N'-테트라페닐-4,4"'-디아미노-1,1':4',1":4",1"'-쿼터페닐 비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)페닐메탄, 1,4-비스[2-[4-[N,N-디(p-톨릴)아미노]페닐]비닐]벤젠 (BDTAPVB), N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노바이페닐, N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노바이페닐, N,N,N',N'-테트라-1-나프틸-4,4'-디아미노바이페닐, N,N,N',N'-테트라-2-나프틸-4,4'-디아미노바이페닐, N-페닐카르바졸, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐 (NPB), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]바이페닐 (TNB), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-테르페닐, 4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐, 4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]바이페닐, 1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌, 4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]바이페닐, 4,4'-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-테르페닐, 4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]바이페닐, 4,4'-비스[N-(8-플루오란테닐)-N-페닐아미노]바이페닐, 4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]바이페닐, 4,4'-비스[N-(2-나프타세닐)-N-페닐아미노]바이페닐, 4,4'-비스[N-(2-페릴레닐)-N-페닐아미노] 바이페닐, 4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]바이페닐, 2,6-비스(디-p-톨릴아미노)나프탈렌, 2,6-비스[디-(1-나프틸)아미노]나프탈렌, 2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌, N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4"-디아미노-p-테르페닐, 4,4'-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)-페닐]아미노}바이페닐, 2,6-비스[N,N-디(2-나프틸)아미노]불소, 4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트리페닐아민 (MTDATA) 및 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(TPD). 전도성이 증진되도록 정공 수송층을 사용할 수 있다. NPD 및 TPD는 고유 정공 수송층의 예이다. p-도핑된 정공 수송층의 예는 US6,337,102 또는 DE10058578에 개시된 바와 같이 1:50의 몰비로 F4-TCNQ로 도핑된 m-MTDATA이다.
또 다른 부류의 유용한 정공 수송 물질에는 EP1009041에 기재된 바와 같은 폴리시클릭 방향족 화합물이 포함된다. 올리고머 물질을 비롯한 2개 초과의 아민기를 갖는 3차 방향족 아민을 사용할 수 있다. 또한, 중합체성 정공 수송 물질, 예컨대 폴리(N-비닐카르바졸) (PVK), 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 공중합체, 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) (PEDOT/PSS라고도 지칭됨)를 사용할 수 있다.
형광성 발광 물질 및 발광층 ( LEL )
인광 물질 이외에, 형광 물질을 비롯한 기타 발광 물질을 OLED 소자에서 사용할 수 있다. 용어 "형광"은 통상적으로 임의의 발광 물질을 설명하는데 사용되지만, 이 경우에는 단일항 여기 상태로부터 발광되는 물질을 지칭한다. 형광 물질은 인광 물질과 동일한 층, 인접한 층, 인접한 픽셀에서, 또는 임의의 조합에서 사용할 수 있다. 인광 물질의 성능에 부정적인 영향을 미칠 물질을 선택하지 않도록 주의해야 한다. 당업자는 인광 물질과 동일한 층 또는 인접한 층에서의 물질의 삼중항 여기 상태 에너지가 원치않는 켄칭(quenching)을 막을 수 있도록 적절하게 설정되어야 함을 이해할 것이다. US-A-4,769,292 및 US-A-5,935,721에 보다 자세히 기재된 바와 같이, 유기 EL 부재의 발광층 (LEL)은 전계발광이 상기 영역에서 전자-정공 쌍 재조합의 결과로서 생성되는 발광성 형광 또는 인광 물질을 포함한다. 발광층은 단일 물질로 구성될 수 있으나, 보다 일반적으로는 발광이 주로 발광 물질로부터 야기되고 임의의 색상일 수 있는 게스트 발광 물질(들)로 도핑된 호스트 물질로 이루어진다. 발광층의 호스트 물질은 하기 정의되는 바와 같은 전자 수송 물질, 상기 정의된 바와 같은 정공 수송 물질, 또는 정공-전자 재조합을 지지하는 다른 물질 또는 물질의 조합일 수 있다. 형광성 발광 물질은 통상적으로, 호스트 물질의 0.01 내지 10 중량％로 도입된다. 호스트 및 발광 물질은 비-중합체성 소분자 또는 중합체성 물질, 예컨대 폴리플루오렌 및 폴리비닐아릴렌 (예를 들어, 폴리(p-페닐렌비닐렌), PPV)일 수 있다. 중합체의 경우, 소분자 발광 물질이 중합체성 호스트로 분자적으로 분산될 수 있거나 또는 소수 성분을 호스트 중합체로 공중합시킴으로써 발광 물질이 첨가될 수 있다. 막 형성성, 전기적 특성, 발광 효율성, 수명 또는 제조가능성을 개선시키기 위해, 호스트 물질을 함께 혼합할 수 있다. 호스트는 우수한 정공 수송 특성을 갖는 물질 및 우수한 전자 수송 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
유용한 것으로 공지된 호스트 및 방출 물질에는 US-A-4,768,292, 5,141,671, 5,150,006, 5,151,629, 5,405,709, 5,484,922, 5,593,788, 5,645,948, 5,683,823, 5,755,999, 5,928,802, 5,935,720, 5,935,721 및 6,020,078에 개시된 물질이 포함되나, 이에 제한되지 않는다.
8-히드록시퀴놀린 및 유사한 유도체의 금속 착체 (하기 화학식 E)는 전계발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트 화합물의 한 부류를 구성하고, 이는 500 nm 초과 파장, 예를 들어 녹색, 황색, 주황색 및 적색 발광에 대해 특히 적합하다.
[화학식 E]
Figure 112010024681916-pct00128
식 중, M은 금속을 나타내고, v는 1 내지 4의 정수이고, ZZ는 독립적으로 각 경우 2개 이상의 융합된 방향족 고리를 갖는 핵을 완성하는 원자를 나타낸다. 상기로부터, 금속은 1가, 2가, 3가 또는 4가 금속일 수 있음이 명백하다. 금속은 예를 들어, 알칼리 금속, 예컨대 리튬, 나트륨 또는 칼륨; 알칼리 토금속, 예컨대 마그네슘 또는 칼슘; 토금속, 예컨대 알루미늄 또는 갈륨, 또는 전이 금속, 예컨대 아연 또는 지르코늄일 수 있다. 일반적으로, 유용한 킬레이트화 금속인 것으로 공지된 임의의 1가, 2가, 3가 또는 4가 금속을 사용할 수 있다. ZZ는 2개 이상의 융합된 방향족 고리를 함유하고, 이 중 적어도 하나는 아졸 또는 아진 고리인 헤테로시클릭 핵을 완성한다. 필요한 경우, 지방족 및 방향족 고리를 비롯한 추가의 고리를 2개의 요망되는 고리와 융합시킬 수 있다. 기능상의 개선 없이 분자 벌크를 증가시키는 것을 피하기 위해, 고리 원자의 수는 일반적으로 18 이하로 유지시킨다.
유용한 킬레이트된 옥시노이드 화합물의 예시는 다음과 같다.
CO-1: 알루미늄 트리스옥신 [일명, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)]
CO-2: 마그네슘 비스옥신 [일명, 비스(8-퀴놀리놀레이토)마그네슘(II)]
CO-3: 비스[벤조{f}-8-퀴놀리놀레이토]아연(II)
CO-4: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)
CO-5: 인듐 트리스옥신 [일명, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)인듐]
CO-6: 알루미늄 트리스(5-메틸옥신) [일명, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)]
CO-7: 리튬 옥신 [일명, (8-퀴놀리놀레이토)리튬(I)]
CO-8: 갈륨 옥신 [일명, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)갈륨(III)]
CO-9: 지르코늄 옥신 [일명, 테트라(8-퀴놀리놀레이토)지르코늄(IV)]
유용한 형광성 방출 물질에는 안트라센, 테트라센, 잔텐, 페릴렌, 루브렌, 쿠마린, 로다민 및 퀴나크리돈의 유도체, 디시아노메틸렌피란 화합물, 티오피란 화합물, 폴리메틴 화합물, 피릴륨 및 티아피릴륨 화합물, 플루오렌 유도체, 페리플란텐 유도체, 인데노페릴렌 유도체, 비스(아지닐)아민 보론 화합물, 비스(아지닐)메탄 화합물 및 카르보스티릴 화합물이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 유용한 물질의 예시에는 US7,090,930B2에 기재된 화합물 L1 내지 L52가 포함되나 이에 제한되지 않는다.
전자 수송층 ( ETL )
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 수송층을 형성하는데 사용하기 위한 바람직한 박막 형성 물질은 옥신 자체의 킬레이트 (통상적으로는 8-퀴놀리놀 또는 8-히드록시퀴놀린이라고도 지칭됨)를 비롯한 금속 킬레이트화된 옥시노이드 화합물이다. 이러한 화합물은 전자를 주입 및 수송하는데 도움을 주고, 두 경우에서 모두 높은 수준의 성능을 나타내며, 박막 형태로 쉽게 제작된다. 고려되는 옥시노이드 화합물의 예는 상기 기재된 화학식 (E)를 충족시키는 화합물이다. 기타 전자 수송 물질에는 US4,356,429에 개시된 바와 같은 다양한 부타디엔 유도체, 및 US4,539,507에 기재된 바와 같은 다양한 헤테로시클릭 형광 증백제가 포함된다. 화학식 (G)를 충족시키는 벤즈아졸 또한 유용한 전자 수송 물질이다. 트리아진이 또한 전자 수송 물질로서 유용한 것으로 공지되어 있다. 도핑을 사용하여 전도성을 증진시킬 수 있다. Alq3은 고유 전자 수송층의 예이다. n-도핑된 전자 수송층의 예는 US 6,337,102에 개시된 바와 같이 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이다.
유기층의 침착
상기 언급된 유기 물질은 유기 물질의 형태에 적합한 임의의 방식으로 적합하게 침착된다. 소분자의 경우, 열 증발을 통해 편리하게 침착되나, 다른 방식으로, 예컨대 임의적 결합제와 함께 용매로부터 침착시켜 막형성성을 개선시킬 수 있다. 물질이 가용성이거나 올리고머/중합체 형태인 경우, 스핀-코팅, 잉크젯 프린팅과 같은 용액 공정이 일반적으로 바람직하다. 덴드리머 치환체를 사용함으로써 소분자의 용액 공정을 견디는 능력을 증진시킬 수 있다. 패턴화된 침착은 섀도우 마스크, 집적 섀도우 마스크 (US5,294,870), 공여 시트로부터의 공간적으로 한정된 열 염료 이동 (US5,688,551, US5,851,709 및 US6,066,357) 및 잉크젯 방법 (US6,066,357)을 이용하여 달성할 수 있다.
캡슐화
대부분의 OLED 소자는 습기 또는 산소 또는 둘 다에 민감하므로, 이들은 통상적으로 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 분위기 하에, 알루미나, 보크사이트, 황산칼슘, 점토, 실리카겔, 제올라이트, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토금속 산화물, 설페이트 또는 금속 할라이드 및 퍼클로레이트와 같은 건조제와 함께 밀봉한다. 캡슐화 및 건조화 방법에는 US6,226,890에 기재된 방법이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 또한, SiOx, 테플론 및 교대배열된 무기/중합체 층과 같은 배리어층(barrier layer)이 캡슐화용으로 당업계에 공지되어 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제작된 소자는 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 텔레비젼, 게시판, 내부 또는 외부조명 및/또는 신호용 라이트, 완전히 투명한 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 레이저 프린터, 휴대전화, 개인용 휴대정보 단말기 (PDA), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로-디스플레이, 차량, 극장 또는 스타디움 스크린 또는 간판을 비롯한 광범위한 소비 제품에 도입될 수 있다. 다양한 제어 메카니즘을 사용하여 수동적 매트릭스 및 능동적 매트릭스를 비롯한 본 발명에 따라 제작된 소자를 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 특징 및 양태는 하기 실시예에서 추가로 예시된다. 이들 실시예는 본 발명의 범주 내에서 당업자가 어떻게 조작해야 하는지를 보여주기 위해 제공되는 것이지 본 발명의 범주를 제한하는 역할을 하는 것은 아니며, 본 발명의 범주는 단지 청구범위에서 규정된다. 하기 실시예, 및 명세서의 다른 부분 및 청구범위에서 달리 제시되지 않는다면, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 하고, 온도는 섭씨 온도이며, 압력은 대기압 또는 대략 대기압이다.
실시예
실시예 1
Figure 112010024681916-pct00129
PCT/EP2007/057408의 실시예 1에 기재된 바와 같이 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌을 제조할 수 있다. 1.80 g (2.61 mmol)의 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌 및 540 mg (5.60 mmol)의 나트륨 tert-부톡사이드를 40 ml의 톨루엔에 용해시켰다. 반응 혼합물을 아르곤으로 탈기시키고, 29 mg (0.13 mmol)의 팔라듐(II) 아세테이트를 첨가하였다. 그 후 105 mg (0.520 mmol)의 트리-tert-부틸포스핀을 첨가하였다. 15 ml의 톨루엔 중 1.77 g (8.08 mmol)의 나프탈렌-1-일-페닐-아민의 탈기된 용액을 첨가하고 반응 혼합물을 90℃에서 3시간 동안 가열하였다.
20 ml의 1％ 나트륨 시아니드 용액을 반응 혼합물에 첨가하고 반응 혼합물을 1시간 동안 환류시켰다. 반응 혼합물을 디에틸에테르로, 이어 디클로로메탄으로 추출하였다. 유기상을 황산마그네슘으로 건조시켰다. 용매를 진공하에서 제거하였다. 생성물을 실리카겔 상에서 톨루엔/시클로헥산 (1/4)을 이용하여 크로마토그래피로 정제하였다.
Figure 112010024681916-pct00130
실시예 2
Figure 112010024681916-pct00131
a) 4.44 g (43.5 mmol)의 에티닐-벤젠, 280 mg (1.45 mmol)의 구리(I) 요오다이드 및 340 mg (0.29 mmol)의 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0)을 200 ml의 피페리딘 중 10.0 g (14.5 mmol)의 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌에 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 22시간 동안 130℃에서 교반하였다. 고체를 여과해냈다. 여과물은 표적 생성물 및 단일커플링 생성물을 함유하였다. 2.96 g (26.6 mmol)의 에티닐-벤젠, 130 mg (0.725 mmol)의 구리(I) 요오다이드 및 170 mg (0.145 mmol)의 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐(0)을 피페리딘 중 여과물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 48시간 동안 130℃에서 교반하였다. 고체를 여과해냈다. 용매를 진공하에서 제거하고 생성물을 n-헥산과 함께 2회 달였다 (decoct).
Figure 112010024681916-pct00132
b) 3.00 g (4.09 mmol)의 실시예 2a의 생성물 및 16.6 g (65.5 mmol)의 요오드의 혼합물을 50 ml의 디메틸 설폭사이드 (DMSO) 중에 용해시켰다. 반응 혼합물을 21시간 동안 160℃에서 교반하고 물에 부어 넣고, 수상을 디클로로메탄으로 추출하였다. 유기상을 10％의 티오황산나트륨 용액으로 세척하였다. 유기상을 황산나트륨으로 건조시키고 용매를 진공하에서 제거하였다. 생성물을 실리카겔 상에서 톨루엔을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 단리시켰다.
Figure 112010024681916-pct00133
c) 540 mg (5.00 mmol)의 벤젠-1,2-디아민을 80 ml의 에탄올 및 40 ml의 클로로포름 중 2.00 g (2.51 mmol)의 실시예 2b의 생성물에 첨가하였다. 12 방울의 황산을 첨가하고 반응 혼합물을 4일 동안 환류시켰다. 생성물을 여과해내고, 에탄올 및 20％의 염산으로 세척하고, 클로로포름으로 속슬렛 (soxhlet) 추출하였다. 용융점: 288℃.
실시예 3
Figure 112010024681916-pct00134
3.00 g (4.35 mmol)의 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌 및 3.90 g (9.56 mmol)의 2,3-디페닐-6-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)-퀴녹살린 (PCT/EP2008/053251의 실시예 5b)을 20 ml의 디옥산 및 80 ml의 톨루엔의 혼합물에 용해시켰다. 용액을 아르곤으로 탈기시켰다. 107 mg (0.261 mmol)의 디시클로헥실-(2',6'-디메톡시-바이페닐-2-일)-포스판 및 9.8 mg (0.043 mmol)의 팔라듐(II) 아세테이트를 첨가하였다. 용액을 아르곤으로 탈기시켰다. 16 ml의 물 중 5.27 g (21.7 mmol)의 칼륨 포스페이트 3염기성 모노히드레이트 (K3PO4·H2O)의 탈기된 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 90℃ 아르곤하에서 18시간 동안 교반하였다. 생성물을 여과해내고, 톨루엔으로 세척하고, 디클로로메탄 중에 용해시키고 실리카겔 상에서 여과하였다. 용융점: 367℃.
실시예 4
Figure 112010024681916-pct00135
20 ml의 디옥산 및 80 ml의 톨루엔의 혼합물을 3.00 g (4.35 mmol)의 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌 및 1.89 g (9.56 mmol)의 3-바이페닐 보론산에 첨가하였다. 혼합물을 아르곤으로 탈기시켰다. 107 mg (0.261 mmol)의 디시클로헥실-(2',6'-디메톡시-바이페닐-2-일)-포스판 및 9.8 mg (0.043 mmol)의 팔라듐(II) 아세테이트를 첨가하였다. 용액을 아르곤으로 탈기시켰다. 16 ml의 물 중 5.27 g (21.7 mmol)의 칼륨 포스페이트 3염기성 모노히드레이트 (K3PO4·H2O)의 탈기된 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤하에서 18시간 동안 90℃에서 교반하였다. 생성물을 여과해내고, 톨루엔으로 세척하고 디클로로메탄으로 속슬렛 추출하였다. 용융점: 334℃.
실시예 5
Figure 112010024681916-pct00136
실시예 5의 생성물을 실시예 1의 생성물과 유사하게 제조하였다. 용매로서 톨루엔 대신에 자일렌을 사용하였다. 용융점: 336℃.
실시예 6
Figure 112010024681916-pct00137
실시예 6의 생성물을 실시예 4의 생성물과 유사하게 제조하였다. 유리 전이 온도: 211℃.
Figure 112010024681916-pct00138
실시예 7
Figure 112010024681916-pct00139
a) 아르곤하에서 5.00 g (7.24 mmol)의 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌을 30 ml의 무수 THF (테트라히드로푸란) 중에 용해시켰다. 6.4 ml (15.9 mmol)의 n-부틸 리튬 용액 (헥산 중 2.5 M)을 -78℃에서 상기 혼합물에 천천히 첨가하였다. n-부틸 리튬 용액을 첨가한 후 반응 혼합물을 10분 동안 교반하였다. 5.29 g (72.4 mmol)의 DMF (N,N-디메틸-포름아미드)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 10분 동안 -78℃에서 교반한 후 25℃로 가온시켰다. 반응 혼합물을 물에 부어 넣고 수상을 디클로로메탄으로 추출하였다. 유기상을 황산나트륨으로 건조시키고 용매를 진공하에서 제거하였다. 실리카겔 상에서 1/1의 톨루엔/헥산을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 생성물을 단리하였다.
Figure 112010024681916-pct00140
b) 아르곤 하에서 800 mg (3.74 mmol)의 (2-니트로-페닐)-페닐-아민 및 1.77 g (10.2 mmol)의 나트륨 디티오나이트를 40 ml의 에탄올 중 1.00 g (1.70 mmol)의 실시예 7a의 생성물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 48시간 동안 환류시키고, 물에 부어 넣고 수상을 디클로로메탄으로 추출하였다. 용매를 진공하에서 제거하였다. 건조된 생성물은 표적 생성물 및 모노벤조이미다졸 중간생성물의 혼합물을 함유하였다. 아르곤 하에서 400 mg (1.87 mmol)의 (2-니트로-페닐)-페닐-아민 및 900 mg (5.1 mmol)의 나트륨 디티오나이트를 40 ml의 에탄올 중 조 생성물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 48시간 동안 환류시키고 25℃로 냉각시키고 생성물을 여과해낸 후, 실리카겔 상에서 6/1의 톨루엔/에탄올을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 생성물을 단리하였다. 용융점: 361℃.
실시예 8
Figure 112010024681916-pct00141
PCT/EP2007/057408의 실시예 1에 따라 6,11-디브로모-1,2,3,4-테트라페닐-트리페닐렌을 제조할 수 있다. 실시예 8의 생성물을 실시예 5의 생성물과 유사하게 제조하였다. 용융점: 375℃.
비교예 1
Figure 112010024681916-pct00142
a) 질소 하에서 25℃에서 30 ml의 인산 트리메틸 에스테르 중 21.0 g (0.131 mol)의 브롬을 150 ml의 인산 트리메틸 에스테르 중 10 g (43.8 mmol)의 트리페닐렌에 첨가하였다. 반응 혼합물을 질소하에서 5시간 동안 85℃에서 교반하고 25℃로 냉각시키고 고체를 여과해냈다. 여과물을 25℃에서 밤새 정치시켰다. 형성된 침전물을 여과해냈다. 침전물은 대부분의 비스브로마이드 (이성질체의 혼합물) B 및 소량의 모노 브로마이드 A를 함유하였다.
Figure 112010024681916-pct00143
b) 실시예 5와 유사하게 비교예 1a의 생성물을 카르바졸과 반응시켰다. 본 실시예의 생성물을 실리카겔 상에서 8/2의 n-헥산/톨루엔을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하였다. 생성물 A를 단일 이성질체로 단리하였다. 생성물 B는 분리불가능한 이성질체의 혼합물이었다. 생성물 A의 용융점: 217℃.
하기 표로부터 명백하듯이 본 발명의 화합물의 유리 전이 온도는 선행 기술의 화합물의 유리 전이 온도보다 높은데, 이러한 사실은 본 발명의 화합물이 선행 기술에서보다 더욱 높은 소자 안정성 (수명)을 가짐을 나타내는 것이다.
Figure 112010024681916-pct00144
소자 제작 및 적용 실시예
소자를 고진공(<10-6 mbar)하에서 열 증발에 의해 제작하였다. 애노드는 미리 유리 기판에 침착시킨 대략 1200 Å의 인듐 주석 산화물 (ITO)로 이루어졌다. 캐쏘드는 10 Å의 LiF, 이어 1000 Å의 Al로 이루어졌다. 모든 소자는 제조 직후, 캡슐화하지 않고 글러브 박스의 질소 분위기 (1 ppm 미만의 H2O 및 O2)하에서 시험하였다. 사용한 모든 물질은 최고 품질 (sublimed quality)의 것이었다.
적용 실시예 1
유기 스택은 ITO 표면에서부터 순차적으로, 정공 주입층 (HIL)으로서 600 Å의 2-TNATA (4,4',4"-트리스(N-(나프트-2-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민), 정공 수송층으로서 300 Å의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐 (α-NPD)로 이루어졌다. 방출층은, 모든 경우에 10％의 적색 방출체 비스(1-(페닐)이소퀴놀린) 이리듐(III) 아세틸아세토네이트 (약어: Ir(piq)2(acac), 게스트)로 도핑된 300 Å의 실시예 5로부터의 물질, 실시예 8로부터의 물질, 생성물 A 및 생성물 B (호스트로서, 하기 표의 적용 실시예 1a, 1b, 1c 및 1d 참조)로 각각 이루어졌고, 이어 정공 차단층으로서 10 nm의 TPBI (1,3,5-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸-2-일)벤젠) 및 전자 수송층으로서 30 nm의 Alq3 (트리스-(8-히드록시-키놀리네이토)-알루미늄)이 이어졌다.
상기한 바와 같이 제조한 소자에 대해 측정한 전류 효율성과 개시 전압 (1000 cd/m2에서의 C), CIE 값 및 최대 휘도를 하기 표에 나타냈다.
Figure 112010024681916-pct00145
상기 표에 보여지는 바와 같이 실시예 5 및 8의 화합물을 포함하는 적용 실시예 1a 및 1b의 소자는, 비교 생성물 A 및 B를 포함하는 적용 실시예 1c 및 1d의 소자와 비교하여 개선된 전류 효율성을 보였다. 특히, 실시예 8의 화합물을 포함하는 적용 실시예 1b의 소자의 개시 전압은 단지 8.3 V이었고, 이는 유사한 소자 설정에서 비교 생성물 A 및 B를 사용하는 적용 실시예 1c 및 1d와는 달리 매우 낮은 값이다.
적용 실시예 2
유기 스택은 ITO 표면에서부터 순차적으로, 정공 주입층 (HIL)으로서 600 Å의 2-TNATA (4,4',4"-트리스(N-(나프트-2-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민), 정공 수송층으로서 300 Å의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐 (α-NPD)로 이루어졌다. 방출층은, 모든 경우에 10％의 적색 방출체 (아세틸아세토네이토)비스(2,3,5-트리페닐피라지네이토)이리듐(III) (약어: Ir(tppr)2(acac); 게스트)로 도핑된 300 Å의 실시예 5로부터의 물질, 실시예 8로부터의 물질, 생성물 A 및 생성물 B (호스트로서, 하기 표의 적용 실시예 2a, 2b, 2c 및 2d 참조)로 각각 이루어졌고, 이어 정공 차단층으로서 10 nm의 TPBI (1,3,5-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸-2-일)벤젠) 및 전자 수송층으로서 30 nm의 Alq3 (트리스-(8-히드록시-키놀리네이토)-알루미늄)이 이어졌다.
상기한 바와 같이 제조한 소자에 대해 측정한 전류 효율성과 개시 전압 (1000 cd/m2에서의 C), CIE 값 및 최대 휘도를 하기 표에 나타냈다.
Figure 112010024681916-pct00146
상기 표에 보여지는 바와 같이 실시예 5 및 8의 화합물을 포함하는 적용 실시예 2a 및 2b의 소자는, 비교 생성물 A 및 B를 포함하는 적용 실시예 2c 및 2d의 소자와 비교하여 개선된 전류 효율성 및 최대 휘도를 보였다. 특히, 실시예 5 및 8의 화합물을 포함하는 적용 실시예 2a 및 2b의 소자의 개시 전압은 각각 비교 생성물 A 및 B를 포함하는 적용 실시예 2c 및 2d에서보다 훨씬 낮았다.
적용 실시예 3
유기 스택은 ITO 표면에서부터 순차적으로, 정공 주입층 (HIL)으로서 100 Å의 CuPC (프탈로시아닌 구리 착체), 정공 수송층으로서 300 Å의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐 (α-NPD)로 이루어졌다. 방출층은, 모든 경우에 6％의 녹색 방출체 트리스(2-페닐-피리딜)이리듐 착체 (게스트)로 도핑된 300 Å의 실시예 5로부터의 물질, 실시예 8로부터의 물질, 생성물 A (호스트로서, 하기 표의 적용 실시예 3a, 3b 및 3c 참조)로 각각 이루어졌고, 이어 정공 차단층으로서 10 nm의 BAlq (비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)-4-(페닐-페놀레이토)알루미늄-(III) 및 전자 수송층으로서 30 nm의 Alq3 (트리스-(8-히드록시-키놀리네이토)-알루미늄)이 이어졌다.
상기한 바와 같이 제조한 소자에 대해 측정한 전류 효율성과 개시 전압 (1000 cd/m2에서의 C), CIE 값 및 최대 휘도를 하기 표에 나타냈다.
Figure 112010024681916-pct00147
상기 표에 보여지는 바와 같이 실시예 5 및 8로부터의 물질을 포함하는 적용 실시예 3a 및 3b의 소자는, 비교 생성물 A를 포함하는 적용 실시예 3c의 소자와 비교하여 낮은 개시 전압과 함께 개선된 전류 효율성 및 최대 휘도를 보였다. 특히, 실시예 5의 화합물을 포함하는 적용 실시예 3a의 소자는 1000 Cd/m2에서 14.8 Cd/A의 전류 효율성을 보였고, 이는 비교 생성물 A를 포함하는 적용 실시예 3c의 소자의 전류 효율성보다 유의적으로 높은 것이다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 전계발광 (EL) 소자.
    [화학식 I]
    Figure 112015103924661-pct00148

    식 중, R1 및 R2는 화학식
    Figure 112015103924661-pct00192
    의 기이고,
    R3은 수소이고 R4는 C1-C25알킬기 또는 화학식
    Figure 112015103924661-pct00193
    또는
    Figure 112015103924661-pct00194
    의 기이거나,
    R3 및 R4는 화학식
    Figure 112015103924661-pct00195
    의 기이고,
    여기서, R7, R8 및 R9는 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C18알킬, C1-C18알콕시 또는 O가 개재된 C1-C18알킬이며,
    - 1) L1-X1 및 -L2-X2는
    서로에 대해 독립적으로 화학식 -NA1A1'의 기 또는 기
    Figure 112015103924661-pct00196
    이고,
    여기서, A1, A1', A3 및 A3'은 서로에 대해 독립적으로, C1-C8알킬, C1-C8알콕시, 시아노기 또는 실릴기로 치환되거나 비치환된 C6-C24아릴기 또는 C2-C30헤테로아릴기이거나,
    A1 및 A1', 또는 A3 및 A3'은 이들이 결합된 질소 원자와 함께 헤테로방향족 고리 또는
    Figure 112015103924661-pct00197
    (식 중, m'은 0, 1 또는 2이고, m1은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, 0, 1, 2, 3 또는 4임)로부터 선택된 고리계를 형성하고,
    BU는
    Figure 112015103924661-pct00198
    이고,
    여기서, R41은 각 경우 동일 또는 상이할 수 있으며, Cl, F, CN, NR45R45', C1-C25알킬기, C4-C18시클로알킬기, C1-C25알콕시기 (여기서 서로에 인접하지 않은 하나 이상의 탄소 원자는 -NR45-, -O-, -S-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-O-로 교체될 수 있고 하나 이상의 수소 원자는 F로 교체될 수 있음), C6-C24아릴기 또는 C6-C24아릴옥시기 (여기서 하나 이상의 탄소 원자는 O, S 또는 N으로 교체될 수 있음)이거나,
    두 개 이상의 기 R41은 고리계를 형성하고,
    R45 및 R45'은 서로에 대해 독립적으로 C1-C25알킬기, C4-C18시클로알킬기 (여기서 서로에 인접하지 않은 하나 이상의 탄소 원자는 -NR45"-, -O-, -S-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)-O-로 교체될 수 있거나 하나 이상의 수소 원자는 F로 교체될 수 있음), C6-C24아릴기 또는 C6-C24아릴옥시이고,
    R45"는 C1-C25알킬기 또는 C4-C18시클로알킬기이고,
    m1은 상기 정의된 바와 같고,
    R119 및 R120은 서로에 대해 독립적으로 C1-C18알킬, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알콕시, 또는 C7-C25아르알킬이거나,
    R119 및 R120은 함께 화학식 =CR121R122 (식 중, R121 및 R122는 서로에 대해 독립적으로 H, C1-C18알킬, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 또는 G로 치환된 C2-C20헤테로아릴임)의 기를 형성하거나,
    R119 및 R120은 함께 C1-C18알킬, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬 또는 -C(=O)-R127로 치환되거나 비치환된 5 또는 6원 고리를 형성하고, 여기서, R127은 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
    D는 -CO-, -COO-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -NR65-, -SiR70R71-, -POR72-, -CR63=CR64- 또는 -C≡C-이고,
    E는 -OR69, -SR69, -NR65R66, -COR68, -COOR67, -CONR65R66, -CN 또는 할로겐이고,
    여기서, R63 및 R64는 서로에 대해 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이거나,
    R65 및 R66은 서로에 대해 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이거나,
    R65 및 R66은 함께 5 또는 6원 고리를 형성하고,
    R67은 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
    R68은 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
    R69는 C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
    R70 및 R71은 서로에 대해 독립적으로 C1-C18알킬, C6-C18아릴, 또는 C1-C18알킬로 치환된 C6-C18아릴이고,
    R72는 C1-C18알킬, C6-C18아릴, 또는 C1-C18알킬로 치환된 C6-C18아릴이고,
    G는 E 또는 C1-C18알킬이거나,
    - 2) L1-X1 및 -L2-X2는
    서로에 대해 독립적으로 기
    Figure 112015103924661-pct00199

    Figure 112015103924661-pct00200
    또는
    Figure 112015103924661-pct00201
    이고,
    여기서, R116, R116', R117 및 R117'은 서로에 대해 독립적으로 H, 할로겐, -CN, C1-C18알킬, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G로 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G로 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E로 치환되거나, D가 개재되거나, E로 치환되고 D가 개재된 C1-C18알콕시, C7-C25아르알킬, -C(=O)-R127, -C(=O)OR127 또는 -C(=O)NR127R126이거나,
    서로에 인접한 치환기 R116, R116', R117 및 R117'은 고리를 형성할 수 있고,
    R126은 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시로 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고, R127은 상기 정의된 바와 같고,
    D, E 및 G는 상기 정의된 바와 같거나, 또는
    - 3) L1-X1 및 -L2-X2는
    서로에 대해 독립적으로 기
    Figure 112015103924661-pct00202

    Figure 112015103924661-pct00203

    Figure 112015103924661-pct00204
    또는
    Figure 112015103924661-pct00205
    (식 중, R116, R117 및 R117'은 상기 정의와 같음)이고,
    m은 0이다.
  2. 제1항에 있어서, 하기로부터 선택되는 화합물을 포함하는 전계발광 (EL) 소자.
    Figure 112015014078954-pct00178

    Figure 112015014078954-pct00179

    Figure 112015014078954-pct00180

    Figure 112015014078954-pct00181

    Figure 112015014078954-pct00182
  3. 제1항에 있어서, 캐쏘드, 애노드 및 화학식 I의 화합물인 호스트 물질 및 인광성 발광 물질을 함유하는 캐쏘드와 애노드 사이의 발광층을 포함하는 전계발광 (EL) 소자.
  4. 제1항에 따른 화학식 I의 화합물.
    [화학식 I]
    Figure 112015014078954-pct00206

    식 중, 각각의 기는 제1항에 정의된 바와 같다.
  5. 전자사진 감광체, 광전 변환기, 태양 전지, 이미지 센서, 색소 레이저 및 전계발광 소자를 위해 제4항에 따른 화학식 I의 화합물을 사용하는 방법.
  6. 용매 중에서 염기 및 촉매의 존재하에, 화학식 (XX)
    Figure 112015014078954-pct00186
    (식 중, X10은 할로겐임)의 화합물을 화학식 HNA1A1',
    Figure 112015014078954-pct00187
    또는
    Figure 112015014078954-pct00188
    의 화합물과 반응시키는 것을 포함하는,
    -L1-X1 및 -L2-X2가 서로에 대해 독립적으로 -NA1A1',
    Figure 112015014078954-pct00189
    또는
    Figure 112015014078954-pct00190
    이고, m'은 0, 1 또는 2인 제4항에 따른 화학식 I의 화합물 (상기 식들 중, A1, A1', L1, L2, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R41, m1 및 m은 제1항의 정의와 같음)의 제조 방법.
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