KR101738534B1 - 유기 발광 다이오드를 위한 2-아자트리페닐렌 물질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2-아자트리페닐렌을 포함하는 화합물을 제공한다. 본 발명은 특히 추가의 방향족 기를 갖는 2-아자트리페닐렌 코어를 포함하는 화합물을 제공한다. 제공된 화합물은 발광 또는 비발광 물질일 수 있다. 이 화합물을 특히 호스트 물질, 정공 차단 층 물질 또는 발광 도펀트로서 유기 발광 장치에서 사용할 수 있다. 2-아자트리페닐렌 함유 화합물을 포함하는 장치는 개선된 안정성 및 효율을 나타낼 수 있다.

Description

유기 발광 다이오드를 위한 2-아자트리페닐렌 물질{2-AZATRIPHENYLENE MATERIALS FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES}
본원은 2009년 5월 12일자에 출원된 미국 가출원 제61/177,435호의 우선권을 주장하고, 이의 공개내용은 그 전문이 참조문헌으로 명확히 포함된다.
청구된 본 발명은 합동 대학 협동 조사 계약에 하기 당사자 중 하나 이상에 의해 및/또는 이를 대신하여 및/또는 이와 관련하여 이루어졌다: Regents of the University of Michigan, Princeton University, The University of Southern California 및 Universal Display Corporation. 계약은 청구된 발명이 이루어진 날에 및 그 전에 발효되고 청구된 본 발명은 계약의 범위 내에 수행된 활동의 결과로서 이루어졌다.
[발명의 분야]
본 발명은 유기 발광 장치에서 유리하게는 사용될 수 있는 새로운 유기 물질에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 새로운 2-아자트리페닐렌 함유 화합물 및 이 화합물을 포함하는 장치에 관한 것이다.
유기 물질을 사용하는 광전자 장치가 여러 이유로 점점 요망되고 있다. 이 장치를 이용하기 위해 사용되는 많은 물질은 비교적 저렴하여, 유기 광전자 장치는 무기 장치에 비해 비용 이점의 가능성을 갖는다. 또한, 가요성과 같은 유기 물질의 고유 특성은 이것이 가요성 기재의 제작과 같은 특정 용도에 매우 적합하게 할 수 있다. 유기 광전자 장치의 예로는 유기 발광 장치(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광전지 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 종래 물질에 비해 성능 이점을 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 발광 층이 발광하는 파장을 일반적으로 적절한 도펀트에 용이하게 조정할 수 있다.
OLED는 전압이 장치에 인가될 때 발광하는 얇은 유기 필름을 사용한다. OLED는 평판 디스플레이, 조명 및 역광과 같은 분야에서 사용하기 위해 점점 더 관심 있는 기술이다. 여러 OLED 물질 및 배치는 본원에 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있다.
인광 발광 분자에 대한 하나의 분야는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업 표준은 "포화" 색상이라 칭하는 특정한 색상을 방출하기에 적합한 화소를 필요로 한다. 특히, 이 표준은 포화 적색, 녹색 및 청색 화소를 필요로 한다. 색상을 당해 분야에 널리 공지된 CIE 좌표를 이용하여 측정할 수 있다.
녹색 발광 분자의 한 예는 하기 구조를 갖는 Ir(ppy)3이라 칭하는 트리스(2-페닐피리딘) 이리듐이다:
Figure 112011098457278-pct00001
여기서 및 하기 본원의 도면에서, 본 발명자들은 직선으로 질소로부터 금속(여기서, Ir)으로의 배위 결합을 표시했다.
본원에서 사용되는 "유기"란 용어는 유기 광전자 장치를 제작하기 위해 사용될 수 있는 중합체 물질 및 소분자 유기 물질을 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 의미하고, "소분자"는 실제로 쾌 클 수 있다. 소분자는 몇몇 상황에서 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 긴 사슬 알킬 기를 사용하는 것은 "소분자" 클래스로부터 분자를 제거할 수 있다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 골격에서의 펜던트 기로서 또는 골격의 일부로서 중합체에 통합될 수 있다. 소분자는 또한 코어 부분에 구축된 일련의 화학 쉘로 이루어지는 덴드리머의 코어 부분으로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 부분은 형광 또는 인광 소분자 에미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있고, OLED의 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머가 소분자인 것으로 생각된다.
본원에서 사용되는 "상부"는 기재로부터 가장 멀다는 것을 의미하고, "하부"는 기재로부터 가장 가깝다는 것을 의미한다. 제1 층을 제2 층 위에 "증착된" 것으로 기재할 때, 제1 층은 기재로부터 멀리 배치된다. 제1 층이 제2 층과 "접촉한" 것으로 기재되지 않은 한, 제1 층과 제2 층 사이에 다른 층이 존재한다. 예를 들면, 이들 사이에 다양한 유기층이 존재하더라도, 캐소드가 애노드 위에 "증착된" 것으로 기재할 수 있다.
본원에서 사용되는 "가공 가능한 용액"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매질 중에 용해되거나, 분산되거나 이송되고/되거나 이로부터 증착될 수 있다는 것을 의미한다.
리간드가 발광 물질의 광활성 특성에 직접 기여하는 것으로 생각될 때, 리간드를 "광활성"이라 칭할 수 있다. 보조 리간드가 광활성 리간드의 특성을 변경할 수 있지만, 리간드가 발광 물질의 광활성 특성에 기여하지 않는 것으로 생각될 때, 리간드를 "보조"라 칭할 수 있다.
본원에서 사용되고, 당업자가 일반적으로 이해하는 바대로, 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 가까워지는 경우, 제1 "최고 준위 점유 분자 오비탈"(HOMO) 또는 "최저 준위 점유 분자 오비탈"(LUMO) 에너지 준위가 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 이온화 전위(IP)를 진공 수준에 대해 음의 에너지로서 측정하기 때문에, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 적은 절대치를 갖는 IP(덜 음인 IP)에 해당한다. 유사하게, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 더 적은 절대치를 갖는 전자 친화도(EA)(덜 음인 E)에 해당한다. 상부에서 진공 수준을 갖는 종래 에너지 준위 도면에서, 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일한 물질의 HOMO 에너지 준위보다 높다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 이 도면의 상부에 가까운 것으로 보인다.
본원에서 사용되고, 당업자가 일반적으로 이해하는 바대로, 제1 일 함수가 더 높은 절대치를 갖는 경우, 제1 일 함수가 제2 일 함수보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 일 함수가 일반적으로 진공 수준에 대해 음의 값으로서 측정되므로, 이것은 "더 높은" 일 함수가 더 음이라는 것을 의미한다. 상부에서 진공 수준을 갖는 종래 에너지 준위 도면에서, "더 높은" 일 함수는 하류 방향에서 진공 수준으로부터 멀리 있는 것으로 나타난다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일 함수와 다른 협약을 따른다.
OLED에 대한 더 자세한 사항 및 상기 기재된 정의는 본원에 그 전문이 참조문헌으로 포함된 US 특허 제7,279,704호에서 확인할 수 있다.
본원은 새로운 유기 화합물을 제공한다. 상기 화합물은 OLED에서 유리하게 사용될 수 있는 2-아자트리페닐렌 함유 화합물을 포함한다. 특히, 호스트 물질, 정공 차단 물질 또는 발광 금속 착물에 대한 리간드로서 이 화합물을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 2-아자트리페닐렌 화합물을 포함하는 장치는 개선된 안정성 및 효율을 가질 수 있다. 본원은 하기 구조를 갖는 새로운 화합물을 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00002
R1, R2 및 R3은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R1, R2 및 R3은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. R1, R2 및 R3 중 1개 이상은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 바람직하게는, R3은 질소에 대해 오르토 위치의 치환이다.
본원은 화학식 Ⅰ를 갖고 금속에 배위되지 않은 화합물의 일 군을 제공한다. 바람직하게는, OLED 내에서 발광 층에서의 호스트 물질로서 또는 다양한 다른 비발광 층에서의 비발광 물질로서 이 화합물을 사용할 수 있다.
바람직하게는, R1은 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, R1은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 바람직하게는, R2는 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, R2는 아릴 또는 헤테로아릴이다. 바람직하게는, R3은 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, R3은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 바람직하게는, 각각의 R1, R2 및 R3은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
본 발명은 화합물 IG 내지 화합물 7OG로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 비롯한 특정한 화학식 Ⅰ를 갖는 화합물을 제공한다. R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R'3, R4, R5, R6은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명은 특정한 화학식 Ⅰ를 갖는 화합물을 또한 제공한다. 각각의 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소이고, 예컨대 화합물 1 내지 화합물 70으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물이다.
본원은 시클로금속화 리간드를 포함하는 화합물의 다른 군을 제공한다. 이 화합물은 하기 화학식을 갖는 리간드 L을 포함한다:
Figure 112011098457278-pct00003
A는 5원 또는 6원 아릴 또는 헤테로아릴 고리이다. RA는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. RA는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 리간드 L은 원자 번호가 40보다 큰 금속에 배위된다. 바람직하게는, 금속은 Ir이다.
리간드로서의 이 화합물의 시클로금속화 착물이 발광 특성을 제공할 것으로 예상되므로, 이 화합물을 발광 물질로서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 이 화합물을 OLED의 발광 층에서 발광 도펀트로서 사용할 수 있다. 이 화합물을 또한 비발광 물질로서 사용할 수 있다. 특히, 이 화합물을 정공 차단 층과 같은 화합물의 발광 특성이 사용되지 않는 장치의 일부에서 사용할 수 있다.
일 양태에서, 본원은 리간드 L이 동종리간드 화합물에 포함되는 화합물을 제공한다. 다른 양태에서, 본원은 리간드 L이 이종리간드 화합물에 포함되는 화합물을 제공한다. 특히, 본원은 화학식 (L)n(L')3- nIr을 갖는 화합물을 제공한다. n은 1 또는 2이다. 일 양태에서, 바람직하게는 n은 1이다. 다른 양태에서, 바람직하게는 n은 2이다. L'은
Figure 112011098457278-pct00004
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R'1 및 R'2는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R'1 및 R'2는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. L은 L'과 다른 구조를 갖는다.
본원은 화합물 71G 내지 화합물 78G로 이루어진 군으로부터 선택되는 리간드 L을 갖는 화합물을 비롯하여 특정한 리간드를 포함하는 화합물을 또한 제공한다. R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본원은 화합물 71 내지 화합물 78(즉, R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 수소임)로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드 L을 비롯한 특정한 리간드를 또한 제공한다.
본원은 화합물 79G 내지 화합물 96G로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 비롯한 2-아자트리페닐렌 리간드 함유 Ir 착물을 포함하는 특정한 화합물을 또한 제공한다. R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본원은 화합물 79 내지 화합물 96(즉, R1, R2, R3, R4, R'1 및 R'2는 각각 수소임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 비롯한 2-아자트리페닐렌 리간드 함유 Ir 착물을 포함하는 특정한 화합물을 또한 제공한다.
추가로, 본원은 유기 발광 장치를 또한 제공한다. 이 장치는 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 제1 유기층을 포함한다. 제1 유기층은 상기 기재된 바와 같은 하기 구조를 포함하는 화합물을 더 포함한다:
Figure 112011098457278-pct00005
.
화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물에 바람직하게 기재된 치환기의 선택은 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물을 포함하는 장치에서의 사용에 또한 바람직하다. 이러한 선택은 R1, R2, R3 및 A에 대해 기재된 것을 포함한다.
R1, R2 및 R3은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R1, R1, R2 및 R3은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. R1, R2 및 R3 중 1개 이상은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
일 양태에서, 이 장치는 화학식 Ⅰ를 갖고 금속에 배위되지 않은 화합물을 포함한다. 이 장치에 사용될 수 있는 특정한 화합물은 화합물 IG 내지 화합물 7OG로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함한다. R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 화합물 1 내지 화합물 70(즉, 각각의 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소임)으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 특정한 장치가 제공된다.
다른 양태에서, 본원은 제1 유기층이 발광 층이고 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물이 호스트인 장치를 제공한다. 더욱이, 제1 유기층은 발광 도펀트를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 발광 도펀트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure 112011098457278-pct00006
.
Rx 및 Ry는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. Rx 및 Ry는 독립적으로 수소, 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
추가로, 본원은 하기 화학식을 갖는 리간드 L을 포함하는 화합물를 포함하는 장치를 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00007
.
A는 5원 또는 6원 아릴 또는 헤테로아릴 고리이다. RA는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. RA는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이 장치에 사용되는 특정한 리간드는 화합물 71G 내지 화합물 78G로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드 L을 포함한다. R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본원은 화합물 71 내지 화합물 78(즉, R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 수소임)로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드 L을 갖는 화합물을 포함하는 특정한 장치를 제공한다.
이 장치에서 사용되는 특정한 화합물은 화합물 79G 내지 화합물 96G로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함한다. R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본원은 화합물 79 내지 화합물 96(즉, R1, R2, R3, R4, R5, R'1 및 R'2는 각각 수소임)으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 특정한 장치를 제공한다.
일 양태에서, 본원은 제1 유기층이 발광 층이고 화학식 Ⅱ의 구조를 포함하는 화합물이 발광 도펀트인 장치를 제공한다. 바람직하게는, 제1 유기층은 호스트 물질을 더 포함한다.
다른 양태에서, 본원은 비발광 층인 제2 유기층을 포함하는 장치를 제공한다. 화학식 Ⅱ의 구조를 포함하는 화합물은 제2 유기층에서 비발광 물질이다. 바람직하게는, 제2 유기층은 정공 주입 또는 수송 층이고 화학식 Ⅱ의 구조를 포함하는 화합물은 정공 주입 또는 수송 물질이다.
추가로, 장치를 포함하는 소비재가 또한 제고된다. 이 장치는 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 제1 유기층을 더 포함한다. 제1 유기층은 추가로 상기 기재된 바와 같은 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물을 포함한다. 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물에 바람직하게 기재된 치환기의 선택은 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물을 포함하는 장치에서의 사용에 또한 바람직하다. 이러한 선택은 R1, R2, R3 및 A에 대해 기재된 것을 포함한다.
R1, R2 및 R3은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R1, R2 및 R3은 독립적으로 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴, 헤테로아릴 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된다. R1, R2 및 R3 중 1개 이상은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
일 양태에서, 소비재의 장치는 화학식 Ⅱ를 갖는 2-아자트리페닐렌 화합물을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 소비재의 장치는 원자 번호가 40보다 큰 금속에 배위된 2-아자트리페닐렌을 포함하는 리간드를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
도 1은 유기 발광 장치를 나타낸다.
도 2는 별개의 전자 수송 층을 갖지 않는 역 유기 발광 장치를 나타낸다.
도 3은 2-아자트리페닐렌 화합물을 나타낸다.
도 4는 2-아자트리페닐렌을 포함하는 리간드를 나타낸다.
일반적으로, OLED는 애노드와 캐소드 사이에 배치되고 이들에 전기적으로 연결된 하나 이상의 유기층을 포함한다. 전류를 인가할 때, 애노드는 유기층(들)에 정공을 주입하고 캐소드는 유기층(들)에 전자를 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향해 이동한다. 전자 및 정공이 동일한 분자 상에 위치하는 경우, 여기된 에너지 상태를 갖는 국소화된 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 형성된다. 엑시톤이 광전자 방출 메카니즘을 통해 이완될 때 광이 방출된다. 몇몇 경우에, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스 상에 국소화된다. 비방사성 메카니즘, 예컨대 열 이완이 또한 발생할 수 있지만, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 생각된다.
초기 OLED는 그 전문이 참조문헌으로 포함된, 예를 들면 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 바대로 1중항 상태로부터 광을 방출하는("형광") 발광 분자를 사용하였다. 형광 방출은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 프레임으로 발생한다.
더 최근에, 3중항 상태로부터 광을 방출하는("인광") 발광 물질을 갖는 OLED가 입증되었다. 문헌[Baldo et al, "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998;("Baldo-I") and Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phy. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6(1999)("Baldo-II")]은 그 전문이 참조문헌으로 포함된다. 인광은 참조문헌으로 포함된 US 특허 제7,279,704호의 5-6 칼럼에 더 자세히 기재되어 있다.
도 1은 유기 발광 장치(100)를 나타낸다. 도면을 반드시 확대하여 작도할 필요는 없다. 장치(100)는 기재(110), 애노드(115), 정공 주입 층(120), 정공 수송 층(125), 전자 차단 층(130), 발광 층(135), 정공 차단 층(140), 전자 수송 층(145), 전자 주입 층(150), 보호 층(155) 및 캐소드(160)를 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도층(162) 및 제2 전도층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 순서대로 기재된 층을 증착하여 이 장치(100)를 제작할 수 있다. 이러한 다양한 층의 특성 및 기능 및 실시예 물질은 참조문헌으로 포함된 US 제7,279,704호의 6-10 칼럼에 더 자세히 기재되어 있다.
각각의 이 층의 더 많은 예가 이용 가능하다. 예를 들면, 가요성 및 투명한 기재-애노드 조합이 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있다. p 도핑된 정공 수송 층의 예는 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 출원 제2003/0230980호에 개시된 50:1의 몰비의 F4-TCNQ로 도핑된 m-MTDATA이다. 발광 물질 및 호스트 물질의 예는 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제6,303,238호(Thompson 등)에 개시되어 있다. 도핑된 전자 수송 층의 예는 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 출원 제2003/0230980호에 개시된 1:1의 몰비의 Li로 도핑된 BPhen이다. 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호는 위에 놓인 투명한 전기 전도성 스퍼터링 증착 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 포함하는 캐소드의 예를 개시한다. 차단 층의 이론 및 사용은 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 제2003/0230980호에 자세히 기재되어 있다. 주입 층의 예는 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 출원 제2004/0174116호에 제공된다. 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 출원 제2004/0174116호에서 보호 층의 설명을 확인할 수 있다.
도 2는 역 OLED(200)를 보여준다. 이 장치는 기재(210), 캐소드(215), 발광 층(220), 정공 수송 층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 순서대로 기재된 층을 증착하여 이 장치(200)를 제작할 수 있다. 가장 흔한 OLED 배치는 캐소드가 애노드 위에 배치되고, 장치(200)에서 캐소드(215)가 애노드(230) 아래에 배치되므로, 이 장치(200)를 "역" OLED라 칭할 수 있다. 장치(100)와 관련하여 기재된 것과 유사한 물질을 장치(200)의 상응하는 층에서 사용할 수 있다. 도 2는 몇몇 층이 어떻게 장치(100)의 구조로부터 생략될 수 있는지의 일례를 제공한다.
도 1 및 도 2에 도시된 단순한 층상 구조가 비제한적인 예의 방식으로 제공되고, 본 발명의 양태가 매우 다양한 다른 구조와 연결되어 이용될 수 있는 것으로 이해된다. 기재된 특정한 물질 및 구조는 성질의 예시이고, 다른 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 상이한 방식으로 기재된 다양한 층을 조합하여 기능성 OLED를 성취할 수 있거나, 설계, 성능 및 비용 인자에 기초하여 층을 전체적으로 생략할 수 있다. 구체적으로 기재되지 않은 다른 층이 또한 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 것 이외의 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 많은 예가 다양한 층을 단일 물질을 포함하는 것으로서 기술하고 있지만, 물질의 조합, 예컨대 호스트 및 도펀트의 혼합물 또는 더 일반적으로는 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 층은 다양한 하위층을 가질 수 있다. 본원에서의 다양한 층에 대한 명칭은 엄격하게 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들면, 장치(200)에서, 정공 수송 층(225)은 발광 층(220)으로 정공을 수송하고 발광 층(220)으로 정공을 주입하며, 정공 수송 층 또는 정공 주입 층으로서 기재할 수 있다. 일 양태에서, OLED를 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로 기재할 수 있다. 이 유기층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기재된 바대로 상이한 유기 물질의 다수의 층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 기재되지 않은 구조 및 물질을 또한 사용할 수 있다, 예컨대 OLED는, 예컨대 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제5,247,190호(Friend et al.)에 개시된 중합체 물질(PLED)로 구성된다. 추가 예에 의해, 단일 유기층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. 예를 들면, 그 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 제5,707,745호(Forrest et al)에 기재된 바와 같이 OLED를 적층할 수 있다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 단순한 층상 구조로부터 유도된다. 예를 들면, 기재는, 예컨대 미국 특허 제6,091,195호(Forrest et al.)에 기재된 메사 구조 및/또는 미국 특허 제5,834,893호(Bulovic et al.)에 기재된 피트 구조와 같은 아웃-커플링(out-coupling)을 개선하기 위해 각진 반사 표면을 포함하고, 상기 특허들은 그 전문이 참조문헌으로 포함된다.
달리 기재되지 않은 한, 다양한 양태의 임의의 층을 임의의 적합한 방법에 의해 증착할 수 있다. 유기층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발, 예컨대 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기재된 잉크젯, 예컨대 미국 특허 제6,337,102호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기재된 유기 기상 증착(OVPD) 및, 예컨대 미국 특허 출원 제10/233,470호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기재된 유기 증기 제트 인쇄(OVJP)에 의한 증착을 포함한다. 다른 적합한 증착 방법은 스핀 코팅 및 다른 용액 기반 공정을 포함한다. 용액 기반 공정은 질소 또는 불활성 대기 중에 수행하는 것이 바람직하다. 다른 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패턴 형성 방법은 마스크를 통한 증착, 예컨대 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기재된 냉간 용접 및 일부 증착 방법, 예컨대 잉크젯 및 OVJD와 관련된 패턴 형성을 포함한다. 다른 방법을 또한 이용할 수 있다. 증착하고자 하는 물질을 개질하여 이것이 특정한 증착 방법과 상용성이게 할 수 있다. 예를 들면, 소분자에서 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 분지형 또는 선형 알킬 및 아릴 기와 같은 치환기를 사용하여 용액 가공을 수행하는 이의 능력을 증대시킬 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있고, 3∼20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 물질은 재결정하는 경향이 낮을 수 있으므로, 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 것보다 우수한 용액 가공성을 가질 수 있다. 덴드리머 치환기를 사용하여 용액 가공을 수행하는 소분자의 능력을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 양태에 따라 제작된 장치는 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 광고판, 내부 또는 외부 조명용 및/또는 시그널링용 광, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 가요성 디스플레이, 레이저 프린터, 전화, 휴대폰, 휴대용 정보 단말기(PDA), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로-디스플레이, 차량, 대면적 벽, 극장 또는 운동장 스크린 또는 사인을 비롯한 아주 다양한 소비재에 통합될 수 있다. 다양한 조절 메카니즘을 이용하여 수동 매트릭스 및 활성 매트릭스를 비롯한 본 발명에 따라 제작된 장치를 조절할 수 있다. 많은 장치는 18℃ 내지 30℃, 더 바람직하게는 실온(20∼25℃)와 같은 인간에게 편한 온도 범위에서 사용되도록 의도된다.
본원에 기재된 물질 및 구조는 OLED 이외의 장치에서 용도를 가질 수 있다. 예를 들면, 다른 광전자 장치, 예컨대 유기 태양 전지 및 유기 광검출기는 물질 및 구조를 이용할 수 있다. 더 일반적으로, 유기 트랜지스터와 같은 유기 장치는 물질 및 구조를 이용할 수 있다.
할로, 할로겐, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 헤테로사이클릭 기, 아릴, 방향족 기 및 헤테로아릴란 용어는 당해 분야에 공지되어 있고, US 7,279,704호 31-32 칼럼(본원에 참조문헌으로 포함됨)에 정의되어 있다.
본원은 (도 3에 도시된) 2-아자트리페닐렌을 포함하는 새로운 화합물을 제공한다. 특히, 이 화합물은 추가의 방향족 치환기(즉, 아릴 또는 헤테로아릴)를 갖는 2-아자트리페닐렌을 포함한다. 이 화합물은 개선된 안정성 및 효율을 갖는 장치를 제공하기 위해 OLED에서 사용되는 것이 유리할 수 있다.
새로운 화합물의 일 군은 화학식 Ⅰ의 화학식을 갖고 금속이 배위되지 않은 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 이 화합물을 호스트 물질 및/또는 정공 차단 층 물질와 같은 비발광 화합물로서 사용한다.
본원은 2-아자트리페닐렌 구조가 (도 4에 도시된) 금속에 배위된 리간드로 통합되는 화합물을 포함하는 다른 새로운 화합물 군을 제공한다. 이 화합물은 시클로금속화 리간드로 인해 인광 발광 특성을 나타내는 것으로 예상될 수 있다. 따라서, 이 화합물을 발광 물질로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 이 화합물을 또한 이 화합물의 발광 특성을 필요로 하지 않는 장치의 층(예를 들면 정공 차단 층)에서 비발광 물질로서 사용할 수 있다. 본원은 이 화합물에 포함된 특정한 2-아자트리페닐렌 리간드를 제공한다.
1-아자트리페닐렌 함유 화합물은 문헌(JP2007189001 참조)에 보고되어 있다. 그러나, 본원에 제공된 화합물의 클래스는 새로운 구조를 포함한다. 제공된 합성은 2-아자트리페닐렌 화합물을 제조하는 합성 방법보다는 1-아자트리페닐렌 화합물을 제조하는 것에 관한 것이다. 더욱이, 1-아자트리페닐렌 합성 방법은 2-아자트리페닐렌 화합물을 제조하는 것에 반드시 적용되는 것은 아니다.
본원에 제공된 방법은 2-아자트리페닐렌 화합물에 관한 것이다.
2-아자트리페닐렌 화합물의 하나 이상의 예는 문헌([Hewline, M. et al., Synthesis, 14: 2157-2163, 2007] 참조)에 보고되어 있다. 그러나, 이 참조문헌은 본원에 제공된 추가의 방향족 치환기를 갖는 화합물을 제공하지 않고 OLED에 있어서 2-아자트리페닐렌 화합물을 제시하지 않는다. 추가의 방향족 치환기가 결여된 2-아자트리페닐렌 화합물은 OLED에서 사용하기에 적합하지 않을 수 있다. 화합물의 2-아자트리페닐렌 코어 상의 R1, R2 및/또는 R3에서의 추가의 방향족 치환기는 새로운 구조를 제공하고 또한 유리한 특성을 제공할 수 있다. 특히, 추가의 방향족 치환기(즉, 아릴 또는 헤테로아릴)는 추가의 공액을 통해 화합물의 안정성의 추가 개선을 제공할 수 있다. 또한, 2-아자트리페닐렌 화합물을 제조하는 합성 방법을 제공하는 공지된 참조문헌이 없다. 따라서, 적어도 이러한 이유로, 본원에 제공된 화합물은 특별히 바람직하지 않을 수 있다. 화합물의 유리한 특성은 발광 화합물 및 비발광 화합물 둘 다에 적용될 수 있다.
더욱이, 이전에 보고되었던 대부분의 아자트리페닐렌 화합물은 1-아자트리페닐렌 화합물이다. 1-아자트리페닐렌의 합성이 널리 공지된 것으로 생각되지만, 1-아자트리페닐렌을 제조하는 합성 방법은 2-아자트리페닐렌 화합물을 제조하는 것에 반드시 적용되는 것은 아니다. 아자트리페닐렌 화합물의 이전 보고에도 불구하고, 본원에 제공된 2-아자트리페닐렌 화합물을 제조하는 합성 방법과 관련된 보고는 없다. 제공된 많은 새로운 2-아자트리페닐렌 화합물을 본원에 기재된 방법을 이용하여 합성할 수 있다.
트리페닐렌은 높은 3중항 에너지, 또 높은 π 공액 및 제1 일중항 준위와 제1 3중항 준위 사이의 비교적 적은 에너지 차이를 갖는 다방향족 탄화수소이다. 이것은 트리페닐렌이 유사한 3중항 에너지를 갖는 다른 방향족 화합물(예를 들면 비페닐)과 비교하여 비교적 용이하게 접근 가능한 HOMO 및 LUMO 준위를 갖는다는 것을 나타낸다. 트리페닐렌 및 이의 유도체가 에너지 켄칭 없이 높은 효율을 생성시키는 적색, 녹색 및 심지어 청색 인광 도펀트를 수용할 수 있으므로, 이 화합물이 적어도 특히 우수한 호스트일 수 있다. 트리페닐렌 호스트를 갖는 높은 효율 및 높은 안정성 PHOLED는 선행 공적(US 제2006/0280965호 및 PCT/US2008/072499호 참조)으로부터 입증되었다.
트리페닐렌 유도체 아자트리페닐렌을 포함하는 화합물은 특히 유리할 수 있다. 아자트리페닐렌은 트리페닐렌보다 낮은 LUMO(즉, 트리페닐렌의 LUMO보다 접근 가능한 LUMO)를 갖고 따라서 아자트리페닐렌은 OLED 장치에서 전자 수송을 증대시킬 수 있다. 또한, 아자트리페닐렌은 증대된 전하 균형을 제공하여 수명, 효율 및 낮은 전압의 면에서 장치 성능을 증대시킬 수 있다. 더욱이, 이전 공적에 의해 다른 호스트 물질(예를 들면 아자-디벤조티오펜)의 2번 위치에서의 질소가 증대를 제공할 수 있는 것으로 나타냈다. 본 발명이 어떻게 작용하는지에 대해 어떠한 이론에도 구속됨이 없이, 아자트리페닐렌을 포함하는 화합물(즉, 2-아자트리페닐렌)에서의 2번 위치에서의 질소가 또한 유리한 특성을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.
또한, 2-아자트리페닐렌 함유 화합물이 이전에 보고된 트리페닐렌 화합물 및 유도체보다 용이하게 환원될 수 있으므로, 제공된 화합물이 특히 유리할 수 있다. 표 1은 트리페닐렌 및 이의 유도체의 DFT 계산 특성을 제공한다. 특히, 표 1은 트리페닐렌, 1-아자트리페닐렌 및 2-아자트리페닐렌에 대대 계산된 LUMO 준위를 포함한다. 표 1에 기재된 DFT 계산 결과는 2-아자트리페닐렌이 각각 -0.93 eV 및 -1.23 eV LUMO 준위를 갖는 트리페닐렌 및 1-아자트리페닐렌보다 현저히 낮은 -1.34 eV의 LUMO를 갖는다는 것을 보여준다. 추가로, 표 1에 기재된 DFT 계산은 2-아자트리페닐렌의 3중항 에너지가 화합물 1의 실험 결과에 의해 확인되는 트리페닐렌 및 1-아자트리페닐렌의 3중항 에너지와 유사하다는 것을 제시한다. 따라서, 2-아자트리페닐렌 함유 화합물을 더 용이하게 환원할 수 있고 따라서 낮은 작동 전압을 갖는 장치를 제공한다.
Figure 112011098457278-pct00008
본원은 새로운 2-아자트리페닐렌 함유 화합물을 제공한다. 이 화합물은 OLED에서 유리하게는 사용될 수 있는 새로운 유형의 물질을 제공한다. 특히, 이 화합물은 증기 증착 또는 용액 가공 방법 둘 다에 의해 제작되는 OLED에서 사용하여, 안정한 및 효율적인 장치를 제공할 수 있다.
본원은 하기 구조를 포함하는 새로운 화합물을 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00009
[상기 식 중,
R1, R2 및 R3은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
각각의 R1, R2 및 R3은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R1, R2 및 R3 중 1개 이상은 아릴 또는 헤테로아릴이다].
일 양태에서, R1은 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, R1은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 다른 양태에서, R2는 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, R2는 아릴 또는 헤테로아릴이다. 또 다른 양태에서, R3은 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, R3은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 추가의 양태에서, 각각의 R1, R2 및 R3은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
제공된 화합물의 일 군은 하기 화학식을 갖는 화합물을 포함한다:
Figure 112011098457278-pct00010
.
화합물은 금속에 배위되지 않는다.
이 화합물은 추가로 상기 기재된 바대로 R1, R2 및 R3에서 치환할 수 있다. 이 화합물을 장치 구조 내에서 발광 층 및 비발광 둘 다의 다양항 층에서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 이 화합물을 OLED의 발광 층에서 호스트로서 사용할 수 있다. 이 화합물을 또한 OLED의 다른 비발광 층(예를 들면 정공 차단 층)의 비발광 물질로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
바람직하게는, R3은 질소에 대해 오르토 위치의 치환이다. 질소 옆의 탄소(즉, 질소에 오르토)에서 R3 치환기를 추가하여, 화합물의 안정성을 증대시킬 수 있다. 이론에 구속됨이 없이, 질소 원자에 대해 오르토 위치의 치환기가 결여된 피리딘 고리는 특히 분해되기 쉬어서 덜 안정할 수 있는 것으로 생각된다. 특히, 이론에 구속됨이 없이, 질소에 대해 오르토 위치의 치환의 부재에서 노출된 질소 결합은 가능한 분해 경로에서 약한 결합일 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 질소에 대해 오르토 위치의 치환은 피리딘 고리에 대해 입체 보호를 제공하여 화합물의 안정성을 증대시킬 수 있다. 따라서, 질소에 대해 오르토 위치의 치환으로서 R3을 갖는 화합물은 2-아자트리페닐렌 화합물의 안정성을 증대시킬 수 있다.
본원은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 Ⅰ의 화학식을 갖는 특정한 화합물을 제공한다:
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.
R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한, 본원은 화학식 Ⅰ의 화학식을 갖는 화합물의 구체적인 예를 또한 제공한다. 각각의 치환기 R1, R2, R3, R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소이다. 제공된 특정한 화합물은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함한다:
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Figure 112011098457278-pct00080
.
(즉, 화학식 Ⅰ의 화학식을 갖고 금속에 배위되지 않은) 상기 기재된 화합물은 실온에서 인광이 아니다. 이 화합물을 장치에서 비발광 물질로서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 이 화합물을 OLED의 발광 층에서 호스트로서 사용할 수 있다. 더 바람직하게는, 이 화합물을 인광 OLED의 발광 층에서 호스트로서 사용할 수 있다. 이 화합물을 또한 장치 구조 내에서 다양한 다른 비발광 층에서 물질로서, 예컨대 정공 차단 층 내에서 정공 차단 물질로서 사용할 수 있다.
본원에 제공된 새로운 화합물의 다른 군은 시클로금속화 리간드를 포함하는 2-아자트리페닐렌 화합물이다. 이 화합물은 배위된 금속의 결과로서 발광 특성을 갖는 것으로 예상될 수 있다. 바람직하게는, 이 화합물을 OLED의 발광 층 내에서 발광 물질로서 사용할 수 있다. 이 화합물을 또한 화합물의 발광 특성을 필요로 하지 않는 장치의 다른 층에서 비발광 물질로서 사용할 수 있다. 특히, 이 화합물을 정공 주입 또는 수송 층에서 물질로서 사용할 수 있다.
이 화합물은 하기 화학식을 갖는 리간드 L을 포함한다:
Figure 112011098457278-pct00081
.
리간드 L은 이 화합물의 아자 고리에서 질소 원자에 대해 오르토 위치인 방향족 치환기 A를 갖는 화학식 Ⅰ에 기재된 2-아자트리페닐렌 구조를 포함한다.
A는 5원 또는 6원 아릴 또는 헤테로아릴 고리이다. RA는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. RA는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 리간드 L은 원자 번호가 40보다 큰 금속에 배위된다. 바람직하게는, 금속은 Ir이다.
일 양태에서, 본원은 2-아자트리페닐렌을 포함하는 동종리간드 Ir 착물을 제공한다. 특히, 본원은 리간드 L이 동종리간드 화합물에 포함된 화합물을 제공한다. 다른 양태에서, 본원은 이종리간드 Ir 착물을 제공한다. 특히, 본원은 리간드 L이 이종리간드 화합물에 포함된 화합물을 제공한다. 또 다른 양태에서, 본원은 화학식 (L)n(L')3-nIr을 갖는 화합물을 제공한다. n은 1 또는 2이다. 일 양태에서, 바람직하게는 n은 1이다. 다른 양태에서, 바람직하게는 n은 2이다. L'은
Figure 112011098457278-pct00082
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R'1 및 R'2는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R'1 및 R'2는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. L은 L'과 다른 구조를 갖는다.
본원은 특정한 2-아자트리페닐렌 리간드를 포함하는 화합물을 제공한다. 리간드 L을 포함하는 화합물은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
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Figure 112011098457278-pct00085
.
R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한, 본원은 특정한 2-아자트리페닐렌 리간드를 포함하는 화합물을 제공한다. 리간드 L은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure 112011098457278-pct00086
Figure 112011098457278-pct00087
Figure 112011098457278-pct00088
.
본원은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 2-아자트리페닐렌 리간드를 포함하는 Ir 착물을 포함하는 특정한 화합물을 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00089
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Figure 112011098457278-pct00096
.
R4, R5, R'1 및 R'2는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R4, R5, R'1 및 R'2는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한, 본원은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 2-아자트리페닐렌을 포함하는 특정한 이리듐 착물을 또한 제공한다:
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Figure 112011098457278-pct00099
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Figure 112011098457278-pct00102
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.
본원은 유기 발광 장치를 또한 제공한다. 이 장치는 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 제1 유기 발광 층을 포함한다. 제1 유기 발광 층은 상기 기재된 구조 화학식 Ⅰ를 포함하는 화합물을 포함한다. 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물에 바람직하게 기재된 치환기의 선택은 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물을 포함하는 장치에서의 사용에 또한 바람직하다. 이러한 선택은 R1, R2, R3 및 A에 대해 기재된 것을 포함한다.
R1, R2 및 R3은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R1, R2 및 R3은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. R1, R2 및 R3 중 1개 이상은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
일 양태에서, 본원은 R1이 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 장치를 제공한다. 바람직하게는, R1은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 다른 양태에서, 본원은 R2가 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 장치를 제공한다. 바람직하게는, R2는 아릴 또는 헤테로아릴이다. 또 다른 양태에서, 본원은 R3이 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 장치를 제공한다. 바람직하게는, R3은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 추가의 양태에서, 본원은 R1, R2 및 R3이 아릴 또는 헤테로아릴인 화합물을 포함하는 장치를 제공한다.
본원은 하기 화학식을 갖는 화합물을 포함하는 장치를 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00104
.
화합물은 금속에 배위되지 않는다.
본원은 화합물 IG 내지 화합물 7OG로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 특정한 장치를 제공한다. R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본원은 화합물 1 내지 화합물 70(즉, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 특정한 장치를 제공한다.
바람직하게는, R3은 질소에 대해 오르토 위치의 치환이다.
추가로, 본원은 제1 유기층이 발광 층이고 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물이 호스트인 장치를 제공한다. 더욱이, 이 장치의 제1 유기층은 발광 도펀트를 더 포함할 수 있다. 특히, 제1 유기층은 하기 화학식을 갖는 발광 도펀트를 포함한다:
Figure 112011098457278-pct00105
.
Rx 및 Ry는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. Rx 및 Ry는 독립적으로 수소, 알킬 및 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
추가로, 본원은 제1 유기층이 발광 층이고 화학식 Ⅱ의 구조를 포함하는 화합물이 발광 도펀트인 장치를 또한 제공한다. 더욱이, 이 장치의 제1 유기층은 호스트 물질을 더 포함할 수 있다.
더욱이, 본원은 비발광 층인 제2 유기층을 포함하고 화학식 Ⅱ의 구조를 포함하는 화합물이 제2 유기층에서 비발광 물질인 장치를 또한 제공한다. 바람직하게는, 제2 유기층은 정공 주입 또는 수송 층이고 구조 화학식 Ⅱ를 포함하는 화합물은 정공 주입 또는 수송 물질이다.
다른 양태에서, 본원은 하기 화학식을 갖는 리간드 L을 포함하는 화합물을 포함하는 장치를 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00106
.
A는 5원 또는 6원 아릴 또는 헤테로아릴 고리이다. RA는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. RA는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 리간드 L은 원자 번호가 40보다 큰 금속에 배위된다. 바람직하게는, 금속은 Ir이다.
본원은 리간드 L이 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 특정한 장치를 제공한다:
Figure 112011098457278-pct00107
Figure 112011098457278-pct00108
Figure 112011098457278-pct00109
.
R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있다. R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본원은 리간드 화합물 71 내지 화합물 78로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 장치를 또한 제공한다.
본원은 화합물 79G 내지 화합물 96G로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 2-아자트리페닐렌 리간드를 포함하는 Ir 착물을 포함하는 화합물을 포함하는 장치를 또한 제공한다. 본원은 화합물 79 내지 화합물 96으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 특정한 화합물을 포함하는 장치를 제공한다.
추가로, 본원은 장치를 포함하는 소비재를 또한 제공한다. 이 장치는 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 제1 유기층을 더 포함한다. 제1 유기층은 상기 기재된 구조 화학식 Ⅰ를 포함하는 화합물을 더 포함한다. 화학식 Ⅰ의 구조를 포함하는 화합물에 바람직하게 기재된 치환기의 선택은 구조 화학식 Ⅰ를 포함하는 화합물을 포함하는 장치에서의 사용에 또한 바람직하다. 이러한 선택은 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R'1, R'2 및 A에 대해 기재된 것을 포함한다.
R1, R2 및 R3은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있다. R1, R2 및 R3은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. R1, R2 및 R3 중 1개 이상은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
유기 발광 장치에서 특정한 층에 사용하기에 유용한 것으로 본원에 기재된 물질을 장치에 존재하는 매우 다양한 다른 물질와 같이 사용할 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 발광 도펀트를 매우 다양한 호스트, 수송 층, 차단 층, 주입 층, 전극 및 존재할 수 있는 다른 층과 같이 사용할 수 있다. 하기 기재되거나 언급된 물질은 본원에 개시된 화합물과 같이 사용할 수 있는 물질의 비제한적인 예이고, 당업자라면 같이 사용할 수 있는 다른 물질을 확인하기 위해 용이하게 문헌을 찾아볼 수 있다.
본원에 개시된 물질 이외에 및/또는 이와 같이, 많은 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 호스트 물질, 도펀트 물질, 엑시톤/정공 차단 층 물질, 전자 수송 및 전자 주입 물질을 OLED에서 사용할 수 있다. 본원에 개시된 물질와 같이 OLED에서 사용할 수 있는 물질의 비제한적인 예는 하기 표 2에 기재되어 있다. 표 2는 물질의 비제한적인 클래스, 각각의 클래스에 대한 화합물의 비제한적인 예 및 그 물질을 개시하는 참조문헌을 기재하고 있다.
Figure 112011098457278-pct00110
Figure 112011098457278-pct00111
Figure 112011098457278-pct00112
Figure 112011098457278-pct00113
Figure 112011098457278-pct00114
Figure 112011098457278-pct00115
Figure 112011098457278-pct00116
Figure 112011098457278-pct00117
Figure 112011098457278-pct00118
실험
화합물 실시예
실시예 1. 화합물 1의 합성
Figure 112011098457278-pct00119
Figure 112011098457278-pct00120
단계 1. 4-(비페닐-2-일)-2- 메톡시피리딘의 합성. 물(25 mL) 중에 4-클로로-2-메톡시피리딘(3.0 g, 21.03 mmol), 2-비페닐보론산 5.0 g, 25.23 mmol), Pd2(dba)3(381 mg, 0.414 mmol), 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(681 mg, 1.66 mmol), 톨루엔(250 mL) 및 K3PO4H2O(14.57 g, 63.09 mmol) 슬러리의 질소 유입 혼합물을 18 시간 동안 환류시켰다. 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 유기층을 무수 Na2SO4에 건조시키고 여과하고 진공 하에 농축한다. 잔류물을 실리카(헥산:에틸 아세테이트)에서 섬광 크로마토그래피로 정제하고 에틸 아세테이트로부터 재결정하여 4-(비페닐-2-일)-2-메톡시피리딘(4.2 g, 76.5%)을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00121
단계 2. 3- 메톡시디벤조[f,h]이소퀴놀린의 합성. 4-(비페닐-2-일)-2-메톡시피리딘(2.9 g, 10.9 mmol), 요오드(281 mg, 1.1 mmol) 및 톨루엔을 자기 교반기, 공기 버블러 및 살균등이 구비된 2중 벽 석영 광화학 반응기에 넣었다. 15 시간 동안 조사하면서 온화한 공기를 용매를 통해 버블링하였다. 반응 혼합물을 실리카(헥산:에틸 아세테이트)에서 섬광 크로마토그래피로 정제하고 MeOH 중에 초음파 처리하여 3-메톡시디벤조[f,h]이소퀴놀린(0.5 g, 17%)을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00122
단계 3. 디벤조[f/h]이소퀴놀린 -3-올의 합성. 3-메톡시디벤조[f/h]이소퀴놀린(1.0 g, 3.9 mmol) 및 피리딘 염산염(4.5 g, 39 mmol)을 약 220℃에서 1.5 시간 동안 가열하였다. 반응물을 냉각시키고 물을 첨가한다. 생성된 고체를 여과하고, 물로 세척하고 진공 하에 건조하여 디벤조[f,h]이소퀴놀린-3-올(0.91 g, 95%)을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00123
단계 4. 디벤조[f,h]이소퀴놀린 -3-일 트리플루오로메탄설포네이트의 합성. 트리플루오로메탄설폰산 무수물(5.2 g, 19 mmol)을 디벤조[f,h]이소퀴놀린-3-올(0.91 g, 3.7 mmol), 피리딘(1.2 g, 15 mmol) 및 디클로로메탄 100 mL의 혼합물에 질소 하에 0℃에서 첨가하고 실온에서 밤새 교반한다. 반응물을 포화 NaHCO3로 켄칭하였다. 유기층을 물로 세척하고 Na2SO4에서 건조시켰다. 잔류물을 실리카(헥산:에틸 아세테이트)에서 섬광 크로마토그래피로 정제하여 (1.1 g, 79%)을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00124
단계 5. 4-(3- 브로모페닐 ) 디벤조 [b,d]티오펜의 합성. 물(20 mL) 중의 1, 3-디브로모벤젠(18.63 g, 78.92 mmol), 디벤조[b,d]티오펜-4-일보론산(6.0 g, 26.3 mmol), Pd(PPh3)4(304 mg, 0.414 mmol), 톨루엔(200 mL) 및 K2CO3(10.9 g, 78.92 mmol) 슬러리의 질소 유입 혼합물을 23 시간 동안 환류시켰다. 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 유기층을 물로 세척하고, 무수 Na2SO4에서 건조시키고, 여과하고 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 진공 증류(Kugelrohr) 후 실리카(헥산:디클로로메탄)에서 섬광 크로마토그래피로 정제하여 4-(3-브로모페닐)디벤조[b,d]티오펜(3.5 g 39.2 %)을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00125
단계 6. 2-(3-( 디벤조[b,d]티오펜 -4-일) 페닐 )-4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보롤란의 합성. 4-(3-브로모페닐)디벤조[b,d]티오펜(2.4 g 7.07 mmol), 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보롤란(3.58 g, 14 mmol), Pd(dppf)Cl2(114 mg, 0.14 mmol) 및 KOAc(2.08g, 21.2 mmol)의 질소 유입 혼합물을 디옥산(100 mL) 중에 90℃에서 18 시간 동안 가열하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 에틸 아세테이트를 첨가하고 유기층을 물로 세척하고, 염수로 세척하고, 무수 Na2SO4에서 건조시키고 여과한다. 셀라이트를 여액에 첨가한 후 진공에 의해 농축하였다. 잔류물을 실리카(헥산:디클로로메탄)에서 섬광 크로마토그래피로 정제한 후 진공 증류(Kugelrohr)하여 과잉 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보롤란을 제거한 후 헥산:에틸 아세테이트로부터 결정하여 2-(3-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란(1.62 g, 59%)을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00126
단계 7. 3-(3-( 디벤조[b,d]티오펜 -4-일) 페닐 ) 디벤조 [f,h]이소퀴놀린의 합성. 단계 4 생성물 디벤조[f,h]이소퀴놀린-3-일 트리플루오로메탄설포네이트(1.1 g, 2.9 mmol), 단계 6 생성물 2-(3-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란(1.5 g, 3.8 mmol), 인산칼륨 3염기성 1수화물(2.0 g, 8.8 mmol), 톨루엔 150 mL 및 물 15 mL의 혼합물을 제조하고 질소에 의해 20 분 동안 버블링하였다. 이후, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(27 mg, 0.029 mmol) 및 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(48 mg, 0.12 mmol)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 질소에 의해 다시 20 분 동안 버블링한 후 밤새 환류시켰다. 실온으로 냉각시킨 후, 2-(3-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란(1.3 g, 3.4 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(60 mg, 0.066 mmol) 및 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(100 mg, 0.24 mmol)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 질소에 의해 30 분 동안 버블링한 후 밤새 환류시켰다. 이후, 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 유기층을 수집하고 MgSO4에 의해 건조시켰다. 미정제 생성물을 실리카 겔 칼럼으로 정제하여 백색의 고체 화합물 1(1.0 g, 71% 수율)을 얻었다.
실시예 2. 화합물 79의 합성
리간드 3-페닐디벤조[f,h]이소퀴놀린의 합성. 상기 화합물 1 합성의 단계 4에서 합성된 디벤조[f,h]이소퀴놀린-3-일 트리플루오로메탄설포네이트 화합물을 스즈키 반응 조건 하에 화합물 1 합성의 단계 7에 기재된 바대로 페닐보론산과 반응시켜 리간드 3-페닐디벤조[f,h]이소퀴놀린을 얻었다.
Figure 112011098457278-pct00127
이리듐 착물 화합물 79의 합성. 에틸렌 글리콜 중에 Ir(acac)3과 혼합된 3-페닐디벤조[f,h]이소퀴놀린 리간드를 질소 하에 밤새 환류까지 가열하여 화합물 79를 얻었다. 리간드 및 Ir(acac)3의 몰비는 약 3.5 대 1이었다.
장치 실시예
모든 실시예 장치를 높은 진공(<10-7 Torr) 열 증발에 의해 제작하였다. 애노드 전극은 산화 인듐 주석(ITO)의 대략 800 Å 또는 1200 Å이었다. 캐소드는 10 Å의 LiF 이어서 1000 Å의 Al로 이루어졌다. 모든 장치를 제작 직후 질소 글러브 박스(H2O 및 O2의 <1 ppm)에서 에폭시 수지로 밀봉된 유리 뚜껑으로 캡슐화하고 수분 게터를 패키지 내에 통합하였다.
본 발명 화합물인 화합물 1이 호스트 물질 및 차단 층 물질이고 E1이 발광 도펀트인 특정한 장치를 제공하였다. 장치 실시예 1-4의 유기 스택은 연속적으로 ITO 표면, 정공 주입 층(HIL)으로서의 100 Å의 E1, 정공 수송 층(HTL)으로서의 300 Å의 4,4'-비스-[N-(l-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(α-NPD), 300 Å의 10∼15%의 E1로 도핑된 화합물 1, 발광 층(EML)으로서의 Ir 인광 화합물, 차단 층(0 Å)이 없거나 차단 층(BL)으로서의 50 Å의 화합물 1 및 전자 수송 층(ETL)으로서의 450 Å 또는 500 Å의 Alq3(트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄)로 이루어졌다.
CBP를 호스트로서 사용하고 HPT를 BL 물질로서 사용하거나 차단 층이 없다는 것을 제외하고는 장치 실시예와 유사하게 비교예 1 및 비교예 2를 제작하였다.
본원에서 사용되는 하기 화합물은 하기 구조를 갖는다:
Figure 112011098457278-pct00128
장치 구조 및 장치 데이터를 표 3 및 표 4에서 하기 요약하였다. 표 3은 장치 구조를 보여주고 표 4는 이 장치에 대해 상응하는 측정된 결과를 보여준다.
하기 용어를 표 3 및 표 4에서 사용하고, 본원에 정의되어 있다:
Comp. Ex는 비교예에 대한 약어이다. Ex.는 예를 들면 실시예에 대한 약어이다. Comp.는 화합물에 대한 약어이다. LE는 OLED의 구동 전류 밀도로 나눈 휘도로서 정의되는 휘도 효율이다. EQE는 접합부를 통과한 전자에 대한 광자의 측정된 수의 비로서 정의되는 외부 양자 효율이다. PE는 전체 전력 유입으로 나눈 방출된 전체 광속으로 정의되는 전력 효율이다. L0는 특정한 전류 밀도에서 초기 광휘로서 정의되는 초기 휘도이다. RT80 %는 초기 휘도(L0)에 필요한 시간으로서 정의되는, 실온에서 40 mA/㎠의 일정한 전류 밀도에서 이의 값의 80%로 감소하는 수명의 측정치이다.
Figure 112011098457278-pct00129
Figure 112011098457278-pct00130
비교예 1 및 비교예 2의 장치는 이전의 장치 연구에서 사용된 물질의 조합에 최적화된 두께 및 도펀트 농도를 이용하였다. 장치 실시예 1 및 장치 실시예 2는 비교예 1 및 비교예 2에서 사용된 물질의 동일한 장치 구조 및 농도를 갖지만, 본원에 제공된 새로운 2-아자트리페닐렌 화합물은 호스트 물질로서 CBP 대신에 및 차단 층 물질로서 HPT 대신에 대체되었다. 이 장치 실시예로부터 녹색 인광 OLED에서 호스트로서의 화합물 1이 높은 장치 효율(1000 cd/㎡에서의 LE>40 cd/A)을 제공하고, 이것은 디벤조티오펜과 결합된 아자트리페닐렌이 효율적인 녹색 전자인광에 충분한 높은 3중항 에너지를 갖는다는 것을 확인할 수 있다. 이는 화합물 1의 3중항 에너지(T1: 476 nm)가 녹색 인광 도펀트를 수용하기에 충분히 높다는 실험 결과와 일치한다.
장치 실시예 2 및 비교예 2 결과는, 예상된 바대로, 2-아자트리페닐렌 부분의 비교적 낮은 LUMO에 의해 표시되는 바대로 더 전자 수송 물질이므로, 이것이 유의하게 정공 차단 층 없이 효율을 증가시킬 수 있다는 것을 제시한다.
본원에 제공된 새로운 2-아자트리페닐렌 화합물의 일반적으로 양호한 특성이 입증되면서, 장치 실시예 1 및 실시예 2는 수명 분석에 최적화되지 않는다. 장치 실시예 3 및 장치 실시예 4에서, 도펀트 농도는 장치 수명을 측정하기 위해 이 물질에 적절한 바대로 조정하였다. 장치 실시예 3 및 실시예 4에서, 2-아자트리페닐렌 화합물이 유의하게 각각 비교예 1 및 비교예 2와 비교하여 수명을 증대시킨다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 장치 실시예 3 및 실시예 4는 우수한 효율을 유지시키면서 수명을 증대시킨다.
호스트로서 화합물 1이 통합된 장치의 높은 안정성은 장치 실시예 3 및 실시예 4에서 주목할 만하다. 장치 실시예 3 및 비교예 1에 대한 (실온에서 40 mA/㎠의 일정한 전류 밀도에서 이의 값의 80%로 감소하는, 초기 휘도(L0)에 필요한 시간으로서 정의되는) 수명 T80%은 각각 136 시간 및 105 시간이고, 장치 실시예 1이 약간 높은 L0를 갖는다.
데이타는 아자트리페닐렌을 포함하는 호스트가 인광 OLED에 대한 우수한 호스트 및 증강 층 물질이어서, 호스트로서 통상 사용되는 CBP와 비교하여 적어도 유사한 효율 및 안정성 개선을 제공한다는 것을 제시한다. 더 공액된 버전의 트리페닐렌 함유 벤조셀레노펜, 예를 들면 p-페닐렌(예컨대 4,4'-비페닐)을 통해 결합된 트리페닐렌 및 디벤조셀레노펜 단위는 더 낮은 에너지(황색 내지 적색) 인광 OLED에 매우 적합할 수 있다.
본원에 기재된 다양한 양태는 예의 방식이고, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는 것으로 이해된다. 예를 들면, 본원에 기재된 많은 물질 및 구조가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 청구된 본 발명은 따라서 당업자에게 명확한 것처럼 본원에 기재된 특정한 실시예 및 바람직한 양태로부터의 변형을 포함할 수 있다. 본 발명이 어떻게 작용하는지의 다양한 이론이 제한인 것으로 의도되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (37)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
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  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112017010428636-pct00246

    Figure 112017010428636-pct00247

    Figure 112017010428636-pct00248

    Figure 112017010428636-pct00249

    Figure 112017010428636-pct00250

    Figure 112017010428636-pct00251

    Figure 112017010428636-pct00252

    Figure 112017010428636-pct00253

    Figure 112017010428636-pct00272

    Figure 112017010428636-pct00255

    Figure 112017010428636-pct00256

    Figure 112017010428636-pct00257

    Figure 112017010428636-pct00258

    Figure 112017010428636-pct00259

    Figure 112017010428636-pct00260

    [상기 식 중,
    R'1, R'2, R4, R5, R7 및 R8은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R'3은 일치환, 이치환 또는 삼치환을 나타낼 수 있고;
    R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있고;
    R'1, R'2, R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.]
  12. 삭제
  13. 하기 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화학식을 갖는 리간드 L을 포함하는 화합물:
    Figure 112017010428636-pct00168

    Figure 112017010428636-pct00261

    [상기 식 중,
    A는 6원 아릴 고리이고;
    RA는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    RA는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R1, R2, R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R3은 일치환 또는 이치환을 나타낼 수 있고;
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고; 그리고
    리간드 L은 Ir에 배위된다.]
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 리간드 L은 동종리간드 화합물에 포함되는 것인 화합물.
  16. 제13항에 있어서, 리간드 L은 이종리간드 화합물에 포함되는 것인 화합물.
  17. 제16항에 있어서, 화학식 (L)n(L')3-nIr을 갖고, 여기서
    n은 1 또는 2이고;
    L'은
    Figure 112016079718609-pct00262

    로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R1, R2, R3, RA 및 고리 A는 독립적으로 화학식 II에서 정의된 의미를 가지고;
    R'1 및 R'2는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R'1 및 R'2는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고; 그리고
    L은 L'과 다른 구조를 갖는 것인 화합물.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제13항에 있어서, 리간드 L은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure 112016079718609-pct00263

    Figure 112016079718609-pct00264

    [상기 식 중,
    R5 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있고;
    R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다].
  21. 제13항에 있어서, 리간드 L은 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure 112016079718609-pct00173

    Figure 112016079718609-pct00265

    Figure 112016079718609-pct00175
    .
  22. 제13항에 있어서, 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112016079718609-pct00266

    Figure 112016079718609-pct00267

    Figure 112016079718609-pct00268

    [상기 식 중,
    R'1, R'2, R'3, R1, R2 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R3은 일치환 또는 이치환을 나타낼 수 있고;
    R5는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있고; 그리고
    R'1, R'2, R1, R2, R'3, R3, R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다].
  23. 제13항에 있어서, 하기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:
    Figure 112016079718609-pct00269

    Figure 112016079718609-pct00270
  24. 애노드;
    캐소드; 및
    애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 하기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 제1 유기층
    을 포함하는 유기 발광 장치를 포함하는 제1 장치:

    Figure 112017010428636-pct00273

    Figure 112017010428636-pct00274

    Figure 112017010428636-pct00275

    Figure 112017010428636-pct00276

    Figure 112017010428636-pct00277

    Figure 112017010428636-pct00278

    Figure 112017010428636-pct00279

    Figure 112017010428636-pct00280

    Figure 112017010428636-pct00281

    Figure 112017010428636-pct00282

    Figure 112017010428636-pct00283

    Figure 112017010428636-pct00284

    Figure 112017010428636-pct00285

    Figure 112017010428636-pct00286

    Figure 112017010428636-pct00287

    [상기 식 중,
    R'1, R'2, R4, R5, R7 및 R8은 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R'3은 일치환, 이치환 또는 삼치환을 나타낼 수 있고;
    R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환 또는 오치환을 나타낼 수 있고;
    R'1, R'2, R'3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.]
  25. 제24항에 있어서, 상기 화합물은 금속에 배위되지 않은 것인 제1 장치.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 애노드;
    캐소드; 및
    애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 하기 화학식으로부터 선택되는 화학식을 갖는 리간드 L을 포함하는 제1 유기층
    을 포함하는 유기 발광 장치를 포함하는 제1 장치:
    Figure 112017010428636-pct00229

    Figure 112017010428636-pct00271

    [상기 식 중,
    A는 6원 아릴 고리이고;
    RA는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    RA는 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R1, R2, R4 및 R5는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환을 나타낼 수 있고;
    R3은 일치환 또는 이치환을 나타낼 수 있고;
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 아릴 및 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고; 그리고
    리간드 L은 Ir에 배위된다].
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 제24항에 있어서, 상기 제1 장치가 소비재인 것인 제1 장치.
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