KR101915648B1 - 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 장치 - Google Patents

화합물 및 이를 이용한 유기 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 장치를 제공한다. 본 발명의 신규 화합물은 하기 식 (I)로 표시된다:
Figure 112017066688792-pat00086

Description

화합물 및 이를 이용한 유기 전자 장치 {COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 신규 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 전자-전달체로서의 신규 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 장치에 관한 것이다.
기술이 발전됨에 따라, 유기 물질을 사용하는 다양한 유기 전자 장치들이 활발하게 개발되어 왔다. 유기 전자 장치의 예로는 유기 발광 장치 (OLED), 유기 광 트랜지스터, 유기 광 전지 (organic photovoltaic cell) 및 유기 광 검출기 등이 있다.
OLED는 최초로 진공 증착 방법을 통해 이스트먼 코닥 사에 의해 발명 및 제시되었다. 코닥 사의 칭 덩 박사와 스티븐 반스라이크는, 상부에 유기 방향족 다이아민의 정공 전달층이 형성된 인듐 주석 산화물 투명 유리 (ITO 유리로 약칭됨) 상에 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(III) (Alq3로 약칭됨) 등의 전자 전달 물질을 증착시킨 다음, 전자 전달층 상에 금속 전극을 증착시켜 OLED 제조를 완성하였다. OLED는 빠른 응답 속도, 경량성, 소형화, 광 시야각, 고 휘도, 높은 명암비, 후면광 불필요성 및 낮은 전력 소모와 같은 다수의 장점들로 인해 많은 관심을 끌고 있다. 그러나, OLED는 여전히 낮은 효율성 및 짧은 수명과 같은 문제를 가지고 있다.
낮은 효율성 문제를 극복하기 위해, 한가지 방안은 양극과 음극 사이에 몇가지 중간층을 배치하는 것이다. 도 1을 참조하여 살펴보면, 변형 OLED (1)는 기판 (11), 양극 (12), 정공 주입층 (13) (HIL로 약칭됨), 정공 전달층 (14) (HTL로 약칭됨), 발광층 (15) (EL로 약칭됨), 전자 전달층 (16) (ETL로 약칭됨), 전자 주입층 (17) (EIL로 약칭됨) 및 음극 (18)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 양극 (12)과 음극 (18) 사이에 전압을 인가하면, 양극 (12)으로부터 주입된 정공이 HIL 및 HTL을 경유하여 EL로 이동하고, 음극 (18)으로부터 주입된 전자는 EIL과 ETL을 경유하여 EL로 이동하게 된다. 전자와 정공은 EL에서 재결합하여 엑시톤을 발생시키며, 엑시톤은 여기 상태에서 바닥 상태로 되돌아가면서 빛을 방출하게 된다.
또 다른 방안은, 전자 전달 물질에 정공-차단력을 발휘하도록 하기 위해 OLED용 ETL 물질을 변형시키는 것이다. 일반적인 전자 전달 물질의 예로는 3,3'-[5'-[3-(3-피리디닐)페닐][1,1':3',1''-테르페닐]-3,3''-다이일]비스피리딘 (TmPyPb), 1,3,5-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸-2-일)벤젠 (TPBi), 트리스(2,4,6-트리메틸-3-(피리딘-3-일)페닐)보란 (3TPYMB), 1,3-비스(3,5-다이피리드-3-일-페닐)벤젠 (BmPyPb) 및 9,10-비스(3-(피리딘-3-일)페닐)안트라센 (DPyPA) 등이 있다.
그러나, 이들 전자 전달 물질을 이용하더라도, OLED의 전류 효율은 여전히 개선이 요구되고 있다. 이에, 본 발명은 선행 기술 분야에서의 문제들을 완화 또는 해결하기 위한 새로운 화합물을 제공한다.
본 발명의 과제는 유기 전자 장치에 이용가능한 새로운 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 유기 전자 장치의 구동 전압을 낮추거나 및/또는 유기 전자 장치의 효율을 개선하기 위한, 새로운 화합물을 이용한 유기 전자 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 하기 식 (I)로 표시되는 새로운 화합물을 제공한다:
Figure 112017066688792-pat00001
식 (I)에서,
G1 내지 G4 중 하나는 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알킬 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알케닐 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알키닐 기, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 사이클로알킬 기, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 헤테로사이클로알킬 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알콕시 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴옥시 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알킬실릴 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴실릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알킬붕소 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴붕소 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 포스핀 기, 및 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 포스핀 옥사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되며; 여기서, 관능기는 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 플루오로 기 및 클로로 기로 이루어진 군으로부터 선택됨; 및
G1 내지 G4 중 그외 기 및 G5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 알킬 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 알케닐 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 알키닐 기, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 사이클로알킬 기, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 헤테로사이클로알킬 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 알콕시 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 아릴 기, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 헤테로아릴 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 아릴옥시 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 알킬실릴 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 아릴실릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 알킬붕소 기, 6 내지 60개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 아릴붕소 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 포스핀 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 치환 또는 비-치환된 포스핀 옥사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되며;
식 (I)에서, h, i, j, k, l은 각각 독립적으로 1 - 4의 정수이고, 즉, 1, 2, 3 또는 4이다.
보다 구체적으로, 화합물은, 예를 들어, 비-제한적으로, 하기 식 (I-I) 내지 (I-XV)로 표시될 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00002
Figure 112017066688792-pat00003
Figure 112017066688792-pat00004
Figure 112017066688792-pat00005
Figure 112017066688792-pat00006
식 (I)에서, j, k, l은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.
바람직하게는, h, i, j, k, l은 각각 독립적으로 1 또는 2이고, h, i, j, k 및 l의 총 합은 6 이하이다.
바람직하게는, G1 및 G2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, G3 및 G4는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
바람직하게는, G3 내지 G5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 기, 1 내지 12개의 탄소 원자를 가진 비-치환된 알킬 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 비-치환된 알케닐 기 및 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 비-치환된 알키닐 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 상기 "3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기"는, 예를 들어, 비-제한적으로 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00007
Figure 112017066688792-pat00008
Figure 112017066688792-pat00009
Figure 112017066688792-pat00010
Figure 112017066688792-pat00011
Figure 112017066688792-pat00012
Figure 112017066688792-pat00013
Figure 112017066688792-pat00014
상기 식들에서, R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소, 할로겐 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 1 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알킬 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알케닐 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알키닐 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 사이클로알킬 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 헤테로사이클로알킬 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴 기, 3 내지 20개의 탄소 원자를 가진 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알콕시 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴옥시 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬실릴 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴실릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬붕소 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴붕소 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 기, 및 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 옥사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되며; 여기서, n은 1 내지 4의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이다.
바람직하게는, R1 내지 R7은 각각 독립적으로, 예를 들어, 비-제한적으로, 페닐 기, 나프틸 기, 피리딘 기, 피리미딘 기, 피라진 기, 피리다진 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 플루오로 기, 바이페닐 기, 페닐나프틸 기, 페닐피리딘 기, 페닐피리미딘 기, 페닐피라진 기, 페닐피리다진 기, 시아노페닐 기, 니트로페닐 기 또는 트리플루오로메틸페닐 기일 수 있다.
바람직하게는, 상기 "3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기"는, 예를 들어, 비-제한적으로 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00015
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 페닐 기, 나프틸 기, 피리딘 기, 피리미딘 기, 피라진 기, 피리다진 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 플루오로 기, 바이페닐 기, 페닐나프틸 기, 페닐피리딘 기, 페닐피리미딘 기, 페닐피라진 기, 페닐피리다진 기, 시아노페닐 기, 니트로페닐 기 또는 트리플루오로메틸페닐 기일 수 있다. 더 바람직하게는, R1 및 R2는 각각 피리딘 기, 피리미딘 기, 피라진 기, 피리다진 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 플루오로 기, 페닐피리딘 기, 페닐피리미딘 기, 페닐피라진 기, 페닐피리다진 기, 시아노페닐 기, 니트로페닐 기 또는 트리플루오로메틸페닐 기일 수 있다. 본 발명에 있어서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 주 골격에 연결된 G1 및/또는 G2는 피리딘 기일 수 있다. 예를 들어, G1 및/또는 G2는, 비-제한적인 예로, 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00016
본 발명의 일 구현예에서, 주 골격에 연결된 G1 및/또는 G2는 피리미딘 기일 수 있다. 예를 들어, G1 및/또는 G2는, 비-제한적인 예로, 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00017
본 발명의 일 구현예에서, 주 골격에 연결된 G1 및/또는 G2는 벤즈이미다졸 기일 수 있다. 예를 들어, G1 및/또는 G2는, 비-제한적인 예로, 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00018
본 발명의 일 구현예에서, 주 골격에 연결된 G1 및/또는 G2는 피리미딘 기일 수 있다. 예를 들어, G1 및/또는 G2는, 비-제한적인 예로, 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00019
Figure 112017066688792-pat00020
본 발명의 일 구현예에서, 주 골격에 연결된 G1 및/또는 G2는 트리아진 기일 수 있다. 예를 들어, G1 및/또는 G2는, 비-제한적인 예로, 하기 기일 있다:
Figure 112017066688792-pat00021
Figure 112017066688792-pat00022
바람직하게는, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기는, 2개의 페닐 기, 2개의 피리딘 기, 2개의 피리미딘 기, 2개의 피라진 기, 2개의 피리다진 기, 2개의 페닐피리딘 기, 2개의 페닐피리미딘 기, 2개의 페닐피라진 기 또는 2개의 페닐피리다진 기로 치환된 트리아진 기일 수 있다.
바람직하게는, 상기 "6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된, 아릴 기"는, 비-제한적인 예로, 하기 기일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00023
상기 식에서, R1은 다음과 같은 기들로 이루어진 군으로부터 선택되며: 중수소, 할로겐 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 1 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알킬 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알케닐 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알키닐 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 사이클로알킬 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 헤테로사이클로알킬 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴 기, 3 내지 20개의 탄소 원자를 가진 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알콕시 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴옥시 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬실릴 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴실릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬붕소 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴붕소 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 기 및 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 옥사이드 기;
o는 0 내지 4의 정수이고, p는 1 내지 5의 정수이고, o와 p의 총 합은 5 이하이다.
바람직하게는, 새로운 화합물은, 예를 들어, 비-제한적으로, 다음과 같은 화합물일 수 있다:
Figure 112017066688792-pat00024
Figure 112017066688792-pat00025
Figure 112017066688792-pat00026
Figure 112017066688792-pat00027
Figure 112017066688792-pat00028
Figure 112017066688792-pat00029
Figure 112017066688792-pat00030
Figure 112017066688792-pat00031
Figure 112017066688792-pat00032
Figure 112017066688792-pat00033
Figure 112017066688792-pat00034
Figure 112017066688792-pat00035
Figure 112017066688792-pat00036
Figure 112017066688792-pat00037
Figure 112017066688792-pat00038
Figure 112017066688792-pat00039
Figure 112017066688792-pat00040
Figure 112017066688792-pat00041
Figure 112017066688792-pat00042
Figure 112017066688792-pat00043
또한, 본 발명은, 제1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 유기층을 포함하는, 유기 전자 장치를 제공한다. 유기층은 전술한 새로운 화합물을 포함한다.
바람직하게는, 유기 전자 장치는 유기 발광 장치 (OLED)이다. 더 바람직하게는, 본 발명의 새로운 화합물은 전자 전달 물질 또는 정공 차단 물질로서 사용될 수도 있다.
특히, 유기 발광 장치는, 하기를 포함할 수 있다:
제1 전극 상에 형성된 정공 주입층;
정공 주입층 상에 형성된 정공 전달층;
정공 전달층 상에 형성된 발광층;
발광층 상에 형성된 전자 전달층으로서, 유기층인 전자 전달층;
전자 전달층과 제2 전극 사이에 형성된 전자 주입층.
바람직하게는, 정공 주입층은 2층 구조일 수 있으며, 즉, OLED는 제1 전극과 정공 전달층 사이에 배치된 제1 정공 주입층과 제2 정공 주입층을 포함한다.
바람직하게는, 정공 전달층은 2층 구조일 수 있으며, 즉, OLED는 2층의 정공 주입층과 발광층 사이에 배치된 제1 정공 전달층과 제2 정공 전달층을 포함한다.
바람직하게는, 전자 전달층은 화합물 I - CCXCIII 등의 새로운 화합물로 구성된다. 새로운 화합물을 전자 전달 물질로 이용하는 OLED는, 전자 전달 물질로서 2-(4-(9,10-다이(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸; 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(p-페닐페놀라토)알루미늄; 및 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸 (PBD) 등의 기존에 공지된 전자 전달 물질을 이용하는 시판 OLED들과 비교해, 개선된 효율을 가질 수 있다.
바람직하게는, OLED는 발광층에서 전자 전달층으로의 정공 오버플로우 (holes overflow)를 차단하기 위해 전자 전달층과 발광층 사이에 형성되는 정공 차단층을 포함한다. 이러한 정공 차단층은 본 발명의 새로운 화합물, 2,9-다이메틸-4,7-다이페닐-1,10-펜안트롤린 (BCP) 또는 2,3,5,6-테트라메틸-페닐-1,4-(비스-프탈이미드) (TMPP)로 제작될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, OLED는 발광층에서 정공 전달층으로의 전자 오버플로우를 차단하기 위해 정공 전달층과 발광층 사이에 전자 차단층을 포함한다. 이러한 전자 차단층은 9,9'-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이일비스-9H-카르바졸 (CBP) 또는 4,4',4''-트리(N-카르바졸릴)-트리페닐아민 (TCTA)으로 제작될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
OLED에 이러한 정공 차단층 및/또는 전자 차단층이 존재하는 경우, OLED는 기존의 OLED에 비해 보다 우수한 발광 효율을 가진다.
제1 및 제2 정공 전달층은, 예를 들어, N 1 ,N 1 ' -(바이페닐-4,4'-다이일)비스(N 1 -(나프탈렌-1-일)-N 4 ,N 4' -다이페닐벤젠-1,4-다이아민); 또는 N 4 ,N 4 ' -다이(나프탈렌-1-일)-N 4 ,N 4 ' -다이페닐바이페닐-4,4'-다이아민 (NPB)으로 제작될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 정공 주입층은, 예를 들어, 폴리아닐린 또는 폴리에틸렌다이옥시티오펜으로 제작될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
발광층은 호스트 및 도판트 (dopant) 등의 발광 물질로 제작될 수 있다. 호스트 발광 물질로는, 예를 들어, 9-(4-(나프탈렌-1-일)페닐)-10-(나프탈렌-2-일) 안트라센이 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
레드 OLED의 경우, 도판트 발광 물질로는, 예를 들어, 페릴렌 리간드 (perylene ligand), 플루오란텐 리간드 (fluoranthene ligand) 또는 페리플란텐 리간드 (periflanthene ligand)를 가진 이리듐 (II)의 유기 금속 화합물이 있으나 이들로 한정되는 것은 아니다. 그린 OLED의 경우, 도판트 발광 물질로는, 예를 들어, 다이아미노플로우렌 (doaminoflourene); 다이아미노안트라센; 또는 페닐피리딘 리간드를 가진 이리듐 (II)의 유기 금속 화합물이 있으나 이들로 한정되는 것은 아니다. 블루 OLED의 경우, 도판트 발광 물질로는, 예를 들어, 다이아미노플로우렌; 다이아미노안트라센; 다이아미노피렌; 또는 페닐피리딘 리간드를 가진 이리듐 (II)의 유기 금속 화합물이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. OLED는 발광층의 다양한 호스트 물질들을 이용해 적색, 녹색 또는 청색의 광을 방출할 수 있다.
전자 주입층은, 전자 주입 물질, 비-제한적인 예로, (8-옥시도나프탈렌-1-일)리튬(II)으로 제작될 수 있다.
제1 전극은, 비-제한적인 예로, 인듐-도핑된 산화주석 전극이다.
제2 전극은 제1 전극 보다 낮은 일 함수 (work function)를 가진다. 제2 전극은, 비-제한적인 예로, 알루미늄 전극, 인듐 전극 또는 마그네슘 전극이다.
본 발명의 그외 과제, 장점 및 새로운 측면들은 후술한 상세한 설명을 첨부된 도면과 함께 이해함으로써 보다 명확해질 것이다.
도 1은 OLED의 단면도 도식을 예시한 것이다.
도 2 내지 도 15는 각각 화합물 I - XIV의 1H 핵 자기 공명 (NMR) 스펙트럼을 도시한 것이다.
이하, 당해 기술 분야의 당업자라면 아래 실시예들로부터 본 발명에 따라 동일하게 이용하여 새로운 화합물 및 유기 발광 장치의 장점과 효과를 쉽게 구현할 수 있다. 본원에 제시된 설명들은 예시를 목적으로 하는 바람직한 예들에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 사상과 범위로부터 이탈하지 않으면서도 본 발명을 실시 또는 적용하기 위한 다양한 수정 및 변형이 행해질 수 있다.
중간산물 A1의 합성
새로운 화합물을 제조하는데 사용되는 중간산물 A1은 아래 단계에 따라 합성하였다. 중간산물 A1의 합성 경로는 반응식 A1에 요약 개시하였다.
Figure 112017066688792-pat00044
단계 1: 중간산물 A1-1의 합성
사염화탄소 (CCl4) (430 ml) 중의 3-브로모다이벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온 (86 g, 1.0 eq), N-브로모숙신이미드 (NBS) (106 g, 2 eq), 벤질 퍼옥사이드 (0.7 g, 0.01 eq) 혼합물을 85℃까지 가열하였다. 반응 진행은 고 성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)로 모니터링하였다. 반응이 완료되면, 석출물은 여과를 통해 분리하여, CH3OH로 헹군 다음 재결정화에 의해 정제하였다. 정제된 산물을 건조물로 농축하였으며, 이를 통해 백색 고형물 123 g을 92.3% 수율로 수득하였다.
고체 산물은 탈착 질량분석기 (FD-MS) 분석을 통해 중간산물 A1-1로 동정되었다. FD-MS 분석: C15H9Br3O: 이론치 444.94, 측정치 444.94.
단계 2: 중간산물 A1-2의 합성
수득한 중간산물 A1-1 (116.0 g, 1.0 eq)을 푸란/THF(v/v=2/1) 960 ml에 용해하고, 반응물을 0℃까지 냉각시킨 후 포타슘 tert-부톡사이드 (KO-t-Bu) (87.8 g, 3.0 eq)를 처리하였다. 반응물을 0℃에서 1시간 교반한 다음 실온에서 다시 12시간 교반하였다. 완료 후, 반응물을 탈이온수로 퀀칭하고, 용매 추출 공정을 통해 유기층을 회수하여 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이를 감압 증류하여, 유기층으로부터 용매를 제거하고, 수득되는 잔류물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 정제된 산물을 건조물로 농축하였으며, 이를 통해 연노란색 고형물 46.8 g을 51.1% 수율로 수득하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 A1-2로 동정되었다. FD-MS 분석: C19H11BrO2: 이론치 351.19, 실측치 351.19.
단계 3: 중간산물 A1-3의 합성
에틸 아세테이트 (EA) 535 ml 중의 중간산물 A1-2 (53.5 g, 1.0 eq)과 5% Pd/C (8.1 g, 0.025 eq) 현탁액을 수소 풍선으로부터 제공되는 수소 (H2) 분위기 하에 3 - 6시간 교반하였다. 제조된 혼합물을 셀라이트 패드를 통해 여과하여 EA로 헹구고, 여과물을 감압 농축하여 노란색 고형물 100 g (100%)을 수득하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 A1-3로 동정되었다. FD-MS 분석 C19H13BrO2: 이론치 353.21, 실측치 353.21. 중간산물 A1-3는 추가적인 정제없이 다음 단계에 바로 사용될 수 있다.
단계 4: 중간산물 A1-4의 합성
중간산물 A1-3 (53 g, 1.0 eq) 및 p-톨루엔설폰산 (PTSA) (57 g, 2.0 eq)을 톨루엔 530 ml에 투입하여 12시간 환류 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, NaHCO3 포화 수용액으로 퀀칭한 다음 CH2Cl2로 추출하였다. 유기층을 물과 브린으로 헹군 다음 무수 Na2SO4로 건조시켰다. 그런 후, 제조된 용액을 감압 농축하고, 실리카 겔에서 용리제로서 CH2Cl2/헥산 (1:1 v/v)을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하였으며, 이를 통해 연노란색 고형물을 91.5%의 수율로 수득하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 A1로 동정되었다. FD-MS 분석 C19H11BrO: 이론치 335.19, 실측치 335.19.
중간산물 A2의 합성
신규 화합물을 제조하는데 사용되는 중간산물 A2는 중간산물 A1과 동일한 방식으로 단계 1 - 단계 4를 통해 합성하였으며, 단, 출발 물질 3-브로모다이벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온은 2-브로모다이벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온 (CAS No. 198707-82-3)으로 교체하였다. 중간산물 A2의 합성 경로는 반응식 2에 요약 개시하였다. 중간산물들 모두 전술한 방법에 따라 분석하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
Figure 112017066688792-pat00045
중간산물 A3의 합성
신규 화합물을 제조하는데 사용되는 중간산물 A3는 중간산물 A1과 동일한 방식으로 단계 1 - 단계 4를 통해 합성하였으며, 단 출발 물질 3-브로모다이벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온은 3,7-다이브로모다이벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온 (CAS No. 226946-20-9)으로 교체하였다. 중간산물 A3의 합성 경로는 반응식 A3에 요약 개시하였다. 중간산물들 모두 전술한 방법에 따라 분석하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
Figure 112017066688792-pat00046
표 1: FD-MS로 분석한 중간 산물의 화학 구조, 수율, 식 및 분자량 (M+).
Figure 112017066688792-pat00047
중간산물 A1 - A3의 변형
중간산물 A1 - A3 외에도, 당해 기술 분야의 당업자라면 다른 출발 물질을 채택하여, 반응식 A1 - A3와 유사한 반응 기전을 통해 원하는 다른 중간산물들을 성공적으로 합성할 수 있다. 중간산물 A1 - A3에 적용가능한 변형은, 예를 들어, 비-제한적으로 하기와 같은 중간산물 A4 - A15일 수 있다.
Figure 112017066688792-pat00048
중간산물 B1의 합성
상기 중간산물 A1을 2-브로모-바이페닐과 추가로 반응시켜, 중간산물 B1을 합성하였다. 중간산물 B1의 합성 경로는 반응식 B1에 요약 개시하였다.
Figure 112017066688792-pat00049
단계 1: 중간산물 B1-1의 합성
2-브로모-바이페닐 (1.0 eq)을 무수 THF 120 ml에 용해하고, -78℃까지 냉각시켰다. 냉각시킨 용액에 n-부틸 리튬 (n-BuLi) (2.5 M, 1.0 eq)을 천천히 첨가하고, 1시간 교반하였다. 1시간의 교반 후, 반응 용액에 중간산물 A1 (0.7 eq)을 첨가하여, 정상 온도에서 3시간 교반하였다. 반응이 완료되면, 염화암모늄 포화 용액으로 퀀칭한 다음 유기 용매로 추출하였다. 유기층을 분리하여 농축한 다음 페트롤륨 에테르로 재결정화하여, 백색 고형물을 83.1% 수율로 수득하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 B1-1로 동정되었다. FD-MS 분석: C31H21BrO: 이론치 489.40, 실측치 489.40.
단계 2: 중간산물 B1의 합성
중간산물 B1-1 (1.0 eq), 아세트산 (반응물에 대해 w/v=1/3) 및 H2SO4 (5 방울)을 혼합하고, 혼합물을 110℃에서 6시간 교반하였다. 그 후, 용매를 감압 제거하고, 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 잔류물을 톨루엔으로 재결정화하여, 백색 고형물을 93.0% 수율로 수득하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 B1로 동정되었다. FD-MS 분석: C31H19Br: 이론치 471.39, 실측치 471.39.
중간산물 B2의 합성
중간산물 B2는 중간산물 B1과 유사한 방식으로 단계 1 - 단계 2를 통해 합성하였으며, 단 중간산물 A1은 중간산물 A2로 교체하였다. 중간산물 B2의 합성 경로는 반응식 B2에 요약 개시하였다. 중간산물들 모두 전술한 방법에 따라 분석하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
Figure 112017066688792-pat00050
중간산물 B3의 합성
중간산물 B3는 중간산물 B1과 유사한 방식으로 단계 1 - 단계 2를 통해 합성하였으며, 단 중간산물 A1은 중간산물 A3로 교체하였다. 중간산물 B3의 합성 경로는 반응식 B3에 요약 개시하였다. 중간산물들 모두 전술한 방법에 따라 분석하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
Figure 112017066688792-pat00051
표 2: FD-MS로 분석한 중간 산물의 화학 구조, 수율, 식 및 분자량.
Figure 112017066688792-pat00052
중간산물 B1 - B3의 변형
중간산물 B1 - B3 외에도, 당해 기술 분야의 당업자라면 반응식 B1 - B3와 유사한 반응 기전을 통해 중간산물 A1 - A15로부터 원하는 다른 중간산물들을 성공적으로 합성할 수 있다. 중간산물 B1 - B3에 적용가능한 변형은, 예를 들어, 비-제한적으로 하기와 같은 중간산물 B4 - B15일 수 있다.
Figure 112017066688792-pat00053
중간산물 C1의 합성
중간산물 C1을 합성하기 위해 상기 중간산물 B1을 비스(피나콜라토)다이보론과 추가로 반응시켰다. 중간산물 C1의 합성 경로는 반응식 C1에 요약 개시하였다.
Figure 112017066688792-pat00054
중간산물 B1 (1.0 eq), 비스(피나콜라토)다이보론 (1.2 eq), PdCl2(dppf) (0.0025 eq) 및 KOAc (3.0 eq)를 1,4-다이옥산 (0.3M)에 투입하여 질소 분위기 하에 100℃에서 8시간 가열하였다. 이를 실온으로 냉각시킨 후, 용매를 감압 하에 제거하고, 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 백색 고형물을 95.7%의 수율로 수득하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 C1로 동정되었다. FD-MS 분석: C37H31BO2: 이론치 518.45, 실측치 518.45.
중간산물 C2의 합성
중간산물 C2를 중간산물 C1과 유사한 방식으로 수율 96.1%로 합성하였으며, 단 중간산물 B1은 중간산물 B2로 교체하였다. 중간산물 C2의 합성 경로는 반응식 C2에 요약 개시하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 C2로 동정되었다. FD-MS 분석: C37H31BO2: 이론치 518.45, 실측치 518.45.
Figure 112017066688792-pat00055
중간산물 C3의 합성
중간산물 C3를 중간산물 C1과 유사한 방식으로 수율 84.2%로 합성하였으며, 단 중간산물 B1은 중간산물 B3로 교체하였고, 비스(피나콜라토)다이보론의 당량을 2.4 eq.로 증가시켰다. 중간산물 C3의 합성 경로는 반응식 C3에 요약 개시하였다.
고체 산물은 FD-MS 분석을 통해 중간산물 C3로 동정되었다. FD-MS 분석: C43H42B2O4: 이론치 644.41, 실측치 644.40.
Figure 112017066688792-pat00056
신규 화합물 I - XIV의 합성 :
방법 1:
중간산물 B1 - B3 각각을 다양한 반응물들과 반응시켜, 다양한 본 발명의 신규 화합물들을 합성할 수 있었다. 본 발명의 신규 화합물들의 합성 경로는 반응식 I에 요약 개시하였다. 아래 반응식 I에서, 표 3-1에 나타낸 바와 같이, "중간산물 B"는 전술한 반응산물 B1 - B3 중 어느 하나일 수 있으며, "반응물 A"는 반응물 A1 - A6 중 어느 하나일 수 있다.
Figure 112017066688792-pat00057
표 3-1: 반응물 A1 - A6의 화학 구조 및 CAS 번호
Figure 112017066688792-pat00058
방법 2:
중간산물 C1 - C3 각각을 다양한 반응물들과 반응시켜, 다양한 본 발명의 신규 화합물들을 합성할 수 있었다. 본 발명의 신규 화합물들의 합성 경로는 반응식 II에 요약 개시하였다. 아래 반응식 II에서, 표 3-2에 나타낸 바와 같이, "중간산물 C"는 전술한 반응산물 C1 - C3 중 어느 하나일 수 있으며, "반응물 B"는 반응물 B1 - B5 중 어느 하나일 수 있다.
Figure 112017066688792-pat00059
표 3-2: 반응물 B1 - B5의 화학 구조 및 CAS 번호
Figure 112017066688792-pat00060
구체적으로, 500-mL 회수용 플라스크에 반응물 A (1.2 eq), 중간산물 B 또는 C (1.0 eq), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0) (Pd2(dba)3) (0.005 eq), SPhos (0.02 eq), 톨루엔/에탄올 (0.5M, v/v=10/1) 및 3.0 M K2CO3 수용액을 투입한 다음, 질소 가스 흐름 하에 12시간 동안 100℃에서 교반하였다. 여기서, 반응물 A/B 및 촉매의 당량을 변화시킴으로써, 모노- 및 비스-커플링된 산물들을 위치선택적으로 수득할 수 있다. 반응이 완료되면, 물과 톨루엔을 반응물에 첨가하였다. 그런 후, 용매 추출 공정을 통해 유기층을 회수하여, 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이후, 이를 감압 증류하여 유기층으로부터 용매를 제거하고, 수득한 잔류물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 수득한 잔사를 톨루엔으로 재결정화하여, 백색 고형물을 본 발명의 신규 화합물로 수득하였다.
화합물 I - XIV를 합성하는데 사용된 반응물 및 중간산물을 표 4에 나타내었다. 화합물 I - XIV는 H1-NMR 및 FD-MS로 동정하였으며, 화합물 I - XIV 각각의 화학 구조, 수율, 식 및 분자량도 표 4에 나타내었다. 도 2 - 15 및 표 4의 분자량 정보에 따라, 화합물 I - XIV의 화학 구조는 하기와 같이 동정되었다.
표 4: 화합물 I - XIV (Cpd. I - XIV로 약칭됨)의 제조에 사용된 반응물과 중간산물 및 이들의 수율, 식 및 FD-MS 데이타
Figure 112017066688792-pat00061
Figure 112017066688792-pat00062
화합물 I - XIV의 변형
당해 기술 분야의 당업자라면, 화합물 I - XIV 외에도, 중간산물 B1 - B3 또는 중간산물 C1 - C3가 아닌 다른 임의의 중간산물과 임의의 다른 반응물을 채택하여, 반응식 I 또는 II와 유사한 반응 기전을 통해 원하는 다른 신규 화합물들을 성공적으로 합성할 수 있다.
OLED 장치 제조
1500Å 두께의 ITO 층으로 코팅된 유리 기판 (ITP 기판으로 약칭됨)을 디터전트 용해된 증류수에 넣고, 초음파를 적용해 헹구었다. 디터전트는 Fischer Co. 사에서 제조한 제품이며, 증류수는 필터 (Millipore Co.)로 2회 여과한 증류수였다. ITP 층을 30분간 헹군 후, 10분간 증류수로 2번 초음파를 적용해 헹구었다. 세척 과정이 완료되면, 유리 기판을 이소프로필 알코올, 아세톤 및 메탄올 용매에서 초음파를 적용해 헹군 다음 건조하고, 이를 플라즈마 클리너로 이동시켰다. 이후, 기판을 산소 플라즈마로 5분간 클리닝한 다음 진공 증발기로 이동시켰다.
그런 다음, 다양한 유기 물질과 금속 물질들을 순차적으로 ITP 기판에 증착시켜, 전술한 실시예 및 비교예의 OELD 장치를 제조하였다. 증착시 진공 수준은 1 x 10-6 내지 3 x 10-7 torr에서 유지하였다. 이때, ITO 기판에 제1 정공 주입층 (HIL-1), 제2 정공 주입층 (HIL-2), 제1 정공 전달층 (HTL-1), 제2 정공 전달층 (HTL-2), 청색/녹색/적색 발광층 (BEL/GEL/REL), 전자 전달층 (ETL), 전자 주입층 (EIL) 및 음극 (Cthd)을 증착시켰다.
여기서, HAT는 HIL-1과 HID를 형성하기 위한 물질로 사용하였으며; HI-2는 HIL-2를 형성하기 위한 물질로 사용하였으며; HT-1 및 HT-2는 HTL-1 및 HTL-2를 형성하기 위한 물질로 사용하였으며; 기존 ET와 본 발명의 신규 화합물은 ETL을 형성하기 위한 ET 물질로 사용하였고; Liq는 ETD 및 EIL을 형성하기 위한 물질로 사용하였다. RH/GH/BH는 REL/GEL/BEL을 형성하기 위한 호스트 물질이며, RD/GD/BD-1/BD-2는 REL/GEL/BEL을 형성하기 위한 도판트이다. 실시예와 비교예에서 주된 OLED 차이는, 아래 비교예의 경우 OLED의 ETL이 BCP로 제작된데 반해, 아래 실시예의 경우 OLED의 ETL은 표 4에 열거된 본 발명의 신규 화합물로 제작되었다는 것이다. 이들 시판 물질들에 대한 상세 화학 구조는 표 5에 나타내었다.
표 5: OLED 장치용 시판 물질의 화학 구조.
Figure 112017066688792-pat00063
레드 OLED 장치의 제조
레드 OLED 장치를 제조하기 위해, 표 6에 열거된 순서에 따라 ITO 기판 상에 복수의 유기층들을 각각 증착시켰으며, 레드 OLED 장치에서 이들 유기층의 물질 및 두께를 표 6에 나타내었다.
표 6: 레드 OLED 장치에서 유기층들의 코팅 순서, 물질 및 두께
코팅 순서 층 물질 두께
1 HIL-1 HAT 100 Å
2 HIL-2 HAT 5.0 wt%로 도핑된 HI-2 2100 Å
3 HTL-1 HT-1 100 Å
4 HTL-2 HT-2 100 Å
5 REL RD 3.5 wt% 및 HT-2 10.0 wt%로 도핑된 RH 300 Å
6 ETL Liq 35.0 wt%로 도핑된 ET 물질 350 Å
7 EIL Liq 15 Å
8 Cthd Al 1500 Å
그린 OLED 장치의 제조
그린 OLED 장치를 제조하기 위해, 표 7에 열거된 순서에 따라 ITO 기판 상에 복수의 유기층들을 각각 증착시켰으며, 그린 OLED 장치에서 이들 유기층의 물질 및 두께를 표 7에 나타내었다.
표 7: 그린 OLED 장치에서 층들의 코팅 순서, 물질 및 두께
코팅 순서 층 물질 두께
1 HIL-1 HAT 100 Å
2 HIL-2 HAT 5.0 wt%로 도핑된 HI-2 1300 Å
3 HTL-1 HT-1 100 Å
4 HTL-2 HT-2 100 Å
5 GEL GD 10.0 wt% 및 HT-2 15.0 wt%로 도핑된 GH 400 Å
6 ETL Liq 35.0 wt%로 도핑된 ET 물질 350 Å
7 EIL Liq 15 Å
8 Cthd Al 1500 Å
블루 OLED 장치의 제조
블루 OLED 장치를 제조하기 위해, 표 8에 열거된 순서에 따라 ITO 기판 상에 복수의 유기층들을 각각 증착시켰으며, 블루 OLED 장치에서 이들 유기층의 물질 및 두께를 표 8에 나타내었다.
블루 OLED의 경우, 도판트는 표 5에 열거된 바와 같이 BD-1 또는 BD-2일 수 있었다. 아래 실시예 및 비교예에서, 실시예 B-4 내지 B-8 및 비교예 B-1의 경우 OLED의 도판트로 BD-1을 사용하였고, 실시예 B-1 내지 B-3 및 비교예 B-2의 경우 OLED의 도판트로 BD-2를 사용하였다.
표 8: 블루 OLED 장치에서 층들의 코팅 순서, 물질 및 두께
코팅 순서 층 물질 두께
1 HIL-1 HAT 100 Å
2 HIL-2 HAT 5.0 wt%로 도핑된 HI-2 750 Å
3 HTL-1 HT-1 100 Å
4 HTL-2 HT-2 100 Å
5 BEL BD-1 또는 BD-2 3.5 wt%로 도핑된 BH 250 Å
6 ETL Liq 35.0 wt%로 도핑된 ET 물질 250 Å
7 EIL Liq 15 Å
8 Cthd Al 1500 Å
OLED 장치의 성능
OLED 장치의 성능을 평가하기 위해, 레드, 그린 및 블루 OLED 장치들을 광도계로서 PR650과 전원 공급장치로서 Keithley 2400를 사용해 측정하였다. 색 좌표 (x,y)를 CIE 색도도에 따라 측정하였다 (Commission Internationale de L'Eclairage, 1931). 그 결과는 표 9에 나타내었다. 블루 및 레드 OLED 장치의 경우, 데이타는 1000 니트(nits)에서 수집하였다. 그린 OLED 장치의 경우, 데이타는 3000 니트에서 수집하였다.
실시예 R-1 내지 R-4 및 비교예 R의 ETL의 물질, CIE의 색 및 데이타, 구동 전압 및 전류 효율을 표 9에 나타내었다. 실시예 G-1 내지 G-5 및 비교예 G의 ETL 물질, CIE의 색상과 데이타, 그리고 전류 효율을 표 10에 나타내었다. 실시예 B-1 내지 B-8 및 비교예 B-1 내지 B-2의 ETL 물질, CIE의 색상과 데이타, 구동 전압 및 그리고 전류 효율을 표 1에 나타내었다.
표 9: 실시예 R-1 내지 R-4 및 비교예 R의 레드 OLED 장치의 ETL 물질, 색상, CIE, 전압 및 전류 효율.
실시예 ETL 물질 색상, CIE(x, y) 전압
(V)		 전류 효율
(cd/A)
실시예 R-1 화합물 I R, (0.660, 0.339) 3.77 24.5
실시예 R-2 화합물 VII R, (0.661, 0.338) 3.99 25.1
실시예 R-3 화합물 VIII R, (0.661, 0.338) 3.76 25.0
실시예 R-4 화합물 XII R, (0.665, 0.334) 3.68 24.2
비교예 R BCP R, (0.659, 0.340) 4.16 24.1
표 10: 실시예 G1 내지 G5 및 비교예 G의 그린 OLED 장치의 ETL 물질, 색상, CIE, 전압 및 전류 효율.
실시예 ETL 물질 색상, CIE(x, y) 전압
(V)		 전류 효율
(cd/A)
실시예 G-1 화합물 III G, (0.315, 0.639) 3.81 76.1
실시예 G-2 화합물 IV G, (0.314, 0.638) 3.82 76.2
실시예 G-3 화합물 VI G, (0.332, 0.635) 3.00 76.6
실시예 G-4 화합물 X G, (0.342, 0.621) 2.93 81.4
실시예 G-5 화합물 XI G, (0.336, 0.626) 3.08 81.2
비교예 G BCP G, (0.314, 0.638) 3.86 73.7
표 11: 실시예 B-1 내지 B-8 및 비교예 B-1 내지 B-2의 블루 OLED 장치의 ETL 물질, 색상, CIE, 전압 및 전류 효율.
실시예 ETL 물질 색상, CIE(x, y) 전압
(V)		 전류 효율
(cd/A)
실시예 B-1 화합물 I B, (0.129, 0.152) 4.69 10.3
실시예 B-2 화합물 III B, (0.129, 0.163) 4.92 11.4
실시예 B-3 화합물 VI B, (0.130, 0.153) 4.08 11.6
실시예 B-4 화합물 IX B, (0.136, 0.173) 4.34 9.24
실시예 B-5 화합물 X B, (0.135, 0.180) 3.95 10.4
실시예 B-6 화합물 XI B, (0.135, 0.176) 4.33 13.1
실시예 B-7 화합물 XIII B, (0.136, 0.166) 4.19 9.32
실시예 B-8 화합물 XIV B, (0.136, 0.164) 3.97 10.2
비교예 B-1 BCP B, (0.136, 0.170) 6.35 8.05
비교예 B-2 BCP B, (0.130, 0.142) 6.71 6.98
이들 결과를 토대로, 시판 전자 전달 물질인 BCP와 비교해보면, 본 발명의 신규 화합물을 전자 전달 물질로서 사용하는 경우, 레드, 그린 또는 블루 OLED의 구동 전압은 줄이고 전류 효율은 개선시킬 수 있다. 본 발명의 신규 화합물은 임의의 유색 OLED용 전자 전달 물질로서 적합하며, 이를 이용한 OLED는 낮은 구동 전압과 개선된 전류 효율을 가질 수 있다는 것이 입증된다.
본 발명의 다수 특징들과 장점들이 본 발명의 구조 및 특징에 대한 상세한 설명과 더불어 전술한 설명에 기술되어 있지만, 이들 내용은 예시일 뿐이다. 상세 내용, 특히 양, 위치 및 치환군의 배치에 대해, 본 발명의 원칙내에서, 첨부된 청구항에 표현된 용어들의 일반적인 광의의 의미에 의해 지정되는 전체 범위까지 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 식 (I)로 표시되는 화합물:
    Figure 112018052828749-pat00064

    상기 식에서,
    G1은 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알킬 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알케닐 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알키닐 기 및 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    G2는 수소 원자, 중수소 원자, 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알킬 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알케닐 기, 2 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 알키닐 기 및 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 관능기는 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 플루오로 기 및 클로로 기로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    h, i는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고;
    j, k, l은 각각 독립적으로 정수 4이고, G3, G4, 및 G5는 각각 수소 원자임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 식 (I-I) 내지 (I-XV)로 표시되는, 화합물:
    Figure 112018052828749-pat00065

    Figure 112018052828749-pat00066

    Figure 112018052828749-pat00067

    Figure 112018052828749-pat00068

    Figure 112018052828749-pat00102
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기가 하기 기들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure 112017066688792-pat00070

    Figure 112017066688792-pat00071

    Figure 112017066688792-pat00072

    Figure 112017066688792-pat00073

    Figure 112017066688792-pat00074

    Figure 112017066688792-pat00075

    Figure 112017066688792-pat00076

    Figure 112017066688792-pat00077
    및
    Figure 112017066688792-pat00078
    ;
    상기 식들에서,
    R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 1 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알킬 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알케닐 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알키닐 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 사이클로알킬 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 헤테로사이클로알킬 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴 기, 3 내지 20개의 탄소 원자를 가진 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알콕시 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴옥시 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬실릴 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴실릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬붕소 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴붕소 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 기 및 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 옥사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    n은 1 내지 4의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기가 하기 기들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure 112017066688792-pat00079

    상기 식들에서, R1 및 R2는 각각 페닐 기, 나프틸 기, 피리딘 기, 피리미딘 기, 피라진 기, 피리다진 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 플루오로 기, 바이페닐 기, 페닐나프틸 기, 페닐피리딘 기, 페닐피리미딘 기, 페닐피라진 기, 페닐피리다진 기, 시아노페닐 기, 니트로페닐 기 및 트리플루오로메틸페닐 기로 이루어진 군으로부터 선택됨.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 3 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로아릴 기가 하기 기들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure 112017066688792-pat00080

    Figure 112017066688792-pat00081

    Figure 112017066688792-pat00082

    Figure 112017066688792-pat00083
  6. 제1항에 있어서,
    상기 6 내지 60개의 탄소 원자를 가지며 1개 이상의 관능기로 치환된 아릴 기가 하기 기들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure 112017066688792-pat00084

    상기 식들에서,
    R1은 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 기, 시아노 기, 니트로 기, 트리플루오로메틸 기, 1 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알킬 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알케닐 기, 2 내지 12개의 탄소 원자를 가진 알키닐 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 사이클로알킬 기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 가진 헤테로사이클로알킬 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴 기, 3 내지 20개의 탄소 원자를 가진 헤테로아릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알콕시 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴옥시 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬실릴 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴실릴 기, 1 내지 40개의 탄소 원자를 가진 알킬붕소 기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 아릴붕소 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 기 및 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 포스핀 옥사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    o는 0 내지 4의 정수이고, p는 1 내지 5의 정수이고, o와 p의 총 합이 5 이하임.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화합들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure 112017066688792-pat00085
  8. 유기 전자 장치로서,
    제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 유기층을 포함하며,
    상기 유기층이 제1항에 따른 화합물을 포함하는, 유기 전자 장치.
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