KR102182416B1 - 광전자 장치에 사용하기 위한 유기 분자 - Google Patents

광전자 장치에 사용하기 위한 유기 분자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 분자, 특히 유기 광전자 장치에 사용하기 위한 유기 분자에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 유기 분자는
- 화학식 I의 구조를 갖는 하나의 제1 화학적 잔기,
Figure 112018124715441-pat00121

및
- 화학식 II의 구조를 갖는 하나의 제2 화학적 잔기를 가지되,
Figure 112018124715441-pat00122

제1 화학적 잔기는 단일 결합을 통해 제2 화학적 잔기에 연결되고,
T는 두 개의 제2 화학적 잔기 중 하나에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
V는 두 개의 제2 화학적 잔기 중 하나에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나 수소이고,
W는 두 개의 제2 화학적 잔기 중 하나에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
X와 Y는 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되며,
T, W, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 RT이고, T, V 및 W로 이루어진 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타내며,
RI, RII 및 RIII으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 잔기는 L(RS)3이다(L은 Si와 Ge로 이루어지는 군으로부터 선택됨).

Description

광전자 장치에 사용하기 위한 유기 분자{ORGANIC MOLECULES FOR USE IN OPTOELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 유기 분자와 유기 발광 다이오드(OLED) 및 다른 광전자 장치에 있어서 상기 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 광전자 장치에 사용하기에 적합한 분자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 새로운 종류의 유기 분자를 제공하는 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 상기 유기 분자는 순수 유기 분자로서, 즉 광전자 장치용으로 알려진 금속 착화합물과 달리 임의의 금속 이온을 함유하지 않는다.
본 발명에 따르면, 상기 유기 분자는 청색, 하늘색 또는 녹색의 스펙트럼 범위에서 최대 방출을 나타낸다. 특히, 상기 유기 분자는 420 내지 520 nm, 바람직하게는 440 내지 495 nm, 보다 바람직하게는 450 내지 470 nm 사이에서 최대 방출을 나타낸다. 본 발명에 따른 유기 분자의 광루미네선스 (photoluminescence) 양자 수율은 특히, 70% 이상이다. 본 발명에 따른 분자는 특히, 열활성 지연 형광(TADF)을 나타낸다. 본 발명에 따른 분자를 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 광전자 장치에 사용하면, 장치의 높은 효율이 더 높아진다. 이에 따른 OLED는 알려진 에미터(emitter) 재료 및 비슷한 색상을 갖는 OLED보다 더 높은 안정성을 가진다.
본 발명에 따른 상기 유기 발광 분자는, 화학식 I의 구조를 포함하거나 이로 이루어지는 하나의 제1 화학적 잔기(chemical moiety),
Figure 112018124715441-pat00001
및
- 화학식 II의 구조를 포함하거나 이로 이루어지는 하나의 제2 화학적 잔기를 포함하되,
Figure 112018124715441-pat00002
제1 화학적 잔기는 단일 결합을 통해 제2 화학적 잔기에 연결된다.
T는 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
V는 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, 또는 수소이다.
W는 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
X는 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
Y는 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
#은 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타낸다.
Z는 각각의 경우 직접 결합, CR3R4, C=CR3R4, C=O, C=NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택된다.
RT는 2개의 치환기 RN과 치환된 1,3,5-트리아진일이다:
Figure 112018124715441-pat00003
(점선 결합은 제1 화학적 잔기와 RT를 연결하는 단일 결합에 대한 RT의 결합 자리를 나타냄).
RN은 각각의 경우 서로 독립적으로
수소, 중수소,
C1-C5-알킬
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알케닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알키닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C6-C18-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨), 및
C3-C17-헤테로아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
RI, RII 및 RIII은 각각의 경우 서로 독립적으로
수소,
중수소,
L(RS)3,
C1-C5-알킬
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알케닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알키닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
C6-C18-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
L은 실리콘(Si) 및 게르마늄(Ge)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
RIV 및 RV는 각각의 경우 서로 독립적으로
수소,
중수소,
C1-C5-알킬
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알케닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알키닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
C6-C18-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
RS는 각각의 경우 서로 독립적으로
C1-C5-알킬
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알케닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알키닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C6-C18-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨), 및
C3-C17-헤테로아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
R1은 각각의 경우 서로 독립적으로
수소,
중수소,
C1-C5-알킬
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알케닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
C2-C8-알키닐
(하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
C6-C18-아릴
(선택적으로
C1-C5-알킬
(선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
및
C6-C18-아릴
(선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기와 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기와 서로 독립적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
Ra, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소,
중수소,
N(R5)2,
OR5,
Si(R5)3,
Ge(R5)3,
B(OR5)2,
OSO2R5,
CF3,
CN,
F,
Br,
I,
C1-C40-알킬
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C1-C40-알콕시
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C1-C40-티오알콕시
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C2-C40-알케닐
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C2-C40-알키닐
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C6-C60-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨), 및
C3-C57-헤테로아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
R5은 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소,
중수소,
N(R6)2,
OR6,
Si(R6)3,
B(OR6)2,
OSO2R6,
CF3,
CN,
F,
Br,
I,
C1-C40-알킬
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
C1-C40-알콕시
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
C1-C40-티오알콕시
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
C2-C40-알케닐
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
C2-C40-알키닐
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
C6-C60-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨), 및
C3-C57-헤테로아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
R6은 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소,
중수소,
OPh,
CF3,
CN,
F,
C1-C5-알킬
(선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
C1-C5-알콕시
(선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
C1-C5-티오알콕시
(선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
C2-C5-알케닐
(선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
C2-C5-알키닐
(선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
C6-C18-아릴
(선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환됨),
C3-C17-헤테로아릴
(선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환됨),
N(C6-C18-아릴)2,
N(C3-C17-헤테로아릴)2, 및
N(C3-C17-헤테로아릴)(C6-C18-아릴)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
치환기 Ra, R3, R4 또는 R5는 서로 독립적으로, 선택적으로, 하나 이상의 치환기 Ra, R3, R4 또는 R5를 갖는 모노-또는 폴리고리형, 지방족, 방향족 및/또는 벤젠-축합된(benzo-fused) 고리 시스템을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, T, W, X 및 Y로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 (유일한) 치환기는 RT이고, T, V 및 W로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타낸다.
본 발명에 따르면, W가 RT이고 V가 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타내는 경우, T는 수소이며;
T가 RT이고 V가 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타내는 경우, W는 수소이다.
본 발명에 따르면, RI, RII 및 RIII으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 (유일한) 잔기는 L(RS)3이다(L은 Si와 Ge로 이루어지는 군으로부터 선택됨).
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 발광 분자는, 화학식 I-Y의 구조를 포함하거나 이로 이루어지는 제1 화학적 잔기(chemical moiety)를 포함하거나 이로 이루어지되,
Figure 112018124715441-pat00004
RI, RII, RIII, RIV, RV, 및 R1은 상기 정의된 바와 같고,
T#은 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1이고,
V#은 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, 수소이고,
W#은 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
X#은 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
T#, V# 및 W#으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타내고,
W# 및 X#로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 RT이며,
RI, RII 및 RIII으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 L(RS)3이다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 발광 분자는, 화학식 I-YY의 구조를 포함하거나 이로 이루어지는 제1 화학적 잔기(chemical moiety)를 포함하거나 이로 이루어지되,
Figure 112018124715441-pat00005
RI, RII, RIII, RIV, RV, 및 R1은 상기 정의된 바와 같고,
T##은 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1이고,
W##은 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
X##은 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
T## 및 W##으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 제2 화학적 잔기에 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타내고,
W## 및 X##으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 RT이며,
RI, RII 및 RIII으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 L(RS)3이다.
일 구현예에서, R1 및 RN은 각각의 경우에 수소, 메틸, 페닐, 메시틸, 톨릴, 3-(삼차-부틸)페닐, 4-(삼차-부틸)페닐, 2,6-디(삼차-부틸)페닐 및 3,5-디(삼차-부틸)페닐로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되며(톨릴(tolyl)이라는 용어는 2-톨릴, 3-톨릴, 및 4-톨릴을 지칭함),
RS는 각각의 경우에 메틸, 삼차-부틸, 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되며, 서로 독립적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된다.
일 구현예에서, R1은 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소, 메틸, 페닐, 메시틸, 및 톨릴로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 용어 톨릴은 2-톨릴, 3-톨릴, 및 4-톨릴을 지칭한다.
일 구현예에서, RN은 각각의 경우에 수소, 메틸, 페닐, 메시틸, 톨릴, 3-(삼차-부틸)페닐, 4-(삼차-부틸)페닐, 2,6-디(삼차-부틸)페닐 및 3,5-디(삼차-부틸)페닐로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택된다(톨릴이라는 용어는 2-톨릴, 3-톨릴, 및 4-톨릴을 지칭함).
본 발명의 일 구현예에서, RN은 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소, 메틸,
페닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3, Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨), 및
삼차-부틸로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, RS는 메틸, 삼차-부틸,
페닐로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되며, Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된다.
본 발명의 일 구현예에서, RS는 Ph이다.
일 구현예에서, RN은 Ph이다.
일 구현예에서, R1은 H 또는 Ph이다.
일 구현예에서, R1은 H이다.
일 구현예에서, X는 RT이고, T는 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타낸다.
일 구현예에서, X는 RT이고, W는 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타낸다.
일 구현예에서, W는 RT이고, V는 제1 화학적 잔기와 제2 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에서, RII는 Si(RS)3 및 Ge(RS)3으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에서, RII는 Si(RS)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RII는 Ge(RS)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RII는 Si(Ph)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RII는 Ge(Ph)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RI는 Si(RS)3 및 Ge(RS)3으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에서, RI는 Ge(RS)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RI는 Ge(Ph)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RI는 Si(RS)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RI는 Si(Ph)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RIII은 Si(RS)3 및 Ge(RS)3으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에서, RIII은 Ge(RS)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RIII은 Ge(Ph)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RIII은 Si(RS)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, RIII은 Si(Ph)3이다.
본 발명의 일 구현예에서, X는 RT이다.
본 발명의 일 구현예에서, W는 RT이다.
본 발명의 일 구현예에서, T는 RT이다.
본 발명의 일 구현예에서, Y는 RT이다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 제2 화학적 잔기는 화학식 IIa의 구조를 포함하거나 이로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00006
#과 Ra는 상기 정의된 바와 같다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, Ra은 각각의 경우 서로 독립적으로,
수소,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
SiPh3,
GePh3,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
카바졸릴(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
및 N(Ph)2로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, Ra은 각각의 경우 서로 독립적으로,
수소,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
SiPh3,
GePh3,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨), 및
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 제2 화학적 잔기는 화학식 IIb, 화학식 IIb-2, 화학식 IIb-3 또는 화학식 IIb-4의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00007
Rc은 각각의 경우 서로 독립적으로,
중수소,
N(R5)2,
OR5,
Si(R5)3,
Ge(R5)3,
B(OR5)2,
OSO2R5,
CF3,
CN,
F,
Br,
I,
C1-C40-알킬
(하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C1-C40-알콕시
(하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C1-C40-티오알콕시
(하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C2-C40-알케닐
(하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C2-C40-알키닐
(하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
C6-C60-아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨), 및
C3-C57-헤테로아릴
(선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
그 외에는 앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 제2 화학적 잔기는 화학식 IIc, 화학식 IIc-2, 화학식 IIc-3 또는 화학식 IIc-4의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00008
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, Rb은 각각의 경우 서로 독립적으로,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
SiPh3,
GePh3,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
카바졸릴(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
및 N(Ph)2로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, Rb은 각각의 경우 서로 독립적으로,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
SiPh3,
GePh3,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨), 및
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
제2 화학적 잔기의 실시예를 다음에서 보여주고 있으며:
Figure 112018124715441-pat00009
Figure 112018124715441-pat00010
#, Z, Ra, R3, R4 및 R5에 앞서 언급된 정의가 적용된다.
일 구현예에서, Ra 및 R5은 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소(H), 메틸(Me), i-프로필(CH(CH3)2)(iPr), t-부틸(tBu), 페닐(Ph),
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
및 디페닐아민(NPh2)으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 III-1, III-2 또는 화학식 III-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00011
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 III-1a 및 화학식 III-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00012
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IIIa-1, 화학식 IIIa-2, 화학식 IIIa-3, 화학식 IIIa-4, 화학식 IIIa-5 또는 화학식 IIIa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00013
Rc는 각각의 경우 서로 독립적으로,
Me,
iPr,
tBu,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
카바졸릴(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
및 N(Ph)2로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IIIa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IIIb-1, 화학식 IIIb-2, 화학식 IIIb-3, 화학식 IIIb-4, 화학식 IIIb-5 또는 화학식 IIIb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00014
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IV-1, 화학식 IV-2 또는 화학식 IV-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00015
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IV-1a 및 화학식 IV-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00016
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IVa-1, 화학식 IVa-2, 화학식 IVa-3, 화학식 IVa-4, 화학식 IVa-5 또는 화학식 IVa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00017
Figure 112018124715441-pat00018
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IVa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IVb-1, 화학식 IVb-2, 화학식 IVb-3, 화학식 IVb-4, 화학식 IVb-5 또는 화학식 IVb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00019
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IVb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 V-1, 화학식 V-2 또는 화학식 V-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00020
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 V-1a 및 화학식 V-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00021
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Va-1, 화학식 Va-2, 화학식 Va-3, 화학식 Va-4, 화학식 Va-5 또는 화학식 Va-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00022
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Va-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Vb-1, 화학식 Vb-2, 화학식 Vb-3, 화학식 Vb-4, 화학식 Vb-5 또는 화학식 Vb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00023
Figure 112018124715441-pat00024
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Vb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VI-1, 화학식 VI-2 또는 화학식 VI-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00025
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VI-1a 및 화학식 VI-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00026
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIa-1, 화학식 VIa-2, 화학식 VIa-3, 화학식 VIa-4, 화학식 VIa-5 또는 화학식 VIa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00027
Figure 112018124715441-pat00028
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIb-1, 화학식 VIb-2, 화학식 VIb-3, 화학식 VIb-4, 화학식 VIb-5 또는 화학식 VIb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00029
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VII-1, 화학식 VII-2 또는 화학식 VII-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00030
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VII-1a 및 화학식 VII-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00031
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIa-1, 화학식 VIIa-2, 화학식 VIIa-3, 화학식 VIIa-4, 화학식 VIIa-5 또는 화학식 VIIa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00032
Figure 112018124715441-pat00033
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIb-1, 화학식 VIIb-2, 화학식 VIIb-3, 화학식 VIIb-4, 화학식 VIIb-5 또는 화학식 VIIb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00034
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIII-1, 화학식 VIII-2 또는 화학식 VIII-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00035
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIII-1a 및 화학식 VIII-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00036
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIIa-1, 화학식 VIIIa-2, 화학식 VIIIa-3, 화학식 VIIIa-4, 화학식 VIIIa-5 또는 화학식 VIIIa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00037
Figure 112018124715441-pat00038
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIIa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIIb-1, 화학식 VIIIb-2, 화학식 VIIIb-3, 화학식 VIIIb-4, 화학식 VIIIb-5 또는 화학식 VIIIb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00039
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 VIIIb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IX-1, 화학식 IX-2 또는 화학식 IX-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00040
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IX-1a 및 화학식 IX-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00041
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IXa-1, 화학식 IXa-2, 화학식 IXa-3, 화학식 IXa-4, 화학식 IXa-5 또는 화학식 IXa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00042
Figure 112018124715441-pat00043
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IXa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IXb-1, 화학식 IXb-2, 화학식 IXb-3, 화학식 IXb-4, 화학식 IXb-5 또는 화학식 IXb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00044
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 IXb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 X-1, 화학식 X-2 또는 화학식 X-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00045
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 X-1a 및 화학식 X-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00046
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Xa-1, 화학식 Xa-2, 화학식 Xa-3, 화학식 Xa-4, 화학식 Xa-5 또는 화학식 Xa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00047
Figure 112018124715441-pat00048
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Xa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Xb-1, 화학식 Xb-2, 화학식 Xb-3, 화학식 Xb-4, 화학식 Xb-5 또는 화학식 Xb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00049
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 Xb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 XI-1, 화학식 XI-2 또는 화학식 XI-3의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00050
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 XI-1a 및 화학식 XI-1b의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지고:
Figure 112018124715441-pat00051
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 XIa-1, 화학식 XIa-2, 화학식 XIa-3, 화학식 XIa-4, 화학식 XIa-5 또는 화학식 XIa-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00052
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 XIa-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 추가적인 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 XIb-1, 화학식 XIb-2, 화학식 XIb-3, 화학식 XIb-4, 화학식 XIb-5 또는 화학식 XIb-6의 구조를 포함하거나 이들로 이루어지며:
Figure 112018124715441-pat00053
앞서 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 화학식 XIb-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, Rc는 각각의 경우 서로 독립적으로,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
SiPh3,
GePh3,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨), 및
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에서, Rc는 각각의 경우 서로 독립적으로,
Me,
iPr,
tBu,
Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨), 및
트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
도 1 실시예 1 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼.
도 2 실시예 2 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼.
도 3 실시예 3 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼.
도 4 실시예 4 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼.
도 5 실시예 5 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 "아릴"과 "방향족" 용어는 모노-, 바이- 또는 폴리- 고리형 방향족 잔기 중 임의의 것으로서 넓은 범위에서 이해될 수 있다. 따라서, 아릴기는 6 내지 60개의 방향족 고리 원자를 가지며, 헤테로아릴기는 적어도 하나의 고리 원자가 헤테로 원자인 5 내지 60개의 방향족 고리 원자를 가진다. 하지만, 본 명세서 전체에 걸쳐 방향족 고리 원자의 수는 특정 치환기의 정의에서 첨자로 주어질 수 있다. 특히, 헤테로방향족 고리는 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함한다. 마찬가지로, "헤테로아릴"과 "헤테로방향족" 용어는 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 모노-, 바이- 또는 폴리- 고리형 헤테로방향족 잔기 중 임의의 것으로서 넓은 범위에서 이해될 수 있다. 상기 헤테로 원자는 각각의 경우 동일하거나 상이하고, N, O 및 S로 이루어지는 군으로부터 각각 선택된다. 그러므로, "아릴렌" 용어는 다른 분자 구조에 두 개의 결합 자리를 제공하는 2가 치환기를 의미하며, 따라서, 링커 구조로 작용한다. 실시예에서 '-기'가 본 명세서에서 주어진 정의와 상이하게 정의되는 경우, 예를 들면, 방향족 고리 원자의 수 또는 헤테로 원자의 수가 주어진 정의와 다르면, 실시예에서의 정의가 적용된다. 본 발명에 따르면, 축합된(annulated) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리-고리형은 두 개 이상의 단일 방향족 또는 헤테로방향족 고리로 제조되며, 상기 고리들의 축합 반응을 통해 폴리-고리형이 형성된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 "아릴"기 또는 "헤테로아릴"기 용어는, 방향족 또는 헤테로방향족-기의 임의의 한 위치를 통해서 연결될 수 있는 -기, 구체적으로, 벤젠, 나프탈린, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 디하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 벤즈안트라센, 벤즈페난트렌, 테트라센, 펜타센, 벤즈피렌, 퓨란, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 디벤조퓨란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜; 피롤, 인돌, 이소인돌, 카바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프토이미다졸, 페난트로이미다졸, 피리도이미다졸, 피라지노이미다졸, 퀴녹살리노이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프토옥사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 1,3,5-트리아진, 퀴녹살린, 피라진, 페나진, 나프티리딘, 카보린, 벤조카보린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,2,3,4-테트라진, 퓨린, 프테리딘, 인돌진 및 벤조티아디아졸, 또는 상기 군의 조합으로부터 유래하는 -기를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "고리형"-기 용어는 모노-, 바이- 또는 폴리- 고리형 잔기 중 임의의 것으로서 넓은 범위에서 이해될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "알킬"기 용어는 선형, 분지형 또는 고리형 알킬 치환기 중 임의의 것으로서 넓은 범위에서 이해될 수 있다. 구체적으로, "알킬" 용어는 치환기 메틸 (Me), 에틸 (Et), n-프로필 (nPr), i-프로필 (iPr), 사이클로프로필, n-부틸 (nBu), i-부틸 (iBu), s-부틸 (sBu), t-부틸 (tBu), 사이클로부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, t-펜틸, 2-펜틸, 네오-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, s-헥실, t-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 네오-헥실, 사이클로헥실, 1-메틸사이클로펜틸, 2-메틸펜틸, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 4-헵틸, 사이클로헵틸, 1-메틸사이클로헥실, n-옥틸, 2-에틸헥실, 사이클로옥틸, 1-바이사이클로[2,2,2]옥틸, 2-바이사이클로[2,2,2]-옥틸, 2-(2,6-디메틸)옥틸, 3-(3,7-디메틸)옥틸, 아다만틸, 2,2,2-트리플루오르에틸, 1,1-디메틸-n-헥스-1-일, 1,1-디메틸-n-헵트-1-일, 1,1-디메틸-n-옥트-1-일, 1,1-디메틸-n-데스-1-일, 1,1-디메틸-n-도데스-1-일, 1,1-디메틸-n-테트라데스-1-일, 1,1-디메틸-n-헥사데스-1-일, 1,1-디메틸-n-옥타데스-1-일, 1,1-디에틸-n-헥스-1-일, 1,1-디에틸-n-헵트-1-일, 1,1-디에틸-n-옥트-1-일, 1,1-디에틸-n-데스-1-일, 1,1-디에틸-n-도데스-1-일, 1,1-디에틸-n-테트라데스-1-일, 1,1-디에틸n-n-헥사데스-1-일, 1,1-디에틸-n-옥타데스-1-일, 1-(n-프로필)-사이클로헥스-1-일, 1-(n-부틸)-사이클로헥스-1-일, 1-(n-헥실)-사이클로헥스-1-일, 1-(n-옥틸)-하이클로헥스-1-일 및 1-(n-데실)-사이클로헥스-1-일을 포함한다..
본 명세서에 사용된 "알케닐" 용어는 선형, 분지형 및 고리형의 알케닐 치환기를 포함한다. 상기 "알케닐"기 용어는 예시적으로 치환기 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 사이클로펜테닐, 헥세닐, 사이클로헥세닐, 헵테닐, 사이클로헵테닐, 옥테닐, 사이클로옥테닐 또는 사이클로옥타디에닐기를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "알키닐" 용어는 선형, 분지형 및 고리형의 알키닐 치환기를 포함한다. 상기 "알키닐"기 용어는 예시적으로 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 펩티닐 또는 옥티닐을 포함한다.
본 명세서에 사용된 "알콕시" 용어는 선형, 분지형 및 고리형의 알콕시 치환기를 포함한다. 상기 "알콕시"기 용어는 예시적으로 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시 및 2-메틸부톡시를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "티오알콕시" 용어는 예시적으로 알콕시기의 O가 S로 치환되는 선형, 분지형 및 고리형의 티오알콕시 치환기를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "할로겐" 및 "할로" 용어는 바람직하게는 플루오린 클로린, 또는 아이오딘으로서 넓은 범위에서 이해될 수 있다.
여기서 수소를 언급할 때마다 각각의 경우 중수소로도 치환될 수 있다.
분자 일부가 치환기 또는 다른 잔기에 부착되는 것으로 설명될 때, 그 이름은 마치 일부(예: 나프틸, 디벤조퓨릴) 또는 전체 분자(예: 나프탈렌, 디벤조퓨란)인 것처럼 기재될 수 있다. 여기에 사용된, 치환기 또는 부착된 일부를 나타내는 이러한 여러 방법은 동일한 것으로 간주된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 실온에서 10 wt%의 유기 분자를 갖는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 막 내에서 150 μs 이하, 100 μs 이하, 특히 50 μs 이하, 보다 바람직하게는 10 μs 이하 또는 7 μs 이하의 여기 상태 수명을 갖는다.
본 발명의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 상기 유기 분자는 제1 여기 단일항 상태(S1)와 제1 여기 삼중항 상태(T1) 사이의 에너지 차이인 △EST 값을 보이는 열-활성 지연 형광(TADF) 에미터(emitter)를 나타내고, 그 값은 5000 cm-1 미만, 바람직하게는 3000 cm-1 미만, 보다 바람직하게는 1500 cm-1 미만, 보다 더 바람직하게는 1000 cm-1 미만 또는 심지어 500 cm-1 미만이다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 실온에서 10 wt%의 유기 분자를 갖는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 막 내에서, 가시광선 또는 자외선 가까운 범위, 즉 380 내지 800 nm의 파장 범위에서 방출 피크를 보이며, 반치전폭은 0.50 eV 미만, 바람직하게는 0.48 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.45 eV 미만, 보다 더 바람직하게는 0.43 eV 미만 또는 심지어 0.40 eV 미만이다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 % 단위의 광루미네선스 양자 수율(PLQY)을 방출된 빛의 CIEy 색 좌표로 나누어 계산한 "청색 원료 지수"(BMI)를 가지며, 그 값은 150 이상, 특히 200 이상, 바람직하게는 250 이상, 보다 바람직하게는 300 이상 또는 심지어 500 이상이다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 에너지 EHOMO를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도를 갖는데, 그 에너지는 -6.1 eV보다 크고, 바람직하게는 -6.0 eV보다 크며, 보다 바람직하게는 내지 -5.9 eV 또는 심지어 -5.8 eV보다 크다.
궤도 및 여기 상태 에너지는 실험적 방법 또는 양자-화학적 방법을 이용하는 계산, 특히 밀도 함수 이론 계산에 의해 결정될 수 있다. 최고준위 점유 분자궤도 EHOMO의 에너지는 0.1 eV의 정확도를 갖는 순환 전압 전류법으로 측정하여 당업자에게 알려진 방법에 의해 결정된다. 최저준위 점유 분자궤도 ELUMO의 에너지는 흡수 스펙트럼의 시작으로서 결정된다.
흡수 스펙트럼의 시작은 흡수 스펙트럼의 접선과 x축의 교차점을 계산하여 결정된다. 흡수 스펙트럼의 접선은 흡수 대역의 저 에너지측 및 흡수 스펙트럼의 최고 강도의 반치 지점에서 설정된다.
첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는 저온, 일반적으로 77 K에서 방출 스펙트럼의 시작으로부터 결정된다. 첫 번째 여기된 단일항 상태 및 최저준위 삼중항 상태가 > 0.4 eV만큼 에너지적으로 분리되는 호스트 화합물의 경우, 인광은 보통 2-Me-THF, 정상 상태 스펙트럼에서 보인다. 따라서, 상기 삼중항 에너지는 인광 스펙트럼의 시작에 따라 결정될 수 있다. TADF 에미터 분자의 경우, 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는 77 K에서 지연 방출 스펙트럼의 시작으로부터 결정되고, 만약 다른 언급이 없다면 에미터의 중량이 10%인 PMMA의 막에서 측정된다. 호스트 및 에미터 화합물 모두는, 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1의 에너지는 방출 스펙트럼의 시작으로부터 결정되고, 만약 다른 언급이 없다면 호스트 또는 에미터 화합물의 중량이 10%인 PMMA의 막에서 측정된다. 방출 스펙트럼의 시작은 방출 스펙트럼의 접선과 x축의 교차점을 계산하여 결정된다. 상기 방출 스펙트럼의 접선은 방출 대역의 고에너지측, 즉 높은 에너지 값에서 낮은 에너지 값으로 이동함으로써 방출 대역이 상승하는 지점 및 방출 스펙트럼의 최대 에너지의 반값에서 설정된다.
본 발명의 또 다른 양태는, 2-(Hala-치환 플루오로페닐)-4,6-RN-1,3,5-트라아진이 다음과 같이 반응물로서 사용되는 본 발명에 따른 유기 분자를 제조하는 방법(임의적인 후속 반응 포함)에 관한 것이다:
Figure 112018124715441-pat00054
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 유기 분자의 합성 반응에서 (임의의 후속 반응 포함) 보론산 에스테르(boronic acid ester)가 보론산 대신에 사용될 수 있다.
일반적으로, Pd2(dba)3 (트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0))이 Pd 촉매로서 사용되지만, 대안들이 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 리간드는 에스-포스 ([2-디시클로헥실포시노-2',6'-디메톡시-1,1'-비페닐]; 또는 에스포스), 엑스-포스 (2-(디시클로헥실포스피노)-2'',4'',6''-트리이소프로필비페닐; 또는 엑스포스), 및 P(Cy)3 (트리시클로헥실포스핀)으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 염(salt)은, 예를 들어, 삼 염기성 인산 칼륨 및 아세트산 칼륨으로부터 선택되며, 용매는 톨루엔 또는 디옥산과 같은 순수 용매이거나 톨루엔/디옥산/물 또는 디옥산/톨루엔과 같은 혼합물일 수 있다. 당업자는 Pd 촉매, 리간드, 염 및 용매의 어떤 조합이 고 반응 수율을 생성하는지 결정할 수 있다.
E0-0을 상업적으로 이용할 수 없는 경우, 대응하는 보론산 피나콜 에스테르를 다음 반응식에 따라 합성할 수 있다:
Figure 112018124715441-pat00055
E0은 다음의 합성 루트를 통해 합성할 수 있다:
Figure 112018124715441-pat00056
대안적으로, 본 발명에 따른 유기 분자(임의의 후속 반응 포함)는 다음의 합성 루트를 통해 합성할 수 있다(E ALT 가 반응물로서 사용됨):
Figure 112018124715441-pat00057
대안적으로, Z0은 다음의 합성 루트를 통해 합성할 수 있다((RS)3L-페닐보론산 또는 -에스테르가 반응물로서 사용됨):
Figure 112018124715441-pat00058
대안적으로, 유기 분자는 다음과 같이 만들 수 있다:
Figure 112018124715441-pat00059
다른 합성 방법은, 아릴 할라이드 또는 아릴 슈도할라이드, 바람직하게는 아릴 브로마이드, 아릴 아이오다이드, 아릴 트리플레이트 또는 아릴 토실레이트에 구리- 또는 팔라듐- 촉매 결합을 통한 질소 헤테로사이클의 도입을 포함한다.
친핵성 방향족 치환에서 질소 헤테로사이클을 아릴 할라이드, 바람직하게는 아릴 플루오라이드와 반응시킬 때의 전형적인 조건은, 디메틸 설폭사이드(DMSO) 또는 N,N-디메틸포름아미드(DMF)와 같은 비양성자성 극성용매 내에서 3염기 인산칼륨 또는 수소화나트륨과 같은 염기의 사용을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 광전자 장치에서 발광 에미터 또는 흡수재 및/또는 호스트 재료 및/또는 전자 수송 재료 및/또는 홀정공 주입 재료 및/또는 홀정공 차단 재료로서 본 발명에 따른 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
상기 광전자 장치는, 가장 넓은 의미로는, 가시광선 또는 자외선(UV) 가까운 범위, 즉 380 내지 800 nm의 파장 범위에서 빛을 방출하기에 적합한 유기 물질을 기초로 한 임의의 장치로서 이해될 수 있다. 더 바람직하게는, 광전자 장치는 400 내지 800 nm의 가시 범위에서 빛을 방출할 수 있다.
이러한 용도의 맥락에 있어서, 상기 광전자 장치는 특히,
· 유기 발광 다이오드 (OLEDs),
· 발광 전기화학 전지,
· OLED 센서(특히, 밀봉 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서),
· 유기 다이오드,
· 유기 태양전지,
· 유기 트랜지스터,
· 유기 전계-효과 트랜지스터,
· 유기 레이저 및
· 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
이와 같은 용도의 바람직한 구현예에서, 상기 광전자 장치는 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC) 및 발광 트랜지스터로 이루어지는 군으로부터 선택된 장치이다.
상기 용도의 경우, 광전자 장치, 특히 OLED에서의 방출층에서 본 발명에 따른 유기 분자의 분율은 1 내지 99 wt%, 보다 구체적으로 5 내지 80 wt%이다. 또 다른 구현예에서, 방출층에서의 상기 유기 분자의 분율은 100 wt%이다.
일 구현예에서, 상기 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자뿐만 아니라 삼중항 (T1) 및 단일항 (S1) 에너지 준위가 상기 유기 분자의 삼중항 (T1) 및 단일항 (S1)보다 에너지적으로 더 높은 호스트 재료를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는
(a) 본 발명에 따른 적어도 하나의 유기 분자(특히, 에미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자),
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 다른 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 재료, 및
(c) 선택적인 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매를 포함하거나 이들로 이루어지는 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 발광층은
(a) 본 발명에 따른 적어도 하나의 유기 분자(특히, 에미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자),
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 다른 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 재료, 및
(c) 선택적인 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매를 포함하거나 이들로 이루어지는 조성물을 포함한다.
특히, 바람직하게는 상기 발광층 EML은
(i) 1 내지 50 wt%, 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 보다 구체적으로는 10 내지 30 wt%의 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자;
(ii) 5 내지 99 wt%, 바람직하게는 30 내지 94.9 wt%, 보다 구체적으로는 40 내지 89 wt%의 적어도 하나의 호스트 화합물 H;
(iii) 선택적으로, 0 내지 94 wt%, 바람직하게는 0.1 내지 65 wt%, 보다 구체적으로는 1 내지 50 wt%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 적어도 하나의 추가적인 호스트 화합물 D;
(iv) 선택적으로, 0 내지 94 wt%, 바람직하게는 0 내지 65 wt%, 보다 구체적으로는 0 내지 50 wt%의 용매; 및
(v) 선택적으로 0 내지 30 wt%, 보다 구체적으로는 0 내지 20 wt%, 바람직하게는 0 내지 5 wt%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 적어도 하나의 추가적인 에미터 분자 F를 갖거나 이로 이루어지는 조성물을 포함한다(또는 조성물로 (필수적으로) 이루어진다).
바람직하게는, 에너지는 호스트 화합물 H로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자로 이동될 수 있으며, 특히 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 3중항 상태 T1(H)으로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(E)으로, 및/또는 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(H)으로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(E)으로 이동될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 발광층 EML은
(i) 1 내지 50 wt%, 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 보다 구체적으로는 10 내지 30 wt%의 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자;
(ii) 5 내지 99 wt%, 바람직하게는 30 내지 94.9 wt%, 보다 구체적으로는 40 내지 89 wt%의 하나의 호스트 화합물 H;
(iii) 선택적으로 0 내지 94 wt%, 바람직하게는 0.1 내지 65 wt%, 보다 구체적으로는 1 내지 50 wt%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 적어도 하나의 추가적인 호스트 화합물 D;
(iv) 선택적으로, 0 내지 94 wt%, 바람직하게는 0 내지 65 wt%, 보다 구체적으로는 0 내지 50 wt%의 용매; 및
(v) 선택적으로 0 내지 30 wt%, 보다 구체적으로는 0 내지 20 wt%, 바람직하게는 0 내지 5 wt%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 적어도 하나의 추가적인 에미터 분자 F를 갖거나 이로 이루어지는 조성물을 포함한다(또는 조성물로 (필수적으로) 이루어진다).
일 구현예에서, 상기 호스트 화합물 H는 -5 내지 -6.5 eV 범위에서 에너지 EHOMO (H)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)를 가지며, 적어도 하나의 추가적인 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(D)를 가지며, 여기서 EHOMO(H) > EHOMO(D)이다.
또 다른 구현예에서, 상기 호스트 화합물 H는 에너지 ELUMO(H)를 갖는 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(H)를 가지며, 적어도 하나의 추가적인 호스트 화합물 D는 에너지 ELUMO(D)를 갖는 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(D)를 가지며, 여기서 ELUMO(H) > ELUMO(D)이다.
일 구현예에서, 상기 호스트 화합물 H는 에너지 EHOMO(H)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H) 및 에너지 ELUMO(H)를 갖는 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(H)를 가지며,
적어도 하나의 추가적인 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(D) 및 에너지 ELUMO(D)를 갖는 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(D)를 가지며,
본 발명에 따른 유기 분자는 에너지 EHOMO(E)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(E) 및 에너지 ELUMO(E)를 갖는 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(E)를 가지며,
EHOMO(H) > EHOMO(D)이고, 본 발명에 따른 유기 분자의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(E)의 에너지 준위(EHOMO (E))와 호스트 화합물 H의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)의 에너지 준위(EHOMO(H)) 사이의 에너지 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1 eV 사이이며,
ELUMO(H) > ELUMO(D)이고, 본 발명에 따른 유기 분자의 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(E)의 에너지 준위(ELUMO(E))와 적어도 하나의 추가적인 호스트 화합물 D의 최저준위 점유 분자 궤도 LUMO(D)의 에너지 준위(ELUMO(D)) 사이의 에너지 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 더욱 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1 eV 사이이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 유기 분자 또는 여기서 기술한 타입의 조성물을 포함하는 광전자 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED 센서(특히, 밀봉 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서), 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계-효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택된 장치에 관한 것이다.
바람직한 구현예에 있어서, 상기 광전자 장치는 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC) 및 발광 트랜지스터로 이루어지는 군으로부터 선택된 장치이다.
본 발명의 광전자 장치의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 발광층 EML에서 방출 재료로서 사용된다.
본 발명의 광전자 장치의 일 구현예에서, 상기 발광층 EML은 여기서 기술한 본 발명에 따른 조성물로 이루어진다.
예시적으로, 상기 광전자 장치가 OLED일 때, 다음의 층 구조를 나타낼 수 있다:
1. 기판
2. 애노드(anode)층 A
3. 홀정공 주입층, HIL
4. 홀정공 수송층, HTL
5. 전자 차단층, EBL
6. 발광층, EML
7. 홀정공 차단층, HBL
8. 전자 수송층, ETL
9. 전자 주입층, EIL
10. 캐소드(cathode)층
(OLED는 HIL, HTL, EBL, HBL, ETL 및 EIL로 이루어지는 군으로부터 선택된 각각의 층을 포함하고, 단지 선택적으로는, 상이한 층이 병합될 수 있고, OLED는 상기 정의된 각각의 층으로 이루어진 하나 이상의 층을 포함할 수 있음).
또한, 상기 광전자 장치는, 예를 들어, 습기, 증기 및/또는 가스를 포함하는 환경에서 유해한 종으로부터 노출에 대한 손상을 방지하는 장치를 보호하기 위한, 하나 이상의 보호층을 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 광전자 장치는 다음의 역전된 층 구조를 나타내는 OLED이다:
1. 기판
2. 캐소드(cathode)층
3. 전자 주입층, EIL
4. 전자 수송층, ETL
5. 홀정공 차단층, HBL
6. 발광층, EML
7. 전자 차단층, EBL
8. 홀정공 운반층, HTL
9. 홀정공 주입층, HIL
10. 애노드(anode)층 A
(역전된 층 구조를 갖는 OLED는 HIL, HTL, EBL, HBL, ETL 및 EIL로 이루어지는 군으로부터 선택된 각각의 층을 포함하고, 단지 선택적으로는, 상이한 층이 병합될 수 있고, OLED는 상기 정의된 각각의 층으로 이루어진 하나 이상의 층을 포함할 수 있음).
본 발명의 일 구현예에서, 상기 광전자 장치는 적층된 구조를 나타낼 수 있는 OLED이다. 이 구조에서, OLED가 옆으로 나란히 배치되는 전형적인 배열과 달리 각각의 소자는 서로 위아래로 적층된다. 혼합된 빛은 적층 구조를 나타내는 OLED로 생성될 수 있고, 특히 백색광은 청색, 녹색 및 적색 OLED를 적층하여 생성될 수 있다. 또한, 적층 구조를 나타내는 상기 OLED는 전형적으로 2개의 OLED 서브유닛들 사이에 위치하고, 전형적으로 애노드층에 더 가까이 위치하는 하나의 전하 생성층 CGL의 n-도핑된 층을 갖는 n-도핑 및 p-도핑된 층으로 이루어지는 전하 생성층(CGL)을 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 광전자 장치는 애노드와 캐소드 사이에 2개 이상의 발광층을 포함하는 OLED이다. 특히, 소위 탠덤(tandem) OLED로 불리는 상기 OLED는 3개의 방출층(적색광을 방출하는 방출층, 녹색광을 방출하는 방출층 및 청색광을 방출하는 방출층)을 포함하고, 각각의 방출층 사이에서 전하 생성층, 차단층 또는 수송층과 같은 추가의 층을 선택적으로 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 방출층은 인접하여 적층된다. 또 다른 구현예에서, 상기 탠덤 OLED는 각각의 두 방출층 사이에 전하 생성층을 포함한다. 또한, 전하 생성층에 의해 분리된 인접한 방출층 또는 각각의 방출층은 합쳐질 수 있다.
상기 기판은 임의의 재료 또는 재료의 조성물로 형성될 수 있다. 유리 슬라이드가 기판으로 가장 자주 사용된다. 대안으로, 박막 금속층(예를 들어, 구리, 금, 은 또는 알루미늄 막), 또는 플라스틱 막 또는 슬라이드가 사용될 수 있다. 이는 가요성을 향상시킨다. 상기 애노드층 A는 (필수적으로) 투명한 막을 수득할 수 있는 재료로 대부분 이루어진다. 상기 OLED에서 빛이 방출되기 위해서는, 두 전극 중 적어도 하나는 (필수적으로) 투명해야 하므로, 상기 애노드층 A 또는 상기 캐소드층 C 중 하나는 투명하다. 바람직하게, 상기 애노드층 A는 높은 함량의 투명 전도성 산화물(TCOs)을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 이러한 애노드층 A는, 예를 들어, 산화 인듐 주석, 산화 알루미늄 아연, 플루오린이 도핑된 산화 주석, 산화 인듐 아연, PbO, SnO, 산화 지르코늄, 산화 몰리브덴, 산화 바나듐, 산화 볼프람, 그레파이트, 도핑된 Si, 도핑된 Ge, 도핑된 GaAs, 도핑된 폴리아닐린, 도핑된 폴리피롤 및/또는 도핑된 폴리티오펜을 포함한다.
특히, 바람직하게는, 애노드층 A는 (필수적으로) 산화 인듐 주석(ITO)(예: (InO3)0.9(SnO2)0.1)로 이루어진다. 상기 투명 전도성 산화물(TCO)에 의한 애노드층 A의 거칠기는 홀정공 주입층 (HIL)을 사용하여 보완할 수 있다. 또한, 준 전하 캐리어의 TCO로부터 홀정공 수송층 (HTL)으로의 수송이 용이해진다는 점에서 상기 HIL은 준 전하 캐리어(즉, 홀정공)의 주입을 용이하게 할 수 있다. 상기 홀정공 주입층(HIL)은 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 폴리스티렌설포네이트(PSS), MoO2, V2O5, CuPC 또는 CuI, 특히 PEDOT와 PSS의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 홀정공 주입층(HIL)은 또한 상기 애노드층 A로부터 홀정공 수송층(HTL) 내로의 금속 확산을 방지할 수 있다. 상기 HIL은, 예를 들어, PEDOT:PSS (폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜:폴리스티렌설포네이트), PEDOT (폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜), mMTDATA (4,4′,4′'′'-트리스[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD (2,2′,7,7′'-테트라키스(n,n-디페닐아미노)-9,9'-스피로바이플루오렌), DNTPD (N1,N1'-(바이페닐-4,4'-다이일)비스(N1-페닐-N4,N4-다이-m-톨릴벤젠-1,4-다이아민), NPB (N,N'-비스-(1-나프탈레닐)-N,N'-비스-페닐-(1,1'-바이페닐)-4,4'-디아민), NPNPB (N,N'-디페닐-N,N'-디-[4-(N,N-디페닐-아미노)페닐]벤지딘), MeO-TPD (N,N,N′,N′'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤지딘), HAT-CN (1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카보니트릴), 및/또는 스피로-NPD (N,N′'-디페닐-N,N′'-비스-(1-나프틸)-9,9′'-스피로바이플루오렌-2,7-디아민)을 포함한다.
상기 애노드층 A 또는 홀정공 주입층(HIL)에 인접하여 전형적으로 홀정공 수송층(HTL)이 위치한다. 여기서, 임의의 홀정공 수송 화합물이 사용될 수 있다. 예시적으로, 트리아릴아민 및/또는 카바졸과 같이 전자가 풍부한 헤테로방향족 화합물은 홀정공 수송 화합물로 사용될 수 있다. 상기 HTL은 상기 애노드층 A와 상기 발광층 EML 사이의 에너지 장벽을 감소시킬 수 있다. 상기 홀정공 수송층(HTL)은 또한 전자 차단층(EBL)일 수 있다. 바람직하게는, 홀정공 수송 화합물은 그것의 삼중항 상태 T1의 비교적 높은 에너지 준위를 갖는다. 예시적으로 상기 홀정공 운반층(HTL)은 트리스(4-카바졸일-9-일페닐)아민 (TCTA), 폴리-TPD (폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), [알파]-NPD (폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), TAPC (4,4'-사이클로헥실리덴-비스[N,N-비스(4-메틸페닐)벤젠아민]), 2-TNATA (4,4′,4′'′'-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN 및/또는 트리스Pcz (9,9'-디페닐-6-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H,9'H-3,3'-바이카바졸)와 같은 별 모양의 헤테로사이클을 포함할 수 있다. 또한, 상기 HTL은 유기 홀정공 수송 매트릭스 내에서 무기 또는 유기 도펀트(dopant)로 이루어지는 p-도핑된 층을 포함할 수 있다. 산화 바나듐, 산화 몰리브덴 또는 산화 텅스텐과 같은 전이금속 산화물을 무기 도펀트의 예시로 사용할 수 있다. 테트라플루오로테트라사이아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 구리 펜타플루오로벤조에이트(Cu(I)pFBz) 또는 전이금속 복합체를 유기 도펀트의 예시로 사용할 수 있다.
상기 EBL은, mCP (1,3-비스 (카바졸-9-일)벤젠), TCTA, 2-TNATA, mCBP (3,3-디(9H-카바졸-9-일)비페닐), SiMCP (3,5-디(9H-카바졸-9-일)페닐]트리페닐실란), DPEPO, 트리스-Pcz, CzSi (9-(4-tert-부틸페닐)-3,6-비스(트리페닐실릴)-9H-카바졸) 및/또는 DCB (N,N'-디카바졸릴-1,4-디메틸벤젠)을 예시적으로 포함할 수 있다.
상기 홀정공 수송층(HTL)에 인접하여, 전형적으로, 상기 발광층 EML이 위치한다. 상기 발광층 EML은 적어도 하나의 발광 분자를 포함한다. 특히, 상기 EML은 본 발명에 따른 적어도 하나의 발광 분자를 포함한다. 일 구현예에서, 상기 발광층은 본 발명에 따른 상기 유기 분자만을 포함한다. 전형적으로, 상기 EML은 추가적으로 하나 이상의 호스트 재료를 포함한다. 예시적으로, 상기 호스트 재료는 CBP (4,4'-비스-(N-카바졸릴)-바이페닐), mCP, mCBP, Sif87 (디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), CzSi, SimCP ([3,5-디(9H-카바졸-9-yl)페닐]트리페닐실란), Sif88 (디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란), DPEPO (비스[2-(디페닐포스피노)페닐] 에터 옥사이드), 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조퓨라닐)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸, T2T (2,4,6-트리스(바이페닐-3-일)-1,3,5-트리아진), T3T (2,4,6-트리스(트리페닐-3-일)-1,3,5-트리아진) 및/또는 TST (2,4,6-트리스(9,9′'-스피로바이플루오렌-2-일)-1,3,5-트리아진)로부터 선택된다. 상기 호스트 재료는 상기 유기 분자의 제1 삼중항(T1) 및 제1 단일항(S1) 에너지 준위보다 에너지적으로 더 높은 제1 삼중항(T1) 및 제1 단일항(S1) 에너지 준위를 나타내기 위해 전형적으로 선택되어야 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 EML은 적어도 하나의 홀정공-우성 호스트 및 전자-우성 호스트를 갖는 소위 혼합-호스트 시스템(mixed-host system)을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 EML은 본 발명에 따른 정확히 하나의 발광 분자와, 전자-우성 호스트로서의 T2T, 및 홀정공-우성 호스트로서의 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디 벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조 퓨라닐)페닐]-9H-카바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸로부터 선택된 호스트로 이루어지는 혼합-호스트 시스템을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 상기 EML은 50 내지 80 wt%, 바람직하게는 60 내지 75 wt%의 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조퓨라닐)페닐]-9H-카바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸로부터 선택되는 호스트; 10 내지 45 wt%, 바람직하게는 15 내지 30 wt%의 T2T; 및 5 내지 40 wt%, 바람직하게는 10 내지 30 wt%의 본 발명에 따른 발광 분자를 포함한다.
상기 발광층 EML에 인접하여 전자 수송층(ETL)이 위치할 수 있다. 여기서, 임의의 전자 수송체가 사용될 수 있다. 예시적으로, 벤즈이미다졸, 피리딘, 트리아졸, 옥사디아졸 (예: 1,3,4- 옥사디아졸), 포스핀옥사이드 및 술폰과 같은 전자가 거의 없는 화합물이 사용될 수 있다. 전자 수송체는 또한 1,3,5-트리(1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)페닐(TPBi)과 같은 별 모양의 헤테로사이클 일 수 있다. 상기 ETL은 NBphen (2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3 (알루미늄-트리스(8-하이드록시퀴놀린)), TSPO1 (디페닐-4-트리페닐실릴페닐-포스피녹사이드), BPyTP2 (2,7-디(2,2'-바이피리딘-5-일)트리페닐), Sif87 (디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), Sif88 (디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란), BmPyPhB (1,3-비스[3,5-디(피리딘-3-일)페닐]벤젠) 및/또는 BTB (4,4'-비스-[2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진일)]-1,1'-바이페닐)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 ETL은 Liq와 같은 물질로 도핑될 수 있다. 상기 전자 수송층(ETL)은 또한 홀정공을 차단할 수 있거나 홀정공 차단층(HBL)이 도입될 수 있다.
상기 HBL은, BCP (2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10- 페난트롤린 = 바토커프로인), BAlq (비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀린)-(4-페닐페녹시)알루미늄), NBphen (2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3 (알루미늄-트리스(8-하이드록시퀴놀린)), TSPO1 (디페닐-4-트리페닐실릴페닐-포스피녹사이드), T2T (2,4,6-트리스(바이페닐-3-일)-1,3,5-트리아진), T3T (2,4,6-트리스(트리페닐-3-일)-1,3,5-트리아진), TST (2,4,6-트리스(9,9'-스피로바이플루오렌-2-일)-1,3,5-트리아진) 및/또는 TCB/TCP (1,3,5-트리스(N-카바졸릴)벤졸/1,3,5-트리스(카바졸)-9-일)벤젠)를 예시로 포함할 수 있다.
상기 전자 수송층(ETL)에 인접하여 캐소드층 C가 위치할 수 있다. 예시적으로, 상기 캐소드층 C는 금속(예: Al, Au, Ag, Pt, Cu, Zn, Ni, Fe, Pb, LiF, Ca, Ba, Mg, In, W, 또는 Pd) 또는 금속 합금을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 실질적인 이유로, 상기 캐소드층은 Mg, Ca 또는 Al과 같은 (필수적으로) 불투명 금속으로 이루어질 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 캐소드층 C는 흑연 및/또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 상기 캐소드층 C는 나노-스케일의 은 전선으로 이루어질 수도 있다.
OLED는 상기 전자 수송층(ETL)과 상기 캐소드층 C(전자 주입층(EIL)으로 지칭될 수 있음) 사이에 보호층을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이 층은 리튬 플루오라이드, 세슘 플루오라이드, 은, Liq(8-하이드록시퀴놀리놀라토리튬), Li2O, BaF2, MgO 및/또는 NaF를 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 전자 수송층(ETL) 및/또는 홀정공 차단층(HBL)은 하나 이상의 호스트 화합물을 포함할 수도 있다.
상기 발광층 EML의 방출 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 추가로 변경하기 위해, 상기 발광층 EML은 하나 이상의 추가 에미터 분자 F를 더 포함할 수 있다. 이러한 에미터 분자 F는 당업계에 알려진 임의의 에미터 분자 일 수 있다. 바람직하게는, 이러한 에미터 분자 F는 본 발명에 따른 분자의 구조와 다른 구조를 갖는 분자이다. 상기 에미터 분자 F는 선택적으로 TADF 에미터일 수 있다. 대안적으로, 상기 에미터 분자 F는 선택적으로 발광층 EML의 방출 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 변경할 수 있는 형광 및/또는 인광 에미터 분자 일 수 있다. 예시적으로, 상기 삼중항 및/또는 단일항 여기자(exciton)는 본 발명에 따른 에미터 분자로부터 에미터 분자 E에 의해 방출된 빛과 비교하여 전형적으로 적색-편이된(red-shifted) 빛을 방출함으로써 바닥 상태 S0로 완화되기 이전에 에미터 분자 F로 전달 될 수 있다. 선택적으로, 상기 에미터 분자 F는 또한 2-광자 효과(즉, 최대 흡수 에너지 절반의 광자 두 개의 흡수)를 유발할 수 있다.
선택적으로, 광전자 장치(예: OLED)는 필수적으로 백색 광전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 이러한 백색 광전자 장치는 적어도 하나의 (진한) 청색 에미터 분자 및 녹색 및/또는 적색광을 방출하는 하나 이상의 에미터 분자를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기술한 바와 같이 둘 이상의 분자 사이에 선택적으로 에너지 투과가 있을 수도 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 특정 맥락에서 좀 더 구체적으로 정의되지 않으면, 방출된 및/또는 흡수된 빛의 색 지정은 다음과 같다:
보라색: >380-420 nm의 파장 범위;
진한 청색: >420-480 nm의 파장 범위;
하늘색: >480-500 nm의 파장 범위;
녹색: >500-560 nm의 파장 범위;
노랑색: >560-580 nm의 파장 범위;
주황색: >580-620 nm의 파장 범위;
적색: >620-800 nm의 파장 범위.
에미터 분자와 관련하여, 이러한 색은 최대 방출을 의미한다. 따라서, 예시적으로, 진한 청색 에미터는 >420 내지 480 nm의 범위에서 최대 방출을 보이며, 하늘색 에미터는 >480 내지 500 nm의 범위에서 최대 방출을 보이며, 녹색 에미터는 >500 내지 560 nm의 범위에서 최대 방출을 보이며, 적색 에미터는 >620 내지 800 nm의 범위에서 최대 방출을 보인다.
진한 청색 에미터는, 바람직하게는 480 nm 이하에서 최대 방출을 보일 수 있으며, 더 바람직하게는 470 nm 이하, 보다 더 바람직하게는 465 nm 또는 심지어 460 nm 이하에서 최대 방출을 할 수 있다. 또한, 진한 청색 에미터는 전형적으로는 420 nm 이상, 바람직하게는 430 nm 이상, 더 바람직하게는 440 nm 또는 심지어 450 nm 이상에서 최대 방출을 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 1000 cd/m2에서 외부 양자 효율이 8% 이상, 보다 바람직하게는 10% 이상, 보다 더 바람직하게는 13% 이상, 더욱 더 바람직하게는 15% 이상 또는 심지어 20% 이상을 나타내고/나타내거나, 420 nm 내지 500 nm, 바람직하게는 430 nm 내지 490 nm, 보다 바람직하게는 440 nm 내지 480 nm, 보다 더 바람직하게는 450 nm 내지 470 nm 사이에서 최대 방출을 나타내고/나타내거나, 500 cd/m2에서 LT80 값이 100 시간 이상, 바람직하게는 200 시간 이상, 보다 바람직하게는 400 시간 이상, 보다 더 바람직하게는 750 시간 이상 또는 심지어 1000 시간 이상을 나타내는 OLED에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 0.45 미만, 바람직하게는 0.30 미만, 보다 바람직하게는 0.20 미만 또는 보다 더 바람직하게는 0.15 미만 또는 심지어 0.10 미만의 CIEy 색 좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는, 뚜렷한 색 점에서 빛을 방출하는 OLED에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 OLED는 좁은 방출 대역(작은 반치전폭 (FWHM))을 갖는 빛을 방출한다. 일 양태에서, 본 발명에 따른 상기 OLED는 0.50 eV 미만, 바람직하게는 0.48 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.45 eV 미만, 보다 더 바람직하게는 0.43 eV 미만 또는 심지어 0.40 eV 미만의 주 방출 피크의 반치전폭 FWHM을 갖는 빛을 방출한다.
본 발명의 또 다른 양태는, ITU-R 권장사항 BT.2020(Rec. 2020)에 정의되어 있는 파랑 원색(CIEx = 0.131, CIEy = 0.046)의 색 좌표 CIEx(= 0.131) 및 CIEy(= 0.046)에 가까운 색 좌표 CIEx 및 CIEy를 갖는 빛을 방출하고, 따라서 Ultra High Definition (UHD) 디스플레이(예: UHD-TV)에 사용하기에 적합한 OLED에 관한 것이다. 상업적 사용에 있어서, 전형적으로 상부-방출(상부-전극은 투명함) 장치가 사용되는 반면, 본 발명에서 사용되는 test용 장치는 하부-방출 장치(하부-전극 및 기판은 투명함)를 나타낸다. 청색 장치의 CIEy 색 좌표는 CIEx가 거의 변하지 않은 채로 하부-방출 장치에서 상부-방출 장치로 변할 때 2배까지 감소될 수 있다(Okinaka 외 (2015), 22.1: 초청 논문: OLED에서 저전압 달성을 위한 새로운 형광 청색 호스트 물질, SID Symposium Digest of Technical Papers, 46; doi:10.1002/sdtp.10480). 따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 0.02 내지 0.30, 바람직하게는 0.03 내지 0.25, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.20 또는 보다 더 바람직하게는 0.08 내지 0.18 또는 심지어 0.10 내지 0.15 사이의 CIEx 색 좌표 및/또는 0.00 내지 0.45, 바람직하게는 0.01 내지 0.30, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.20 또는 보다 더 바람직하게는 0.03 내지 0.15 또는 심지어 0.04 내지 0.10 사이의 CIEy 색 좌표의 방출이 나타나는 OLED에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 광전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 이 경우, 본 발명의 유기 분자가 사용된다.
상기 광전자 장치, 특히 본 발명에 따른 OLED는 증기 증착법 및/또는 액상 처리법 중 임의의 방법으로 생산될 수 있다. 따라서, 적어도 한 개의 층은
- 승화법에 의해 제조될 수 있고,
- 유기 기상증착법에 의해 제조될 수 있고,
- 수송체 기체 승화법에 의해 제조될 수 있고,
- 용액 처리법 또는 프린팅법에 의해 제조될 수 있다.
상기 광전자 장치, 특히 본 발명에 따른 OLED를 제조하기 위한 방법들은 당업계에 공지되어 있다. 상기 상이한 층들은 후속 증착 공정에 의해 적합한 기판 상에 각각 그리고 연속적으로 증착된다. 각각의 층들은 동일하거나 상이한 증착 방법을 이용하여 증착될 수 있다.
증기증착 공정은 예시적으로 열(공)증착법, 화학적 기상증착법 및 물리적 기상증착법을 포함한다. 능동형 OLED(AMOLED) 디스플레이의 경우, AMOLED 뒤판이 기판으로 사용된다. 각각의 층은 적절한 용매를 사용하는 용액 또는 분산액으로부터 처리될 수 있다. 용액침착법은 예시적으로 스핀 코팅법 (spin coating), 딥 코팅법 (dip coating) 및 제트 프린팅법 (jet printing)을 포함한다. 액상 처리법은 불활성 대기(예: 질소 대기)에서 선택적으로 수행될 수 있으며, 용매는 당업계에 알려진 방법에 의해 선택적으로 완전히 또는 부분적으로 제거될 수 있다.
실시예
일반적 합성의 개략도 I
Figure 112018124715441-pat00060
AAV1 합성의 일반적 절차:
Figure 112018124715441-pat00061
E0 (1 당량), 이에 대응하는 공여체 분자 D-H (1.00 당량) 및 3염기칼륨 (2.00 당량)을 질소 대기하에 DMSO 내에서 현탁시키고, 120℃(3~16 시간)에서 교반한다. 후속하여, 반응 혼합물을 과량의 물에 부어 생성물을 침전시킨다. 침전물을 걸러내고, 물로 세척한 후 진공 하에서 건조시킨다. 상기 조생성물을 재결정화에 의해서 또는 플래시 크로마토그래피에 의해 정제한다. 고체 생성물 Z0을 수득한다.
특히, 상기 공여체 분자 D-H는 3,6-치환된 카바졸 (예: 3,6-디메틸카바졸, 3,6-디페닐카바졸, 3,6-디-터트-부틸카바졸), 2,7-치환된 카바졸 (예: 2,7-디메틸카바졸, 2,7-디페닐카바졸, 2,7-디-터트-부틸카바졸), 1,8-치환된 카바졸 (예: 1,8-디메틸카바졸, 1,8-디페닐카바졸, 1,8-디-터트-부틸카바졸), 1-치환된 카바졸 (예: 1-메틸카바졸, 1-페닐카바졸, 1-터트-부틸카바졸), 2-치환된 카바졸 (예: 2-메틸카바졸, 2-페닐카바졸, 2-터트-부틸카바졸) 또는 3-치환된 카바졸 (예: 3-메틸카바졸, 3-페닐카바졸, 3-터트-부틸카바졸)이다.
예시적으로, 할로겐-치환된 카바졸, 특히 3-브로모카바졸이 D-H로 사용될 수 있다.
후속 반응에서, 보론산 에스터 작용기 또는 보론산 작용기는 D-H를 통해, 예를 들어, 비스(피나콜라토)디보론 (CAS No. 73183-34-3)과의 반응을 통해 도입된 하나 이상의 할로겐 치환기의 위치에 예시적으로 도입되어 상기 대응하는 카바졸-3-일보론산 에스터 또는 카바졸-3-일보론산을 생성할 수 있다. 이어서, 상기 대응하는 할로겐화 반응물 Ra-Hal, 바람직하게는 Ra-Cl 및 Ra-Br와의 커플링 반응을 통해 하나 이상의 치환기 Ra가 상기 보론산 에스터기 또는 보론산기 대신에 도입될 수 있다.
대안적으로는, 하나 이상의 치환기 Ra는 D-H를 통해, 즉 치환기 Ra [Ra-B(OH)2]의 보론산 또는 대응하는 보론산 에스터와의 반응을 통해 도입된 하나 이상의 할로겐 치환기의 위치에 도입될 수 있다.
AAV2 합성의 일반적 절차:
Figure 112018124715441-pat00062
Z1 (1.00 당량), (트리페닐실릴)페닐보론산 (1.10 당량), Pd2(dba)3 (0.01 당량), 2-(디시클로헥실포스피노)-2′',4'',6'′'-트리이소프로필비페닐 (엑스-포스) (0.04 당량) 및 3염기 인산칼륨 (2.50 당량)을 질소 대기하에서 110℃의 진공의 톨루엔/물 (비율 10:1) 내에서 반응이 끝날 때까지 교반한다(GC/MS를 사용해 모니터링하며, 일반적으로 12 시간 내에 종료됨). 후속하여, 반응 혼합물에 셀라이트 및 활성탄을 첨가하고 110℃에서 10 분간 교반한다. 현탁액을 고온 여과하고, 필터 케이크를 뜨거운 톨루엔으로 세척한 다음, 여액을 농축한다. 수득한 조생성물을 플래스 크로마토그래피 또는 재결정화를 통해 정제하여 고체 Z1을 수득한다.
AAV3 합성의 일반적 절차:
Figure 112018124715441-pat00063
Z1 (1.00 당량), 3-(트리페닐게르밀)페닐보론산 (1.10 당량), Pd2(dba)3 (0.01 당량), 2-(디시클로헥실포스피노)-2′',4'',6'′'-트리이소프로필비페닐 (엑스-포스) (0.04 당량) 및 3염기 인산칼륨 (2.50 당량)을 질소 대기하에서 110℃의 진공의 톨루엔/물 (비율 10:1) 내에서 반응이 끝날 때까지 교반한다(GC/MS를 사용해 모니터링하며, 일반적으로 12 시간 내에 종료됨). 후속하여, 반응 혼합물에 셀라이트 및 활성탄을 첨가하고 110℃에서 10 분간 교반한다. 현탁액을 고온 여과하고, 필터 케이크를 뜨거운 톨루엔으로 세척한 다음, 여액을 농축한다. 수득한 조생성물을 플래스 크로마토그래피 또는 재결정화를 통해 정제하여 고체 Z1을 수득한다.
HPLC-MS:
HPLC-MS 분광법은 MS-검출기(Thermo LTQ XL)가 있는 Agilent(1100 시리즈)에 의해 HPLC를 수행한다. 역상 컬럼 4,6 mm x 150 mm, Waters(프리-컬럼 없음)로부터의 입자 크기 5,0 μm가 HPLC에 사용된다. 상기 HPLC-MS 측정은 용매인 아세토나이트릴, 물 및 THF를 사용하여 실온(rt)에서 다음 농도로 수행된다:
Figure 112018124715441-pat00064
측정을 위해 0.5 mg/ml의 농도의 용액에서 주입 부피 15 μL를 취한다. 다음의 기울기가 사용된다:
Figure 112018124715441-pat00065
탐침의 이온화는 APCI (대기압 화학적 이온화법)에 의해 수행된다.
순환 전압-전류법 (cyclic voltammetry)
순환 전압-전류도(cyclic voltammogram)는 디클로로메탄 또는 적합한 용매와 적합한 전해질(예: 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트 0.1 mol/l) 내에서 상기 유기 분자의 농도가 10-3 mol/l인 용액으로부터 측정된다. 상기 측정은 실온에서 3-전극접합체(작업 및 상대 전극: Pt 와이어, 기준 전극: Pt 와이어)를 사용하여 질소 대기하에서 수행하고, FeCp2/FeCp2 +를 내부 표준으로 사용하여 보정한다. 포화 칼로멜 전극(SCE)에 대한 내부 표준으로서 페로센(ferrocene)을 사용하여 HOMO 데이터를 보정하였다.
밀도 함수 이론 계산
분자 구조는 BP86 기능 및 동일성 접근법(RI)의 분해능을 이용하여 최적화된다. 여기 에너지는 시간-의존 DFT (Time-Dependent DFT; TD-DFT) 방법을 사용하여 상기 (BP86) 최적화된 구조를 이용함으로써 계산된다. 궤도 및 여기 상태 에너지는 B3LYP 기능으로 계산된다. Def2-SVP 기본 설정 및 수치 적분을 위한 m4-grid가 사용된다. Turbomole 프로그램 패키지는 모든 계산에 사용된다.
광물리적 측정
시료 전처리: 스핀 코팅법
장비 Spin150, SPS Euro.
상기 시료 농도는 10 mg/ml이고, 적합한 용매에 녹아 있다.
프로그램: 1) 400　U/min에서 3 초; 1000　U/min에서 1000　Upm/s으로 20 초. 3) 4000　U/min에서 1000　Upm/s으로 10 초. 코팅법 수행 후, 상기 막을 70°C에서 1분간 둔다.
광루미네선스 분광법 및 TCSPC (Time-correlated single-photon counting; 시간-상호 관련 단일-광자 계산법)
정상-상태 방출 분광법은 150W 크세논 아크 램프, 여기 및 방출 단색화 장치(monochromator) 및 Hamamatsu R928 광전자 증배관과 시간-상호 관련 단일-광자 계산법 옵션이 있는 Horiba Scientific, Modell FluoroMax-4를 사용하여 측정된다. 방출 및 여기 스펙트럼은 표준 교정 적합을 사용하여 교정된다.
여기 상태 수명은 FM-2013 장비 및 Horiba Yvon TCSPC 허브가 있는 TCSPC법을 사용하는 동일한 시스템을 이용하여 결정된다.
여기 원 (excitation source):
NanoLED 370 (파장: 371 nm, 펄스 폭: 1.1 ns)
NanoLED 290 (파장: 294 nm, 펄스 폭: <1 ns)
SpectraLED 310 (파장: 314 nm)
SpectraLED 355 (파장: 355 nm).
데이터 분석(지수 적합)은 DataStation 소프트웨어 묶음 및 DAS6 분석 소프트웨어를 사용하여 수행된다. 상기 적합은 카이-제곱-테스트를 사용하여 결정된다.
광루미네선스 광자 수율 측정
광루미네선스 광자 수율(PLQY) 측정을 위해 Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G 시스템(Hamamatsu Photonics)이 사용된다. 광자 수율과 CIE 좌표는 U6039-05 소프트웨어 버전 3.6.0을 사용하여 결정된다.
최대 방출은 nm 단위, 양자 수율 Φ는 % 단위, 그리고 CIE 좌표는 x,y 값으로 주어진다.
PLQY는 다음의 프로토콜을 사용하여 결정된다:
1) 품질 보증: 에탄올(알려진 농도) 내에서 안트라센이 기준 물질로 사용된다.
2) 여기 파장: 상기 유기 분자의 최대 흡수가 결정되고, 상기 분자는 이 파장을 이용하여 여기된다.
3) 측정
양자 수율은 질소 대기하에서 용액 또는 막의 시료에 대한 양자 수율을 계산한다. 상기 수율은 다음 식을 사용하여 계산된다:
Figure 112018124715441-pat00066
여기서, nphoton은 광자 수 및 Int.는 강도를 나타낸다.
광전자 장치의 제조 및 특성화
본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는 OLED 장치와 같은 광전자 장치는 진공-증착법을 통해 제조될 수 있다. 만약 한 층이 하나 이상의 화합물을 포함하면, 상기 하나 이상의 화합물의 중량-백분율은 % 단위로 나타낸다. 상기 총 중량-백분율 값은 100%에 해당하므로 값이 주어지지 않으면, 이 화합물의 비는 주어진 값과 100% 사이의 차와 같다.
완전하게 최적화되지 않은 OLED는 전기루미네선스 스펙트럼 표준 방법 및 측정, 광다이오드에 의해 검출된 빛을 사용하여 계산된 강도에 따른 외부 양자 효율 (% 단위), 그리고 전류를 사용하여 특징된다. 상기 OLED 장치의 수명은 일정한 전류 밀도에서 작동하는 동안 휘도의 변화로부터 결정된다. LT50 값은 측정된 휘도가 초반 휘도의 50%로 감소한 시간에 해당하며, 비슷하게 LT80은 측정된 휘도가 초반 휘도의 80%로 감소한 시간, LT95는 측정된 휘도가 초반 휘도의 95%로 감소한 시간에 해당한다.
가속 수명 측정이 수행된다(예: 증가한 전류 밀도를 적용). 예시적으로, 500 cd/m2에서 LT80의 값은 다음 식을 사용하여 결정된다.
Figure 112018124715441-pat00067
여기서, L 0 는 인가된 전류 밀도에서 초반 휘도를 나타낸다.
상기 값은 몇 개의 픽셀(일반적으로는 2 내지 8개)의 평균에 해당하며, 이들 픽셀 사이의 표준 편차가 주어진다.
Figure 112018124715441-pat00068
실시예 1은 2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트라아진을 반응물로서 사용한 AAV1 (75% 수율), 및 AAV2 (67% 수율)에 따라 합성하였다.
Figure 112018124715441-pat00069
도 1은 실시예 1 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 462 nm에서 이루어지고 반치전폭은 0.41 eV이다. 광루미네선스 양자 수율(PLQY)은 78%이고 방출 수명은 119 μs이다. CIEx 값은 0.16이고 CIEy 값은 0.18이다. 최고준위 점유 분자 궤도의 에너지(EHOMO)는 -5.96 eV이다.
실시예 2
Figure 112018124715441-pat00070
실시예 2는, 2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 반응물로서 사용한 AAV1 (75% 수율), 및 3-(트리페닐게르밀)페닐보론산 피나콜 에스테르를 3-(트리페닐게르밀)페닐보론산 대신에 사용한 AAV3 (23% 수율)에 따라 합성하였다.
Figure 112018124715441-pat00071
도 2는 실시예 2 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 461 nm에서 이루어지고 반치전폭은 0.41 eV이다. 광루미네선스 양자 수율(PLQY)은 75%이다. CIEx 값은 0.15이고 CIEy 값은 0.18이다. 최고준위 점유 분자 궤도의 에너지(EHOMO)는 -5.97 eV이다.
Figure 112018124715441-pat00072
실시예 3은, 2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진을 반응물로서 사용한 AAV1 (75% 수율), 및 3-(트리메틸실릴)페닐보론산을 3-(트리페닐실릴)페닐보론산 대신에 사용한 AAV2 (56% 수율)에 따라 합성하였다.
Figure 112018124715441-pat00073
도 3은 실시예 3 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 463 nm에서 이루어지고 반치전폭은 0.40 eV이다. 광루미네선스 양자 수율(PLQY)은 73%이다. CIEx 값은 0.15이고 CIEy 값은 0.19이다. 최고준위 점유 분자 궤도의 에너지(EHOMO)는 -5.96 eV이다.
Figure 112018124715441-pat00074
실시예 4는, 제1 합성 단계가 AAV2에 의해 수행하고, 제2 단계는 AA1에 따라 수행되는 다음 합성을 통해 합성하였다:
Figure 112018124715441-pat00075
Figure 112018124715441-pat00076
도 4는 실시예 4 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 452 nm에서 이루어지고 반치전폭은 0.42 eV이다. 광루미네선스 양자 수율(PLQY)은 73%이다. CIEx 값은 0.15이고 CIEy 값은 0.14이다. 최고준위 점유 분자 궤도의 에너지(EHOMO)는 -5.9 eV이다.
Figure 112018124715441-pat00077
실시예 5는, 아래에 기술된 두 가지 단계에서 합성된 2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진을 반응물로서 사용하는 AAV1 (75% 수율),
및 AAV2 (8% 수율)에 따라 합성하였다.
2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진의 합성/
Figure 112018124715441-pat00078
제1 단계 (2-클로로-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진):
교반 막대 및 Mg 절단기[CAS 7439-95-4] (10.3 당량)가 장착된 2-목 플라스크를 진공하에 화염 건조시킨다. 후속하여, N2 역류하에, 소량의 요오드 및 건조 THF를 첨가한다. 최초의 자주색이 갈색으로 변할 때까지 생성 혼합물을 교반한다. 건조 THF 중 1-브로모-4-삼차-부틸벤젠 [CAS 3972-65-4] (2.5 당량)의 용액을 적가한다. 첨가가 완료된 후, 혼합물을 환류하에 3 시간 동안 가열한다. 실온(rt)까지 냉각한 후, 반응 혼합물을 운반 캐뉼라(cannula)를 사용하여 건조 톨루엔 중 시아누르산 염화물 [CAS 108-77-0] 용액으로 천천히 옮긴다. 후속하여, 생성 혼합물을 환류하에 16 시간 동안 가열한다. rt까지 냉각한 후, 물을 조심스럽게 첨가하여 반응물을 급냉(quenching)시킨다. 디클로로메탄으로 추출하고 용매를 증발시킨 후의 조생성물을, 시클로헥산/디클로로메탄 (10:1)을 용리제로 사용하여 MPLC에 의해 정제하였다. 원하는 생성물인, 2-클로로-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진 고체를 65%의 수율로 수득하였다.
2 단계 (2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진):
N2, 2-(5-클로로-2플루오로페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란 [CAS 1190129-77-1] (1.2 당량), 2-클로로-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진 (1.0 당량), Pd(dppf)Cl2 [CAS 72287-26-4] (0.05 당량) 및 KOAc [CAS 127-08-2] (3.0 당량)을 톨루엔/H2O (10:1) 중에 현탁시켰다. 생성 혼합물을 100℃에서 16 시간 동안 가열하였다. rt까지 냉각시킨 후, 물과 디클로로메탄을 첨가하여 상을 분리하였다. 결합된 유기층을 MgSO4 상에서 건조시키고, 여과한 다음, 여액을 진공하에 농축시켰다. 조생성물을 끓는 EtOH로 세척하였다. 원하는 생성물인, 2-(2-플루오로-5-클로로-페닐)-4,6-디(4-삼차부틸페닐)-1,3,5-트리아진 고체를 89%의 수율로 수득하였다.
Figure 112018124715441-pat00079
도 5는 실시예 5 (PMMA에서 10 wt%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 458 nm에서 이루어지고 반치전폭은 0.41 eV이다. 광루미네선스 양자 수율(PLQY)은 64%이다. CIEx 값은 0.15이고 CIEy 값은 0.15이다. 최고준위 점유 분자 궤도의 에너지(EHOMO)는 -6.0 eV이다.
본 발명의 유기 분자의 추가적인 실시예들
Figure 112018124715441-pat00080
Figure 112018124715441-pat00081
Figure 112018124715441-pat00082
Figure 112018124715441-pat00083
Figure 112018124715441-pat00084
Figure 112018124715441-pat00085
Figure 112018124715441-pat00086
Figure 112018124715441-pat00087
Figure 112018124715441-pat00088
Figure 112018124715441-pat00089
Figure 112018124715441-pat00090
Figure 112018124715441-pat00091
Figure 112018124715441-pat00092
Figure 112018124715441-pat00093
Figure 112018124715441-pat00094
Figure 112018124715441-pat00095
Figure 112018124715441-pat00096
Figure 112018124715441-pat00097
Figure 112018124715441-pat00098
Figure 112018124715441-pat00099
Figure 112018124715441-pat00100
Figure 112018124715441-pat00101
Figure 112018124715441-pat00102
Figure 112018124715441-pat00103
Figure 112018124715441-pat00104
Figure 112018124715441-pat00105
Figure 112018124715441-pat00106
Figure 112018124715441-pat00107
Figure 112018124715441-pat00108
Figure 112018124715441-pat00109
Figure 112018124715441-pat00110
Figure 112018124715441-pat00111
Figure 112018124715441-pat00112
Figure 112018124715441-pat00113

Claims (15)

  1. - 화학식 I의 구조를 포함하는 제1 화학적 잔기(chemical moiety),
    Figure 112020054073724-pat00114

    및
    - 화학식 II의 구조를 갖는 하나의 제2 화학적 잔기를 포함하는 유기 분자로서,
    Figure 112020054073724-pat00115

    상기 제1 화학적 잔기는 단일 결합을 통해 상기 제2 화학적 잔기에 연결되고,
    T는 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    V는 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, 수소이고;
    W는 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    X는 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    Y는 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    #은 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 결합 자리를 나타내고;
    Z는 각각의 경우 서로 독립적으로, 직접 결합으로 선택되고;
    RT는 2개의 치환기 RN과 치환된 1,3,5-트리아진일이며:
    Figure 112020054073724-pat00116
    , (점선 결합은 상기 제1 화학적 잔기와 RT를 연결하는 단일 결합에 대한 RT의 결합 자리를 나타냄);
    RN은 각각의 경우 서로 독립적으로
    수소, 중수소,
    C1-C5-알킬
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
    C6-C18-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    RI, RII 및 RIII은 각각의 경우 서로 독립적으로
    수소,
    중수소,
    L(RS)3,
    C1-C5-알킬
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알케닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알키닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
    C6-C18-아릴
    (하나 이상의 잔기 R6와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    L은 실리콘(Si) 및 게르마늄(Ge)으로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    RIV 및 RV는 각각의 경우 서로 독립적으로
    수소,
    중수소,
    C1-C5-알킬
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알케닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알키닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
    C6-C18-아릴
    (하나 이상의 잔기 R6와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    RS는 각각의 경우 서로 독립적으로
    C1-C5-알킬
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알케닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알키닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C6-C18-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨), 및
    C3-C17-헤테로아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    R1은 각각의 경우 서로 독립적으로
    수소,
    중수소,
    C1-C5-알킬
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알케닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨),
    C2-C8-알키닐
    (하나 이상의 수소 원자가 선택적으로 중수소로 치환됨), 및
    C6-C18-아릴
    (서로 독립적으로,
    C1-C5-알킬
    (선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소, CN, CF3, 또는 F로 서로 독립적으로 치환됨),
    및
    C6-C18-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    Ra, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소,
    중수소,
    N(R5)2,
    OR5,
    Si(R5)3,
    Ge(R5)3,
    B(OR5)2,
    OSO2R5,
    CF3,
    CN,
    F,
    Br,
    I,
    C1-C40-알킬
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C1-C40-알콕시
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C1-C40-티오알콕시
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C2-C40-알케닐
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C2-C40-알키닐
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환되고,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C6-C60-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨), 및
    C3-C57-헤테로아릴
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    R5은 각각의 경우 서로 독립적으로 수소, 중수소, N(R6)2, OR6, Si(R6)3, B(OR6)2, OSO2R6, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
    C1-C40-알콕시
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
    C1-C40-티오알콕시
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
    C2-C40-알케닐
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
    C2-C40-알키닐
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6로 치환됨),
    C6-C60-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R6과 치환됨), 및
    C3-C57-헤테로아릴
    (하나 이상의 잔기 R6와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    R6은 각각의 경우 서로 독립적으로 수소, 중수소, OPh, CF3, CN, F,
    C1-C5-알킬
    (하나 이상의 수소 원자가 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3, 또는 F에 의해 선택적으로 치환됨),
    C1-C5-알콕시
    (하나 이상의 수소 원자가 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3, 또는 F에 의해 선택적으로 치환됨),
    C1-C5-티오알콕시
    (하나 이상의 수소 원자가 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3, 또는 F에 의해 선택적으로 치환됨),
    C2-C5-알케닐
    (하나 이상의 수소 원자가 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3, 또는 F에 의해 선택적으로 치환됨),
    C2-C5-알키닐
    (하나 이상의 수소 원자가 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3, 또는 F에 의해 선택적으로 치환됨),
    C6-C18-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환됨),
    C3-C17-헤테로아릴
    (선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환됨),
    N(C6-C18-아릴)2,
    N(C3-C17-헤테로아릴)2,
    및 N(C3-C17-헤테로아릴)(C6-C18-아릴)로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 치환기 Ra, R3, R4 또는 R5는 서로 독립적으로, 하나 이상의 치환기 Ra, R3, R4 또는 R5를 갖는 모노-또는 폴리고리형, 지방족, 방향족 및/또는 벤젠-축합된(benzo-fused) 고리 시스템을 선택적으로 형성할 수 있고,
    T, W, X, 및 Y로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 RT이고,
    T, V 및 W로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리를 나타내며;
    W가 RT이고 V가 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리를 나타내는 경우, T는 수소이고,
    T가 RT이고 V가 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리를 나타내는 경우, W는 수소이며,
    RI, RII 및 RIII으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 L(RS)3인, 유기 분자.
  2. 제1항에 있어서, R1 및 RN은 각각의 경우에, 수소, 메틸, 페닐, 메시틸, 2-톨릴, 3-톨릴, 4-톨릴, 3-(삼차-부틸)페닐, 4-(삼차-부틸)페닐, 2,6-디(삼차-부틸)페닐 및 3,5-디(삼차-부틸)페닐로 이루어지는 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는, 유기 분자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기 분자는 화학식 I-Y의 구조를 포함하는 제1 화학적 잔기를 포함하되,
    Figure 112018124780410-pat00117

    RI, RII, RIII, RIV, RV, 및 R1은 제1항에서 정의된 바와 같고,
    T#은 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리이거나, R1이고,
    V#은 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리이거나, 수소이고,
    W#은 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리이거나, R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
    X#은 R1 및 RT로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
    T#, V# 및 W#으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 상기 제2 화학적 잔기에 상기 제1 화학적 잔기를 연결하는 단일 결합의 상기 결합 자리를 나타내고,
    W# 및 X#으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 RT이며,
    RI, RII 및 RIII으로 이루어지는 군으로부터 선택된 정확히 하나의 치환기는 L(RS)3인, 유기 분자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 화학적 잔기는 화학식 IIa의 구조를 포함하되,
    Figure 112018124780410-pat00118

    #과 Ra은 제1항에서와 같이 정의되는, 유기 분자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 화학적 잔기는 화학식 IIb의 구조를 포함하되,
    Figure 112018124780410-pat00119

    Rb은 각각의 경우 서로 독립적으로, 중수소, N(R5)2, OR5, Si(R5)3, Ge(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C1-C40-알콕시
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C1-C40-티오알콕시
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C2-C40-알케닐
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C2-C40-알키닐
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C6-C60-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨), 및
    C3-C57-헤테로아릴
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    그 외에는 제1항의 정의가 적용되는, 유기 분자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 화학적 잔기는 화학식 IIc의 구조를 포함하되,
    Figure 112018124780410-pat00120

    Rb은 각각의 경우 서로 독립적으로, 중수소, N(R5)2, OR5, Si(R5)3, Ge(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C1-C40-알콕시
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C1-C40-티오알콕시
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C2-C40-알케닐
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C2-C40-알키닐
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며,
    하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5로 치환됨),
    C6-C60-아릴
    (선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환됨), 및
    C3-C57-헤테로아릴
    (하나 이상의 치환기 R5와 선택적으로 치환됨)로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    그 외에는 제1항의 정의가 적용되는, 유기 분자.
  7. 제5항에 있어서, Rb은 각각의 경우 독립적으로,
    - Me, iPr, tBu, CN, CF3, SiPh3, GePh3,
    - Ph(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
    - 피리디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
    - 피리미디닐(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
    - 카바졸릴(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
    - 트리아진일(Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨),
    및
    - N(Ph)2로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 유기 분자.
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자의 사용 방법으로서,
    광전자 장치에서 상기 유기 분자를 발광 에미터, 호스트 재료(host material), 전자 수송 재료, 홀정공 주입 재료 또는 홀정공 차단 재료 중 하나 이상으로서 사용하는, 사용 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광전자 장치는
    · 유기 발광 다이오드 (OLEDs),
    · 발광 전기화학 전지,
    · OLED-센서,
    · 유기 다이오드,
    · 유기 태양전지,
    · 유기 트랜지스터,
    · 유기 전계-효과 트랜지스터,
    · 유기 레이저 및
    · 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 사용 방법.
  11. 광전자 장치용 조성물로서,
    (a) 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 유기 분자로서, 에미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자,
    (b) 상기 유기 분자와 상이한, 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 재료, 및
    (c) 선택적으로 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매를 포함하는, 광전자 장치용 조성물.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자를 포함하는 광전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    - 기판,
    - 애노드,
    - 캐소드 (상기 애노드 및 상기 캐소드는 상기 기판 상에 배치됨), 및
    - 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되고, 상기 유기 분자를 포함하는 적어도 하나의 발광층을 포함하는, 광전자 장치.
  14. 광전자 장치의 제조 방법으로서, 제1항 내지 제7항 중 한 항에 따른 유기 분자가 사용되는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 진공증착법에 의하거나 용액으로부터 상기 유기 분자를 처리하는 단계를 포함하는, 방법.
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