KR102197749B1 - 전자 소자용 재료 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 전자 소자 내의 기능적 재료로서, 특히 유기 전계발광 소자 내의 방출제 재료로서 사용하기 적합한, 화학식 (I) 의 화합물에 관한 것이다.

Description

전자 소자용 재료 {MATERIALS FOR ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 화학식 (I) 의 화합물에 관한 것이다. 본 화합물은 전자 소자, 특히 유기 전계발광 소자 (OLED) 내의 기능적 재료로서 사용하기에 적합하다. 본 발명은 추가로 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 전자 소자의 특정 구현예, 및 화학식 (I) 의 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 용어 전자 소자는 일반적으로 유기 재료를 포함하는 전자 소자를 의미하는 것으로 여겨진다. 이들은 바람직하게는 OLED 및 본 출원의 후반에 기재되는 유기 재료를 포함하는 전자 소자의 일부 추가의 구현예를 의미하는 것으로 여겨진다.
OLED 의 일반적인 구조 및 기능 원리는 당업자에게 공지되어 있고, 특히, US 4539507, US 5151629, EP 0676461 및 WO 1998/27136 에 기재되어 있다.
전자 소자의 성능 데이터와 관련하여, 예를 들어 디스플레이에서 또는 광원으로서 특히 폭넓은 상용을 위해 추가의 개선이 필수적이다. 이와 관련하여 특히 중요한 것은 전자 소자의 수명, 효율 및 작동 전압 및 달성된 색상 값이다.
특히 청색-방출 OLED 의 경우, 소자의 수명 및 방출된 광에 대해 성립된 색상 값과 관련하여 개선을 위한 잠재성이 있다.
상기 개선을 달성하기에 중요한 시작점은 전자 소자에서 사용되는 방출제 화합물의 선택이다.
종래 기술로부터 공지된 청색-형광성 방출제는 하나 이상의 축합 아릴기 및/또는 인데노플루오렌기를 함유하는 다수의 화합물, 특히 아릴아민이다. 이의 예는 US 5,153,073 에 기재된 피렌-아릴아민 및 WO 2012/048780 에 기재된 피렌-아릴아민이다. 아릴아민 방출제의 추가의 예는 예를 들어 WO 2008/006449 에 따른 벤조인데노플루오렌아민, 및 예를 들어 WO 2007/140847 에 따른 디벤조인데노플루오렌아민이다.
게다가, 플루오렌계 상에 축합된 방향족기를 함유하는 플루오렌아민의 용도는 종래 기술로부터 공지되어 있다. 2 개 이상의 아릴아미노기를 함유하는 화합물이 형광성 방출제로서 사용된다 (US 2012/0161615). 그러나, 화합물은 녹색에서 녹색-청색 방출을 나타내나 청색 방출은 나타내지 않는다.
게다가, KR 2009/131536 및 WO 2004/061048 에는 디페닐아미노기를 갖는 벤조-플루오렌 유도체가 기재되어 있다. 그러나, 상기 유형의 화합물은 청색-형광성 방출제로서 사용되기에는 과하게 짧은-파장 방출을 가지거나, 또는 이들의 효율 및 수명은 OLED 에서 사용시 불만족스럽다.
요약하면, 기술적 과제는 따라서 바람직하게는 좁은 방출 밴드를 갖는 짙은-청색-형광성 방출제를 제공하는 것이다. 과제는 추가로 바람직하게는 전자 소자의 높은 전력 효율 및 긴 수명 및 짙은-청색 방출이 달성될 수 있게 하는 화합물을 제공하는 것이다.
놀랍게도, 2 개 이상의 벤조플루오렌 단위가 질소에 결합된 아릴아민 화합물이 짙은-청색 색 좌표 및 매우 좁은 방출 스펙트럼을 가지고 따라서 상기 제시된 기술적 과제를 달성하는 것을 발견하였다. 방출제 화합물의 경우 짙은-청색 색 좌표는 디스플레이 및 조명 적용에 사용하기에 아주 바람직하다. 특히 청색-방출 방출제 화합물의 경우, 좁은 방출 스펙트럼, 즉, 좁은 폭을 가진 방출 밴드는 디스플레이에서 또는 조명 적용의 경우에서 다양한 색상의 색상 인상을 조정하기에 아주 바람직하다.
본 발명은 따라서 하기 화학식 (I) 의 화합물에 관한 것이다:
Figure 112015074691186-pct00001
화학식 (I),
(식 중:
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리 (이것은 하나 이상의 라디칼 R1 로 치환될 수 있음) 는, 결합 A, B 및 C 로부터 선택되는 3 개의 결합 중 하나 이상 상에 및 결합 A', B' 및 C' 로부터 선택되는 3 개의 결합 중 하나 이상 상에 축합되고,
Z 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, CR1 또는 N 이고;
X 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, BR2, C(R2)2, C(R2)2-C(R2)2, -R2C=CR2-, -R2C=N-, Si(R2)2, Si(R2)2-Si(R2)2, C=O, O, S, S=O, SO2, NR2, PR2 또는 P(=O)R2 이고;
Ar1 은 6 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음) 이고;
R1 은 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, C(=O)R3, CN, Si(R3)3, P(=O)(R3)2, S(=O)R3, S(=O)2R3, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 또는 2 내지 20 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -R3C=CR3-, -C≡C-, Si(R3)2, C=O, C=NR3, -C(=O)O-, -C(=O)NR3-, NR3, P(=O)(R3), -O-, -S-, SO 또는 SO2 에 의해 대체될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 2 개 이상의 라디칼 R1 은 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
R2 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, C(=O)R3, CN, Si(R3)3, N(R3)2, P(=O)(R3)2, S(=O)R3, S(=O)2R3, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 또는 2 내지 20 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -R3C=CR3-, -C≡C-, Si(R3)2, C=O, C=NR3, -C(=O)O-, -C(=O)NR3-, NR3, P(=O)(R3), -O-, -S-, SO 또는 SO2 에 의해 대체될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 2 개 이상의 라디칼 R2 는 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
R3 은 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, C(=O)R4, CN, Si(R4)3, N(R4)2, P(=O)(R4)2, S(=O)R4, S(=O)2R4, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 또는 2 내지 20 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -R4C=CR4-, -C≡C-, Si(R4)2, C=O, C=NR4, -C(=O)O-, -C(=O)NR4-, NR4, P(=O)(R4), -O-, -S-, SO 또는 SO2 에 의해 대체될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 2 개 이상의 라디칼 R1 은 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
R4 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼 (또한, 하나 이상의 H 원자는 D 또는 F 에 의해 대체될 수 있음) 임; 2 개 이상의 치환기 R4 는 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있음;
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리가 각각의 2 개의 결합 A 및 A' 상에 축합되고 추가의 방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리가 결합 B, C, B' 및 C' 로부터 선택되는 다른 4 개의 결합 중 하나 상에 축합되지 않는 경우는 제외됨).
화학식 (I) 에서, 결합 A, B, C, A', B' 및 C' 는 좀더 나은 명확성을 위해 화살표로 표시된다.
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리가 결합, 예컨대, 예를 들어, 결합 A 상에 축합된 제형은, 본 출원의 목적을 위해 하기 구조를 형성하는 것을 의미하는 것으로 여겨진다:
Figure 112015074691186-pct00002
(식 중, Ar* 은 상기 제시되는 바와 같이, 결합 A 의 2 개의 고리 원자를 함유하는 방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리임).
Ar* 이 미치환된 페닐기를 나타내는 경우에는, 하기 구조가, 예를 들어, 이후 존재한다:
Figure 112015074691186-pct00003
다음은 본 출원의 목적을 위한 화학적 기의 일반적 정의이다:
본 발명의 의미에서의 아릴기는 6 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유하고; 본 발명의 의미에서의 헤테로아릴기는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유하며, 이의 하나 이상은 헤테로원자이다. 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및 S 에서 선택된다. 이것은 기본적인 정의를 나타낸다. 예를 들어 존재하는 방향족 고리 원자 또는 헤테로원자의 수에 관해서, 기타 바람직한 내용을 본 발명의 설명에 나타내는 경우에도, 이들이 적용된다.
여기에서, 아릴기 또는 헤테로아릴기는 간단한 방향족 고리, 즉, 벤젠, 또는 간단한 헤테로방향족 고리, 예를 들어 피리딘, 피리미딘 또는 티오펜, 또는 축합 (고리 부가) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리사이클, 예를 들어 나프탈렌, 페난트렌, 퀴놀린 또는 카르바졸을 의미한다. 본 출원의 의미에서의 축합 (고리 부가) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리사이클은 서로 축합된 2 개 이상의 간단한 방향족 또는 헤테로방향족 고리로 이루어진다.
각 경우, 상술한 라디칼로 치환될 수 있으며, 임의의 원하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족 고리계에 연결될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기는 특히 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 디히드로피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 벤즈안트라센, 벤조페난트렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프트옥사졸, 안트르옥사졸, 페난트르옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 피라진, 페나진, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 테트라졸, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 푸린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸에서 유도되는 기를 의미한다.
본 발명의 정의에 따른 아릴옥시기는 산소 원자를 통해 결합되는, 상기 정의한 바와 같은 아릴기를 의미한다. 유사한 정의가 헤테로아릴옥시기에도 적용된다.
본 발명의 의미에서의 방향족 고리계는 고리계 내에 6 내지 60 개의 C 원자를 함유한다. 본 발명의 의미에서의 헤테로방향족 고리계는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유하며, 이의 하나 이상은 헤테로원자이다. 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및/또는 S 에서 선택된다. 본 발명의 의미에서의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계는, 반드시 아릴 또는 헤테로아릴기 만을 함유하지 않아도 되며, 대신에, 또한 복수의 아릴 또는 헤테로아릴기가, 예를 들어 sp3-혼성 C, Si, N 또는 O 원자, sp2-혼성 C 또는 N 원자 또는 sp-혼성 C 원자와 같은 비-방향족 단위 (바람직하게는 H 이외의 원자 10 % 미만) 에 의해 연결될 수 있는 계를 의미하는 것으로 의도된다. 따라서, 예를 들어 9,9'-스피로비플루오렌, 9,9'-디아릴플루오렌, 트리아릴아민, 디아릴 에테르, 스틸벤 등과 같은 계는, 2 개 이상의 아릴기가, 예를 들어 선형 또는 시클릭 알킬, 알케닐 또는 알키닐기에 의해 또는 실릴기에 의해 연결되는 계와 같이, 본 발명의 의미에서의 방향족 고리계인 것으로 의도된다. 또한, 2 개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴기가 단일 결합을 통해 서로 연결되는 계는 또한, 예를 들어 비페닐, 테르페닐 또는 디페닐트리아진과 같은 계와 같은, 본 발명의 의미에서의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계인 것으로 의도된다.
각 경우, 또한 상기 정의한 바와 같은 라디칼로 치환될 수 있으며, 임의의 원하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족 기에 연결될 수 있는, 5-60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계는 특히 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센, 페난트렌, 벤조페난트렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 나프타센, 펜타센, 벤조피렌, 비페닐, 비페닐렌, 테르페닐, 테르페닐렌, 쿼터페닐, 플루오렌, 스피로비플루오렌, 디히드로페난트렌, 디히드로피렌, 테트라히드로피렌, 시스- 또는 트랜스-인데노플루오렌, 트루센, 이소트루센, 스피로트루센, 스피로이소트루센, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 인돌로카르바졸, 인데노카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프트옥사졸, 안트르옥사졸, 페난트르옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 1,5-디아자안트라센, 2,7-디아자피렌, 2,3-디아자피렌, 1,6-디아자피렌, 1,8-디아자피렌, 4,5-디아자피렌, 4,5,9,10-테트라아자페릴렌, 피라진, 페나진, 페녹사진, 페노티아진, 플루오루빈, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 테트라졸, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 푸린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸, 또는 이들 기의 조합에서 유도되는 기를 의미한다.
본 발명의 목적을 위해서, 1 내지 40 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 40 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 또는 2 내지 40 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (또한, 각각의 H 원자 또는 CH2 기는 라디칼의 정의하에서 상술한 기로 치환될 수 있다) 는 바람직하게는 라디칼 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 시클로펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 시클로헥실, 네오헥실, n-헵틸, 시클로헵틸, n-옥틸, 시클로옥틸, 2-에틸헥실, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐, 시클로옥테닐, 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐 또는 옥티닐을 의미한다. 1 내지 40 개의 C 원자를 갖는 알콕시 또는 티오알킬기는 바람직하게는 메톡시, 트리플루오로메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, n-펜톡시, s-펜톡시, 2-메틸부톡시, n-헥속시, 시클로헥실옥시, n-헵톡시, 시클로헵틸옥시, n-옥틸옥시, 시클로옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시, 펜타플루오로에톡시, 2,2,2-트리플루오로에톡시, 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오, i-프로필티오, n-부틸티오, i-부틸티오, s-부틸티오, t-부틸티오, n-펜틸티오, s-펜틸티오, n-헥실티오, 시클로헥실티오, n-헵틸티오, 시클로헵틸티오, n-옥틸티오, 시클로옥틸티오, 2-에틸헥실티오, 트리플루오로메틸티오, 펜타플루오로에틸티오, 2,2,2-트리플루오로에틸티오, 에테닐티오, 프로페닐티오, 부테닐티오, 펜테닐티오, 시클로펜테닐티오, 헥세닐티오, 시클로헥세닐티오, 헵테닐티오, 시클로헵테닐티오, 옥테닐티오, 시클로옥테닐티오, 에티닐티오, 프로피닐티오, 부티닐티오, 펜티닐티오, 헥시닐티오, 헵티닐티오 또는 옥티닐티오를 의미한다.
2 개 이상의 라디칼이 서로 고리를 형성할 수 있는 제제는, 본 출원의 목적을 위해서, 특히 2 개의 라디칼이 화학 결합에 의해 서로 연결되는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 이것은 하기 반응식에 의해 설명된다:
Figure 112015074691186-pct00004
그러나, 상술한 제제는 또한, 2 개의 라디칼중 하나가 수소를 나타내는 경우, 제 2 라디칼이 수소 원자가 결합되는 위치에서 결합되어 고리를 형성하는 것을 의미하는 것으로 또한 의도된다. 이것은 하기 반응식에 의해 설명된다:
Figure 112015074691186-pct00005
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리가 화학식 (I) 중 2 개의 결합 A 및 A' 상에 축합되는 것이 바람직하다.
게다가 방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리, 특히 바람직하게는 방향족 6-원 고리가, 각 경우 결합 B 및 C 로부터 선택되는 2 개의 결합 중 하나 이상 상에 및 결합 B' 및 C' 로부터 선택되는 2 개의 결합 중 하나 이상 상에 축합되어지는 것이 바람직하다 (방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음).
화학식 (I) 의 화합물의 경우, 기 X 가 각 경우, 동일 또는 상이하게, BR2, C(R2)2, Si(R2)2, O, S 및 NR2 로부터 선택되는 것이 바람직하다. X 는 특히 바람직하게는 C(R2)2 이다.
또한 화학식 (I) 의 화합물의 경우 6-원 고리 당 3 개 이하의 기 Z 가 N 과 동일한 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는, 2 개 이하의 인접한 기 Z 가 N 과 동일하다.
일반적으로 화학식 (I) 의 화합물의 경우 Z 가 CR1 과 동일한 것이 바람직하다.
게다가 Ar1 이 하나 이상의 라디칼 R1 로 치환될 수 있는, 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계로부터 선택되는 것이 바람직하다. Ar1 은 특히 바람직하게는 하나 이상의 라디칼 R1 로 치환될 수 있는, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 고리계로부터 선택된다. Ar1 은 매우 특히 바람직하게는 페닐, 나프틸, 비페닐, 테르페닐, 플루오레닐, 모노벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 인데노플루오레닐, 디벤조푸라닐, 카르바졸릴 및 디벤조티오페닐 (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R1 로 치환될 수 있음) 로부터 선택된다.
게다가 Ar1 이 하기 화학식의 기를 나타내지 않는 것이 바람직하다:
Figure 112015074691186-pct00006
(식 중, Z, R1 및 R2 는 화학식 (I) 에 대한 일반적인 용어에서 상기 명시된 바와 같이 정의되고;
점선은 질소 원자에 대한 결합을 나타냄).
바람직한 기 Ar1 은 하기 명시된 화학식 (Ar1-1) 내지 (Ar1-34) 의 기이다:
Figure 112015074691186-pct00007
Figure 112015074691186-pct00008
Figure 112015074691186-pct00009
Figure 112015074691186-pct00010
(식 중, 점선은 화합물의 나머지에 대한 결합을 나타내고, 기는 라디칼 R1 에 의해 자유 위치에서 치환될 수 있음).
R1 및 R2 는 게다가 바람직하게는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, CN, Si(R3)3, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -C≡C-, -R3C=CR3-, Si(R3)2, C=O, C=NR3, -NR3-, -O-, -S-, -C(=O)O- 또는 -C(=O)NR3- 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 20 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 2 개 이상의 라디칼 R1 또는 R2 는 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있음) 이다.
R2 는 특히 바람직하게는 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 20 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택된다.
기 X 의 동일한 원자에 결합되는 라디칼 R2, 예를 들어 기 C(R2)2 의 2 개의 라디칼 R2 가 서로에 대해 연결되어 고리를 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 이것은 바람직하게는 5-원 고리 또는 6-원 고리이고, 상기 기는 바람직하게는 아릴기 또는 알킬기이다. 이 경우에, 기 X 는 매우 특히 바람직하게는 하기 화학식 (X-1) 내지 (X-8) 의 기로부터 선택된다:
Figure 112015074691186-pct00011
(식 중, 표시된 기는 임의로 미치환된 것으로 제시되는 위치에서 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 점선은 화합물의 나머지에 대한 결합을 나타냄).
R3 은 게다가 바람직하게는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, CN, Si(R4)3, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -C≡C-, -R4C=CR4-, Si(R4)2, C=O, C=NR4, -NR4-, -O-, -S-, -C(=O)O- 또는 -C(=O)NR4- 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 20 개의 방향족 고리 원자를 가진 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 2 개 이상의 라디칼 R3 은 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있음) 이다.
게다가 플루오레닐기에 대한 기 NAr1 의 결합 위치가 플루오레닐 골격의 2 개의 방향족 6-원 고리 사이의 직접 결합에 대해 파라-위치에 있는 것이 바람직하다. 따라서, 하기 화학식 (I-A) 의 화합물이 바람직하다:
Figure 112015074691186-pct00012
화학식 (I-A),
(존재하는 기는 상기 정의된 바와 같고,
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리 (이것은 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음) 는, 결합 A, B 및 C 로부터 선택되는 3 개의 결합 중 하나 이상 및 결합 A', B' 및 C' 로부터 선택되는 3 개의 결합 중 하나 이상 상에 축합되고,
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리가 2 개의 결합 A 및 A' 의 각각 상에 축합되고 추가의 방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리가 결합 B, C, B' 및 C' 로부터 선택되는 다른 4 개의 결합 중 하나 상에 축합되지 않는 경우는 제외됨).
상기 표시된 기의 바람직한 구현예는 또한 본 구현예에 대해 바람직한 것으로 고려된다.
특히, 화학식 (I-A) 의 화합물 중의 X 는 바람직하게는 각 경우, 동일 또는 상이하게, BR2, C(R2)2, Si(R2)2, O, S 및 NR2 로부터 선택되고, X 는 특히 바람직하게는 C(R2)2 이다.
게다가 화합물 중의 하나 이상의 기 R1 이 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 20 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계, 바람직하게는 6 내지 20 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 고리계 (상기 고리계는 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택되는 것이 바람직하다.
게다가 플루오레닐기의 외부 고리 중 하나에 결합된 하나 이상의 기 R1 이 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택되는 것이 바람직하다. "플루오레닐기의 외부 고리" 는 기 NAr1 에 결합되지 않은 플루오레닐기의 2 개의 고리의 고리를 의미하는 것으로 여겨진다. Ar1 이 벤조플루오렌기를 나타내지 않는 경우, 특히 Ar1 이 화학식 (Ar1-23) 내지 (Ar1-34) 의 기로부터 선택되지 않는 경우가 특히 바람직하다.
Ar1 이 벤조플루오렌기, 특히 화학식 (Ar1-23) 내지 (Ar1-34) 의 기로부터 선택되는 기인 경우, 화합물이 알킬기 또는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계를 나타내는 기 R1 을 함유하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 게다가 이 경우 모든 기 R1 이 H 와 동일한 것이 바람직할 수 있다.
상기 치환 패턴에 의해, 본 발명에 따른 화합물의 특히 유리한 방출성이 성립된다.
상기 기 R1 은 특히 바람직하게는 플루오레닐 골격의 2 개의 방향족 6-원 고리 사이의 직접 결합에 대해 파라-위치에 있는 플루오레닐 골격에 결합되어, 화학식 (I) 의 화합물이 하기 화학식 (I-B) 의 하기 구조에 상응하도록 한다:
Figure 112015074691186-pct00013
화학식 (I-B),
(식 중, 존재하는 기는 상기 정의된 바와 같고,
R1-Ar 은 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택되고;
방향족 또는 헤테로방향족 6-원 고리 (이것은 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음) 는, 결합 A', B' 및 C' 로부터 선택되는 3 개의 결합 중 하나 이상 상에 축함됨).
상기 정의된 바와 같은 매우 특히 바람직한 기 R1-Ar 은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 시클로헥실, 페닐, 나프틸, 비페닐, 테르페닐, 플루오레닐, 모노벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 인데노플루오레닐, 디벤조푸라닐, 카르바졸릴 및 디벤조티오페닐 (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택된다.
바람직한 기 R1-Ar 은 하기 명시된 화학식 (R1-Ar-1) 내지 (R1-Ar-27) 의 기이다:
Figure 112015074691186-pct00014
Figure 112015074691186-pct00015
Figure 112015074691186-pct00016
(식 중, 점선은 화합물의 나머지에 대한 결합을 나타내고, 기는 라디칼 R3 에 의해 자유 위치에서 치환될 수 있음).
화학식 (I) 의 화합물은 추가로 바람직하게는 축합된 기 내에 18 개 초과의 방향족 고리 원자를 갖는 축합된 아릴 또는 헤테로아릴기를 함유하지 않는다. 이것은 특히 바람직하게는 축합된 기 내에 14 개 초과의 방향족 고리 원자를 갖는 축합된 아릴 또는 헤테로아릴기를 함유하지 않고, 매우 특히 바람직하게는 축합된 기 내에 10 개 초과의 방향족 고리 원자를 갖는 축합된 아릴 또는 헤테로아릴기를 함유하지 않는다.
화학식 (I) 의 화합물은 추가로 바람직하게는 아릴아미노기 -N(Ar1)- 이외에 추가의 아릴아미노기를 함유하지 않는다. 아릴아미노기는 여기서 아미노 질소 원자에 결합된 하나 이상의 아릴 또는 헤테로아릴기를 함유하는 기를 의미하는 것으로 여겨진다. 화학식 (I) 의 화합물은 특히 바람직하게는 아릴아미노기 -N(Ar1)- 외에 추가의 아미노 기를 함유하지 않는다.
화학식 (I) 의 화합물의 특히 바람직한 구현예는 하기 화학식 (I-1) 내지 (I-5) 를 따른다:
Figure 112015074691186-pct00017
Figure 112015074691186-pct00018
(식 중, 존재하는 기는 상기 정의된 바와 같고,
R1-Ar-2 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H 또는 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택됨).
상기 화학식 중에서, 매우 특히 바람직한 것은 화학식 (I-1) 이다.
화학식 (I) 의 화합물에 대해 일반적인 용어로 상기 표시된 바와 같은 기의 동일한 구현예는 화학식 (I-1) 내지 (I-5) 의 화합물에 대해 바람직한 것으로 간주된다. 특히, X 는 바람직하게는 C(R2)2 이다. 기 NAr1 은 게다가 특히 바람직하게는 화학식 (I-A) 에서 제시된 구현예에 상응하는, 플루오렌 골격의 2 개의 방향족 6-원 고리 사이의 직접 결합에 대해 파라-위치로 결합된다.
게다가, R1-Ar-2 는 바람직하게는 H 및 화학식 (R1-Ar-1) 내지 (R1-Ar-27) 로부터 선택된다.
화학식 (I) 의 화합물의 특히 바람직한 구현예는, 기본 구조가 화학식 (I-1) 내지 (I-5) 의 것이고 존재하는 기는 상기와 같이 정의되는, 하기 표에 표시된 화학식에 상응한다.
Figure 112015074691186-pct00019
Figure 112015074691186-pct00020
Figure 112015074691186-pct00021
Figure 112015074691186-pct00022
Figure 112015074691186-pct00023
Figure 112015074691186-pct00024
상기 표로부터의 화합물의 경우, R1-Ar-2 는 바람직하게는 H 및 화학식 (R1-Ar-1) 내지 (R1-Ar-27) 로부터 선택된다.
하기 화합물은 화학식 (I) 의 화합물의 예이다:
Figure 112015074691186-pct00025
Figure 112015074691186-pct00026
Figure 112015074691186-pct00027
Figure 112015074691186-pct00028
Figure 112015074691186-pct00029
본 출원은 게다가 본 발명에 따른 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
하나 이상의 전이 금속-촉매 커플링 반응을 포함하는 것을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 화합물의 제조 방법이 바람직하다. 커플링 반응은 바람직하게는 부흐발트 커플링 반응 및 스즈키 커플링 반응으로부터 선택된다. 게다가 그리고 바람직하게는 방법의 상기-언급된 바람직한 구현예와 조합으로, 방법은 메틸렌 가교를 산출하기 위한 3차 알코올의 하나 이상의 고리-폐쇄 반응, 특히 바람직하게는 산-유도 고리-폐쇄 반응을 포함한다.
본 발명에 따른 화합물의 제조 방법의 특히 바람직한 구현예는 하기에 기재된다. 가능한 합성 공정은 따라서 본 발명에 따른 화합물을 제조할 수 있을 당업자에게 제안된다. 그러나, 당업자는 제시된 방법에 구애받지 않는다. 당업자는 필요하다면, 그의 일반적인 전문 지식 내에서 필요한 만큼 변형 및 조정할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 화합물은 유기 화학의 공지된 합성 단계를 사용하여 제조될 수 있다. 여기서 바람직한 반응은 고리화 반응, 부흐발트 커플링 및 스즈키 커플링이다.
하기 반응식 1 내지 3 은 본 발명에 따른 화합물의 제조를 위한 3 가지 상이한 경로를 보여준다. 반응식 1 에 따른 공정은 벤조플루오레닐기에 결합된 아릴기를 함유하는 본 발명에 따른 화합물의 합성에 특히 적합하다. 반응식 3 에 따른 공정은 3 개의 벤조플루오렌기를 함유하는 본 발명에 따른 화합물의 제조를 위해 특히 적합하다.
반응식 1 내지 3 에서, Ar 은 임의의 바람직한 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타내고, Hal 은 임의의 바람직한 반응기, 바람직하게는 할로겐기, 특히 바람직하게는 브롬을 나타낸다. 제시된 모든 화합물은 임의로 하나 이상의 유기 라디칼에 의해 치환될 수 있다.
반응식 1 에 따른 합성 공정에서, 첫번째로 페닐-나프틸 화합물은 플루오렌의 가교 메틸렌기에 대한 전구체인 카르복실레이트기를 갖는 나프틸 유도체에 대한 페닐 유도체의 스즈키 커플링에 의해 제조된다. 카르복실레이트기는, 유기금속 화합물의 첨가에 의해, 3차 알코올로 전환되고, 이것은 고리-폐쇄 반응을 겪어 플루오렌의 메틸렌 가교를 산출한다. 추가의 단계는 할로겐화, 플루오렌 유도체의 외부 고리에 대한 아릴기의 커플링, 재-할로겐화 및 후속 부흐발트 커플링이다. 부흐발트 커플링에서, 각 경우 2 개의 플루오렌 유도체가 아릴아민에 커플링되어, 본 발명에 따른 화합물을 산출한다.
반응식 1
Figure 112015074691186-pct00030
반응식 2 에 따른 공정에서, 벤조플루오렌의 메틸렌 가교의 전구체로서 카르복실레이트기를 함유하는 페닐-나프틸 화합물은 이미 아릴-아미노 화합물에 대한 스즈키 커플링을 통해 제조된다. 유기금속 친핵체의 첨가 및 메틸렌 가교의 형성을 위한 후속 고리 폐쇄는 본 발명에 따른 원하는 화합물을 산출한다.
반응식 2
Figure 112015074691186-pct00031
반응식 3 에 따른 공정에서, 절차는 사용된 아민이 2 개의 반응성 페닐기 대신에 3 개를 함유하여, 전체 3 개의 벤조플루오레닐기가 중심 질소 원자에 결합되어 형성되도록 하는 차이가 있다는 점을 제외하고는 반응식 2 와 실질적으로 유사하다.
반응식 3
Figure 112015074691186-pct00032
반응식 1 내지 3 에 따른 상기-언급된 합성 공정에는 수득된 본 발명에 따른 화합물이 추가로 반응하게 되는 추가의 작용기화 반응이 이어질 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 화합물, 특히 브롬, 요오드, 염소, 보론산 또는 보론산 에스테르와 같은 반응성 이탈기로 치환되는 화합물은 상응하는 올리고머, 덴드리머 또는 중합체를 제조하기 위한 단량체로서 사용될 수 있다. 적합한 반응성 이탈기는, 예를 들어 브롬, 요오드, 염소, 보론산, 보론산 에스테르, 아민, 말단 C-C 이중 결합 또는 C-C 삼중 결합을 갖는 알케닐 또는 알키닐기, 옥시란, 옥세탄, 시클로부가, 예를 들어 1,3-이극성 시클로부가를 겪는 기, 예를 들어 디엔 또는 아지드, 카르복실산 유도체, 알코올 및 실란이다.
그러므로, 본 발명은 또한 중합체, 올리고머 또는 덴드리머에 대한 결합(들)이, R1 또는 R2 로 치환되는 화학식 (I) 에서의 임의의 원하는 위치에서 배치될 수 있는, 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 함유하는 올리고머, 중합체 또는 덴드리머에 관한 것이다. 화학식 (I) 의 화합물의 연결에 따라서, 상기 화합물은 올리고머 또는 중합체의 측쇄의 성분 또는 주쇄의 성분이다. 본 발명의 의미에서의 올리고머는 3 개 이상의 단량체 단위로부터 구성되는 화합물을 의미한다. 본 발명의 의미에서의 중합체는 10 개 이상의 단량체 단위로부터 구성되는 화합물을 의미한다. 본 발명에 따른 중합체, 올리고머 또는 덴드리머는 공액, 부분적으로 공액 또는 비-공액될 수 있다. 본 발명에 따른 올리고머 또는 중합체는 선형, 분지형 또는 수지상일 수 있다. 선형 방식으로 연결된 구조에 있어서, 화학식 (I) 의 단위는 서로 직접 연결될 수 있거나, 또는 이들은 2 가 기를 통해, 예를 들어 치환 또는 비치환 알킬렌기를 통해, 헤테로원자를 통해 또는 2 가 방향족 또는 헤테로방향족 기를 통해 서로 연결될 수 있다. 분지형 및 수지상 구조에 있어서, 예를 들어 3 개 이상의 화학식 (I) 의 단위는 3 가 또는 다가 기를 통해, 예를 들어 3 가 또는 다가 방향족 또는 헤테로방향족 기를 통해 연결되어, 분지형 또는 수지상 올리고머 또는 중합체를 형성할 수 있다.
화학식 (I) 의 화합물에 대해 상술한 것과 동일한 바람직한 내용이, 올리고머, 덴드리머 및 중합체에서의 화학식 (I) 의 반복 단위에도 적용된다.
올리고머 또는 중합체의 제조를 위해서, 본 발명에 따른 단량체는 단독중합되거나, 또는 또다른 단량체와 공중합된다. 적합한 및 바람직한 공단량체는 플루오렌 (예를 들어 EP 842208 또는 WO 2000/22026 에 따름), 스피로비플루오렌 (예를 들어 EP 707020, EP 894107 또는 WO 2006/061181 에 따름), 파라-페닐렌 (예를 들어 WO 1992/18552 에 따름), 카르바졸 (예를 들어 WO 2004/070772 또는 WO 2004/113468 에 따름), 티오펜 (예를 들어 EP 1028136 에 따름), 디히드로페난트렌 (예를 들어 WO 2005/014689 또는 WO 2007/006383 에 따름), 시스- 및 트랜스-인데노플루오렌 (예를 들어 WO 2004/041901 또는 WO 2004/113412 에 따름), 케톤 (예를 들어 WO 2005/040302 에 따름), 페난트렌 (예를 들어 WO 2005/104264 또는 WO 2007/017066 에 따름) 또는 또한 복수의 이들 단위에서 선택된다. 또한, 중합체, 올리고머 및 덴드리머는 통상적으로 또다른 단위, 예를 들어 방출 (형광성 또는 인광성) 단위, 예컨대 비닐트리아릴아민 (예를 들어 WO 2007/068325 에 따름) 또는 인광성 금속 착물 (예를 들어 WO 2006/003000 에 따름), 및/또는 전하 수송 단위, 특히 트리아릴아민 기재의 것을 함유한다.
본 발명에 따른 중합체, 올리고머 및 덴드리머는 유리한 특성, 특히 긴 수명, 높은 효율 및 양호한 색 좌표를 가진다.
본 발명에 따른 중합체 및 올리고머는 일반적으로 1 종 이상의 단량체를 중합시킴으로써 제조되며, 이 1 종 이상의 단량체는 중합체 내에서 화학식 (I) 의 반복 단위를 형성한다. 적합한 중합 반응은 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있다. C-C 또는 C-N 연결을 생성하는, 특히 적합한 및 바람직한 중합 반응은 다음과 같다:
(A) 스즈키 중합;
(B) 야마모토 중합;
(C) 스틸 중합; 및
(D) 하트위그-부흐발트 중합.
이들 방법에 의해 중합을 수행할 수 있는 방식 및 그 후, 반응 매질로부터 중합체를 분리하고 정제할 수 있는 방식은 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌, 예를 들어 WO 2003/048225, WO 2004/037887 및 WO 2004/037887 에 기재되어 있다.
본 발명은 따라서 또한 이들이 스즈키 중합, 야마모토 중합, 스틸 중합 또는 하트위그-부흐발트 중합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 중합체, 올리고머 및 덴드리머의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 덴드리머는 당업자에게 공지된 방법에 의해 또는 이와 유사하게 제조될 수 있다. 적합한 공정은 문헌, 예컨대, 예를 들어, Frechet, Jean M. J.; Hawker, Craig J., "Hyperbranched polyphenylene and hyperbranched polyesters: new soluble, three-dimensional, reactive polymers", Reactive & Functional Polymers (1995), 26(1-3), 127-36; Janssen, H. M.; Meijer, E. W., "The synthesis and characterization of dendritic molecules", Materials Science and Technology (1999), 20 (Synthesis of Polymers), 403-458; Tomalia, Donald A., "Dendrimer molecules", Scientific American (1995), 272(5), 62-6; WO 2002/067343 A1 및 WO 2005/026144 A1 에 기재되어 있다.
액체상으로부터, 예를 들어 스핀 코팅 또는 인쇄 공정에 의해 본 발명에 따른 화합물을 처리하기 위해서는, 본 발명에 따른 화합물의 제제가 필요하다. 이들 제제는, 예를 들어 용액, 분산액 또는 유화액일 수 있다. 이 목적을 위해서는, 2 종 이상의 용매의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 적합한 및 바람직한 용매는, 예를 들어 톨루엔, 아니솔, o-, m- 또는 p-자일렌, 메틸 벤조에이트, 메시틸렌, 테트랄린, 베라트롤, THF, 메틸-THF, THP, 클로로벤젠, 디옥산, 페녹시톨루엔, 특히 3-페녹시톨루엔, (-)-펜촌, 1,2,3,5-테트라메틸벤젠, 1,2,4,5-테트라메틸벤젠, 1-메틸나프탈렌, 2-메틸벤조티아졸, 2-페녹시에탄올, 2-피롤리디논, 3-메틸아니솔, 4-메틸아니솔, 3,4-디메틸아니솔, 3,5-디메틸아니솔, 아세토페논, α-테르피네올, 벤조티아졸, 부틸 벤조에이트, 쿠멘, 시클로헥산올, 시클로헥사논, 시클로헥실벤젠, 데칼린, 도데실벤젠, 에틸 벤조에이트, 인단, 메틸 벤조에이트, NMP, p-시멘, 페네톨, 1,4-디이소프로필벤젠, 디벤질 에테르, 디에틸렌 글리콜 부틸 메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 부틸 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 2-이소프로필나프탈렌, 펜틸벤젠, 헥실벤젠, 헵틸벤젠, 옥틸벤젠, 1,1-비스(3,4-디메틸페닐)에탄 또는 이들 용매의 혼합물이다.
그러므로, 본 발명은 또한 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물 또는 하나 이상의 화학식 (I) 의 단위를 함유하는 하나 이상의 중합체, 올리고머 또는 덴드리머, 및 하나 이상의 용매, 바람직하게는 유기 용매를 포함하는 제제, 특히 용액, 분산액 또는 유화액에 관한 것이다. 이러한 유형의 용액을 제조할 수 있는 방식은 당업자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 WO 2002/072714, WO 2003/019694 및 본원에서 인용된 문헌에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 화학식 (I) 의 화합물은 전자 소자, 특히 유기 전계발광 소자 (OLED) 에서 사용하기에 적합하다. 치환에 따라서, 상기 화합물은 상이한 기능 및 층에 사용된다.
그러므로, 본 발명은 또한 전자 소자에서의 화학식 (I) 의 화합물의 용도에 관한 것이다. 여기에서, 전자 소자는 바람직하게는 유기 집적 회로 (OIC), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET), 유기 박막 트랜지스터 (OTFT), 유기 발광 트랜지스터 (OLET), 유기 태양 전지 (OSC), 유기 광 검출기, 유기 광수용체, 유기 전계 켄치 소자 (OFQD), 유기 발광 전기화학 전지 (OLEC), 유기 레이저 다이오드 (O-레이저) 및 특히 바람직하게는 유기 전계발광 소자 (OLED) 로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명은 또한 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 전자 소자에 관한 것이다. 전자 소자는 바람직하게는 상술한 소자에서 선택된다. 하나 이상의 유기 층이 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 애노드, 캐소드 및 하나 이상의 방출층을 포함하는 유기 전계발광 소자가 특히 바람직하다.
캐소드, 애노드 및 방출층 이외에, 유기 전계발광 소자는 또한 또다른 층을 포함할 수 있다. 이들은, 예를 들어, 각 경우 하나 이상의 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층, 여기자 차단층, 중간층, 전하 발생층 (IDMC 2003, Taiwan; Session 21 OLED (5), T. Matsumoto, T. Nakada, J. Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J. Kido, Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer) 및/또는 유기 또는 무기 p/n 접합에서 선택된다. 그러나, 이들 각 층은 반드시 존재해야 할 필요는 없으며, 층의 선택은 항상 사용되는 화합물, 및 특히 또한 전계발광 소자가 형광성 또는 인광성 인지의 여부에 의존한다는 것이 지적되어야 한다.
유기 전계발광 소자의 층의 순서는 바람직하게는 다음과 같다:
애노드 - 정공 주입층 - 정공 수송층 - 방출층 - 전자 수송층 - 전자 주입층 - 캐소드.
여기에서, 또한 상기 층이 모두 존재할 필요는 없으며, 및/또는 또다른 층이 추가로 존재할 수 있다는 것이 지적되어야 한다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 소자는 복수의 방출층을 포함할 수 있다. 이 경우, 이들 방출층은 특히 바람직하게는 380 ㎚ 와 750 ㎚ 사이에 전체 복수의 방출 최대를 가져, 전체가 백색 방출을 야기하고, 즉, 형광 또는 인광을 발할 수 있으며, 청색 또는 황색 또는 오렌지색 또는 적색광을 방출할 수 있는 다양한 방출 화합물이 방출층에 사용된다. 하나 이상의 층이 바람직하게는 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하고, 3 개의 층이 청색, 녹색 및 오렌지색 또는 적색 방출을 나타내는 3-층 시스템, 즉, 3 개의 방출층을 갖는 시스템 (기본 구조는, 예를 들어 WO 2005/011013 을 참조한다) 이 특히 바람직하다. 백색 광의 생성에 대해, 넓은 파장 범위에서 방출하는 개별적으로 사용되는 방출제 화합물이 색상을 방출하는 다수의 방출제 화합물 대신에 또한 적합할 수 있다는 것을 유념해야만 한다.
본 발명에 따른 화합물은 대안적으로 및/또는 추가로 정공 수송층에 또는 또다른 층에 또한 존재할 수 있다.
화학식 (I) 의 화합물을 방출층에서 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 화학식 (I) 의 화합물은 방출 재료 (방출제 화합물) 로서 사용하기에 적합하다.
본 발명에 따른 화합물은 청색-방출 방출제 화합물로서 사용하기에 특히 적합하다. 염려되는 전자 소자는 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 단일 방출층을 포함할 수 있거나 또는 이것은 2 개 이상의 방출층을 포함할 수 있다. 추가의 방출층은 여기서 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물 또는 대안적으로는 다른 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화합물이 방출층 내의 방출 재료로서 사용되는 경우, 이것은 바람직하게는 하나 이상의 매트릭스 재료와 조합으로 사용된다.
방출층의 혼합물 내에 본 발명에 따른 화합물의 비율은 이 경우 바람직하게는 0.1 내지 50.0 부피%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 20.0 부피%, 매우 특히 바람직하게는 1.0 내지 10.0 부피% 이다. 따라서, 매트릭스 재료 또는 매트릭스 재료들의 비율은, 50.0 내지 99.9 부피%, 특히 바람직하게는 80.0 내지 99.5 부피%, 및 매우 특히 바람직하게는 90.0 내지 99.0 부피% 이다.
방출제로서 본 발명에 따른 재료와 조합으로 사용하기에 바람직한 매트릭스 재료는 올리고아릴렌 (예를 들어 EP 676461 에 따른 2,2',7,7'-테트라페닐스피로비플루오렌, 또는 디나프틸안트라센), 특히 축합 방향족 기를 함유하는 올리고아릴렌, 올리고아릴렌비닐렌 (예를 들어 EP 676461 에 따른 DPVBi 또는 스피로-DPVBi), 다자리 금속 착물 (예를 들어 WO 2004/081017 에 따름), 정공 전도성 화합물 (예를 들어 WO 2004/058911 에 따름), 전자 전도성 화합물, 특히 케톤, 포스핀 옥사이드, 술폭시드 등 (예를 들어 WO 2005/084081 및 WO 2005/084082 에 따름), 아트롭이성질체 (예를 들어 WO 2006/048268 에 따름), 보론산 유도체 (예를 들어 WO 2006/117052 에 따름) 또는 벤즈안트라센 (예를 들어 WO 2008/145239 에 따름) 의 부류에서 선택된다. 특히 바람직한 매트릭스 재료는 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센 및/또는 피렌 또는 이들 화합물의 아트롭이성질체를 포함하는 올리고아릴렌, 올리고아릴렌비닐렌, 케톤, 포스핀 옥사이드 및 술폭시드의 부류에서 선택된다. 매우 특히 바람직한 매트릭스 재료는 안트라센, 벤즈안트라센, 벤조페난트렌 및/또는 피렌 또는 이들 화합물의 아트롭이성질체를 포함하는 올리고아릴렌의 부류에서 선택된다. 본 발명의 의미에서의 올리고아릴렌은, 3 개 이상의 아릴 또는 아릴렌기가 서로 결합되는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다.
방출층 내에서 화학식 (I) 의 화합물과 조합으로 사용하기에 바람직한 매트릭스 재료는 하기 표에 명시된다.
Figure 112015074691186-pct00033
Figure 112015074691186-pct00034
Figure 112015074691186-pct00035
본 발명에 따른 화합물은 또한 다른 층에서, 예를 들어 정공 주입층 또는 정공 수송층 또는 전자 차단층에서 정공 수송 재료로서 또는 방출층에서 매트릭스 재료로서, 바람직하게는 인광성 방출제에 대한 매트릭스 재료로서 사용될 수 있다.
화학식 (I) 의 화합물을 정공 수송층, 정공 주입층 또는 전자 차단층에서 정공 수송 재료로서 사용하는 경우, 상기 화합물은 정공 수송층에서 순수한 재료로서, 즉, 100 % 의 비율로 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 또다른 화합물과 조합하여 사용될 수 있다. 바람직한 구현예에 의하면, 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 유기 층은 또한 하나 이상의 p-도판트를 추가로 포함한다. 본 발명에 의하면, 사용되는 p-도판트는 바람직하게는 혼합물 중의 하나 이상의 다른 화합물을 산화시킬 수 있는 유기 전자 수용체 화합물이다.
p-도판트의 특히 바람직한 구현예는 WO 2011/073149, EP 1968131, EP 2276085, EP 2213662, EP 1722602, EP 2045848, DE 102007031220, US 8044390, US 8057712, WO 2009/003455, WO 2010/094378, WO 2011/120709, US 2010/0096600 및 WO 2012/095143 에 기재된 화합물이다.
화학식 (I) 의 화합물이 방출층 내의 인광성 방출제와 조합으로 매트릭스 재료로서 사용되는 경우, 인광성 방출제는 바람직하게는 하기 표시되는 인광성 방출제의 부류 및 구현예로부터 선택된다. 게다가, 하나 이상의 추가의 매트릭스 재료가 바람직하게는 이 경우 방출층에 존재한다.
소위 상기 유형의 혼합-매트릭스 시스템은 바람직하게는 2 개 또는 3 개의 상이한 매트릭스 재료, 특히 바람직하게는 2 개의 상이한 매트릭스 재료를 포함한다. 본원에서 2 개의 재료 중 하나가 정공 수송성을 갖는 재료이고 다른 재료가 전자 수송성을 갖는 재료인 것이 바람직하다. 화학식 (I) 의 화합물은 바람직하게는 정공 수송성을 갖는 재료이다.
그러나, 혼합-매트릭스 성분의 원하는 전자 수송성 및 정공 수송성은 또한 또다른 혼합-매트릭스 성분(들)이 기타 기능을 충족하는 단일 혼합-매트릭스 성분에 원칙적으로 또는 완전히 조합될 수 있다. 여기에서, 2 종의 상이한 매트릭스 재료는 1:50 내지 1:1, 바람직하게는 1:20 내지 1:1, 특히 바람직하게는 1:10 내지 1:1 및 매우 특히 바람직하게는 1:4 내지 1:1 의 비율로 존재할 수 있다. 혼합-매트릭스 시스템은 바람직하게는 인광성 유기 전계발광 소자에서 사용된다. 혼합-매트릭스 시스템에 대한 보다 정확한 정보는 특히 출원 WO 2010/108579 에서 제공된다.
본 발명에 따른 화합물과 조합으로 혼합-매트릭스 시스템의 매트릭스 성분으로서 사용될 수 있는 특히 적합한 매트릭스 재료는 어떤 유형의 방출제 화합물이 혼합-매트릭스 시스템에서 사용되는지에 따라, 하기에 표시된 인광성 방출제에 대해 바람직한 매트릭스 재료 또는 형광성 방출제에 대해 바람직한 매트릭스 재료로부터 선택된다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 소자 내의 상응하는 기능적 재료로서 사용하기에 일반적으로 바람직한 부류의 재료가 하기에 표시된다.
적합한 인광성 방출제는 특히, 적합한 여기시에, 바람직하게는 가시 영역에서 발광하며, 또한 20 초과, 바람직하게는 38 초과 84 미만, 특히 바람직하게는 56 초과 80 미만의 원자 번호를 갖는 하나 이상의 원자를 함유하는 화합물이다. 사용되는 인광성 방출제는 바람직하게는 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 루테늄, 오스뮴, 로듐, 이리듐, 팔라듐, 백금, 은, 금 또는 유로퓸을 함유하는 화합물, 특히 이리듐, 백금 또는 구리를 함유하는 화합물이다.
본 발명의 목적을 위해서, 모든 발광성 이리듐, 백금 또는 구리 착물은 인광성 화합물로서 간주된다.
상술한 인광성 방출제의 예는 출원 WO 2000/70655, WO 2001/41512, WO 2002/02714, WO 2002/15645, EP 1191613, EP 1191612, EP 1191614, WO 2005/033244, WO 2005/019373 및 US 2005/0258742 에 의해 공개된다. 일반적으로, 종래 기술에 따라서 인광성 OLED 에 사용되며, 유기 전계발광 소자 분야에서의 당업자에게 공지되어 있는 모든 인광성 착물이 본 발명에 따른 소자에 사용하기에 적합하다. 당업자는 또한 진보성 없이, 또다른 인광성 착물을 본 발명에 따른 화합물과 조합하여 OLED 에 사용할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 화합물 외에, 바람직한 형광성 방출제는 아릴아민의 부류로부터 선택된다. 본 발명의 의미에서의 아릴아민 또는 방향족 아민은, 질소에 직접 결합된 3 개의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계를 함유하는 화합물을 의미한다. 이들 방향족 또는 헤테로방향족 고리계의 하나 이상은, 바람직하게는 축합 고리계, 특히 바람직하게는 14 개 이상의 방향족 고리 원자를 갖는 축합 고리계이다. 이의 바람직한 예는 방향족 안트라센아민, 방향족 안트라센디아민, 방향족 피렌아민, 방향족 피렌디아민, 방향족 크리센아민 또는 방향족 크리센디아민이다. 방향족 안트라센아민은, 하나의 디아릴아미노기가 안트라센기에 직접, 바람직하게는 9-위치에서 결합되는 화합물을 의미한다. 방향족 안트라센디아민은, 2 개의 디아릴아미노기가 안트라센기에 직접, 바람직하게는 9,10-위치에서 결합되는 화합물을 의미한다. 방향족 피렌아민, 피렌디아민, 크리센아민 및 크리센디아민은, 디아릴아미노기가 바람직하게는 1-위치 또는 1,6-위치에서 피렌에 결합되는 경우, 상기와 유사하게 정의된다.
형광성 방출제 화합물과 사용하기 위한 바람직한 매트릭스 재료는 상기에 나타내진다.
인광성 방출제에 대한 바람직한 매트릭스 재료는, 예를 들어 WO 2004/013080, WO 2004/093207, WO 2006/005627 또는 WO 2010/006680 에 따른 방향족 케톤, 방향족 포스핀 옥사이드 또는 방향족 술폭시드 또는 술폰, WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527 또는 WO 2008/086851 에 기재된 트리아릴아민, 카르바졸 유도체, 예를 들어 CBP (N,N-비스카르바졸릴비페닐) 또는 카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 따른 인돌로카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2010/136109, WO 2011/000455 또는 WO 2013/041176 에 따른 인데노카르바졸 유도체, 예를 들어 EP 1617710, EP 1617711, EP 1731584, JP 2005/347160 에 따른 아자카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2007/137725 에 따른 양극성 매트릭스 재료, 예를 들어 WO 2005/111172 에 따른 실란, 예를 들어 WO 2006/117052 에 따른 아자보롤 또는 보론산 에스테르, 예를 들어 WO 2010/015306, WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 따른 트리아진 유도체, 예를 들어 EP 652273 또는 WO 2009/062578 에 따른 아연 착물, 예를 들어 WO 2010/054729 에 따른 디아자실롤 또는 테트라아자실롤 유도체, 예를 들어 WO 2010/054730 에 따른 디아자포스폴 유도체, 예를 들어 US 2009/0136779, WO 2010/050778, WO 2011/042107, WO 2011/088877 또는 WO 2012/143080 에 따른 가교 카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2012/048781 에 따른 트리페닐렌 유도체, 또는 예를 들어 WO 2011/116865 또는 WO 2011/137951 에 따른 락탐이다.
본 발명에 따른 화합물 외에, 본 발명에 따른 전자 소자의 정공 주입 또는 정공 수송층 또는 전자 차단층에 또는 전자 수송층에 사용될 수 있는 적합한 전하 수송 재료는, 예를 들어 Y. Shirota et al., Chem. Rev. 2007, 107(4), 953-1010 에 기재된 화합물, 또는 종래 기술에 따라서 이들 층에 사용되는 기타 재료이다.
전자 수송층에 사용될 수 있는 재료는 종래 기술에 따라서 전자 수송층에서 전자 수송 재료로서 사용되는 모든 재료이다. 알루미늄 착물, 예를 들어 Alq3, 지르코늄 착물, 예를 들어 Zrq4, 리튬 착물, 예를 들어, Liq, 벤즈이미다졸 유도체, 트리아진 유도체, 피리미딘 유도체, 피리딘 유도체, 피라진 유도체, 퀴녹살린 유도체, 퀴놀린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 방향족 케톤, 락탐, 보란, 디아자포스폴 유도체 및 포스핀 옥사이드 유도체가 특히 적합하다. 또한, 적합한 재료는, JP 2000/053957, WO 2003/060956, WO 2004/028217, WO 2004/080975 및 WO 2010/072300 에 기재된 바와 같은, 상술한 화합물의 유도체이다.
본 발명에 따른 전계발광 소자에서의 정공 수송, 정공 주입 또는 전자 차단층에 사용될 수 있는 바람직한 정공 수송 재료는 인데노플루오렌아민 유도체 (예를 들어 WO 06/122630 또는 WO 06/100896 에 따름), EP 1661888 에 기재된 아민 유도체, 헥사아자트리페닐렌 유도체 (예를 들어 WO 01/049806 에 따름), 축합 방향족 고리를 함유하는 아민 유도체 (예를 들어 US 5,061,569 에 따름), WO 95/09147 에 기재된 아민 유도체, 모노벤조인데노플루오렌아민 (예를 들어 WO 08/006449 에 따름), 디벤조인데노플루오렌아민 (예를 들어 WO 07/140847 에 따름), 스피로비플루오렌아민 (예를 들어 WO 2012/034627 또는 WO 2013/120577 에 따름), 플루오렌아민 (예를 들어 아직 공개되지 않은 출원 EP 12005369.9, EP 12005370.7 및 EP 12005371.5 에 따름), 스피로디벤조피란아민 (예를 들어 WO 2013/083216 에 따름) 및 디히드로아크리딘 유도체 (예를 들어 WO 2012/150001 에 따름) 이다. 특히, 본 발명에 따른 화합물은 정공 수송 재료로서 사용될 수 있다.
유기 전계발광 소자의 캐소드는 바람직하게는 낮은 일 함수를 갖는 금속, 금속 합금 또는, 예를 들어 알칼리 토금속, 알칼리 금속, 주족 금속 또는 란탄족 원소 (예를 들어 Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm 등) 와 같은 다양한 금속을 포함하는 다층 구조를 포함한다. 또한, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 은을 포함하는 합금, 예를 들어 마그네슘 및 은을 포함하는 합금이 적합하다. 다층 구조의 경우, 상기 금속 외에도, 예를 들어 Ag 또는 Al 과 같은 비교적 높은 일 함수를 갖는 또다른 금속이 또한 사용될 수 있으며, 이 경우, 예를 들어 Ca/Ag, Mg/Ag 또는 Ag/Ag 와 같은 금속의 조합이 일반적으로 사용된다. 또한, 높은 유전 상수를 갖는 재료의 얇은 중간층을 금속성 캐소드와 유기 반도체 사이에 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 알칼리 금속 불소화물 또는 알칼리 토금속 불소화물, 그러나 또한 상응하는 산화물 또는 탄산염 (예를 들어 LiF, Li2O, BaF2, MgO, NaF, CsF, Cs2CO3 등) 이, 이 목적에 적합하다. 또한, 리튬 퀴놀리네이트 (LiQ) 가 이 목적으로 사용될 수 있다. 이 층의 층 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎚ 이다.
애노드는 바람직하게는 높은 일 함수를 갖는 재료를 포함한다. 애노드는 바람직하게는 진공에 비해서 4.5 eV 초과의 일 함수를 가진다. 한편, 예를 들어 Ag, Pt 또는 Au 와 같은 높은 산화환원 전위를 갖는 금속이, 이 목적에 적합하다. 다른 한편으로는, 금속/금속 산화물 전극 (예를 들어 Al/Ni/NiOx, Al/PtOx) 이 또한 바람직할 수 있다. 일부 용도의 경우, 전극의 하나 이상은 유기 재료 (유기 태양 전지) 또는 빛의 커플링-아웃 (coupling-out) (OLED, O-레이저) 의 조사를 용이하게 하기 위해서, 투명하거나 또는 부분적으로 투명해야 한다. 여기에서, 바람직한 애노드 재료는 전도성 혼합 금속 산화물이다. 산화 인듐 주석 (ITO) 또는 산화 인듐 아연 (IZO) 이 특히 바람직하다. 또한, 전도성의 도핑된 유기 재료, 특히 전도성의 도핑된 중합체가 바람직하다.
본 발명에 따른 소자의 수명은 물 및/또는 공기의 존재하에서 단축되기 때문에, 소자는 접촉부를 구비하여 적절히 (용도에 따라서) 구조화되고, 마지막으로 밀봉된다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자는, 진공 승화 장치에서 10-5 mbar 미만, 바람직하게는 10-6 mbar 미만의 초기 압력으로 재료를 증착시켜 적용하는 승화 공정에 의해서 하나 이상의 층을 코팅하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 여기에서는, 초기 압력을 더욱 낮게, 예를 들어 10-7 mbar 미만으로 하는 것이 또한 가능하다.
마찬가지로, OVPD (유기 증기상 증착) 공정에 의해서 또는 캐리어 가스 승화의 도움으로 하나 이상의 층을 코팅하는 것을 특징으로 하며, 재료에 10-5 mbar 내지 1 bar 의 압력을 가하는 유기 전계발광 소자가 바람직하다. 이 공정의 특별한 경우는, 노즐을 통해 직접 재료를 적용하여 구조화하는 OVJP (유기 증기 젯 인쇄) 공정이다 (예를 들어 M. S. Arnold et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301).
또한, 예를 들어 스핀 코팅에 의해서, 또는 임의의 원하는 인쇄 공정, 예를 들어 스크린 인쇄, 플렉소 인쇄, 노즐 인쇄 또는 오프셋 인쇄, 그러나 특히 바람직하게는 LITI (광 유도 열 화상, 열 전사 인쇄) 또는 잉크 젯 인쇄에 의해서, 용액으로부터 하나 이상의 층을 제조하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자가 바람직하다. 화학식 (I) 의 가용성 화합물이, 이 목적을 위해 필요하다. 높은 용해도는, 이 화합물의 적합한 치환을 통해 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 소자를 제조하기 위해서, 또한 용액으로부터 하나 이상의 층을, 그리고 승화 공정에 의해 하나 이상의 층을 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 전자 소자는, 조명 용도에서의 광원으로서 및 의료용 및/또는 미용 용도 (예를 들어 광선 치료) 에서의 광원으로서 디스플레이에 사용될 수 있다.
작업예
A) 합성예
A-1) 변형체 I:
일반 반응식:
Figure 112015074691186-pct00036
A-1-1) 빌딩 블록 (If-1) 내지 (If-5) 의 합성
메틸 1-페닐나프탈렌-2-카르복실레이트 (Ia)
메틸 1-브로모나프탈렌-2-카르복실레이트 (70.0 g, 264 mmol), 페닐-보론산 (38.6 g, 317 mmol) 및 칼륨 포스페이트 일수화물 (182 g, 792 mmol) 을 0.2 l 의 톨루엔, 0.2 l 의 디옥산 및 0.2 l 의 물의 혼합물에 용해하고, 팔라듐 아세테이트 (1.18 g, 5.3 mmol) 및 트리-오르토-톨릴포스핀 (3.2 g, 10.6 mmol) 을 첨가한다. 배치를 밤새 환류 하에 가열하고, 실온으로 냉각시키고, 증류수로 확장시킨다. 상 분리 후, 수성상을 톨루엔으로 수 회 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, 산화알루미늄을 통해 여과한다. 유기상을 증발시켜, 오렌지색 오일을 산출하고, 69 g 의 생성물 (이론의 99%) 을 산출한다.
2-(1-페닐나프탈렌-2-일)프로판-2-올 (Ib)
(Ia) (69 g, 264 mmol) 및 세륨(III) 클로라이드 (71 g, 291 mmol) 를 500 ml 의 THF 에 용해하고, 메틸마그네슘 클로라이드 (THF 중의 3 M 용액) (308 ml, 925 mmol) 를 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 빙냉 배치에서 밤새 실온으로 가온시킨다. 배치를 포화 NH4Cl 용액을 사용하여 조심스럽게 가수분해하고 4% 염산을 사용하여 중화시킨다. 혼합물을 증류수로 확장시키고, 톨루엔으로 충분히 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 수 회 탄산수소나트륨 용액으로 1 회 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 진공 하에서의 용매의 제거로 옅은-베이지색 고체를 산출하고, 이것을 헵탄/톨루엔 혼합물로부터 재결정화하여, 무색 고체로서 52 g (이론의 75%) 을 산출한다.
7,7-디메틸-7H-벤조[c]플루오렌 (Ic)
(Ib) (52 g, 198 mmol) 를 500 ml 의 DCM 에 용해하고, 메탄설폰산 (64 ml, 991 mmol) 및 다중인산 (77 g, 793 mmol) 을 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 밤새 실온으로 가온시킨다. 혼합물을 에탄올로 확장시키고 증발시킨다. 잔류물을 톨루엔에 용해하고, NaOH 용액 및 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 진공 하에서의 용매의 제거 후, 고체를 에탄올로부터 재결정화하여, 44 g 의 황색 고체 (이론의 91%) 를 산출한다.
5-브로모-7,7-디메틸-7H-벤조[c]플루오렌 (Id)
(Ic) (38.2 g, 156 mmol) 를 0.3 l 의 클로로포름에 용해하고, 0℃ 로 냉각시킨다. 0.2 l 의 클로로포름 중의 2브롬 용액 (117 g, 660 mmol) 을 교반하면서, 반응 온도가 5℃ 초과로 상승하지 않는 그러한 속도로 적가한다. 반응을 빙냉 배치에서 밤새 실온으로 가온시킨다. 200 ml 의 10% 나트륨 티오설페이트 용액을 첨가하고, 상을 분리한다. 수성상을 DCM 으로 수 회 추출한다. 유기상을 증류수로 세척하고, 건조시키고 용매를 제거한다. 수득된 고체를 톨루엔/헵탄으로부터 재결정화하여, 50 g 의 무색 고체 (이론의 99%) 를 산출한다.
7,7-디메틸-5-페닐-7H-벤조[c]플루오렌 (Ie-1)
(Id) (28.5 g, 88 mmol), 페닐보론산 (13.2 g, 106 mmol) 및 칼륨 카보네이트 (30.5 g, 220 mmol) 를 150 ml 의 톨루엔 및 150 ml 의 물의 혼합물에 용해하고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (1.02 g, 0.9 mmol) 을 첨가한다. 배치를 환류 하에 밤새 가열하고, 실온으로 냉각시키고, 증류수로 확장시킨다. 상 분리 후, 수성상을 톨루엔으로 수 회 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, AlOx 및 실리카 겔을 통해 여과한다. 유기상을 증발시키고, 산출된 고체를 에탄올로 세척하여, 25.9 g (이론의 92%) 의 생성물을 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00037
Figure 112015074691186-pct00038

9-브로모-7,7-디메틸-5-페닐-7H-벤조[c]플루오렌 (If-1)
(Ie-1) (25.8 g, 81 mmol) 을 0.15 l 의 클로로포름에 용해하고, 0℃ 로 냉각시킨다. 0.1 l 의 클로로포름 중의 2브롬 용액 (13.6 g, 85 mmol) 을 교반하면서, 반응 온도가 5℃ 초과로 상승하지 않는 그러한 속도로 적가한다. 반응을 빙냉 배치에서 밤새 실온으로 가온시킨다. 100 ml 의 10% 나트륨 티오설페이트 용액을 첨가하고, 상을 분리한다. 수성상을 DCM 으로 수 회 추출한다. 유기상을 증류수로 세척하고, 건조시키고 용매를 제거한다. 수득된 고체를 톨루엔/헵탄으로부터 재결정화하여, 22 g 의 무색 고체 (이론의 62%) 를 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00039
Figure 112015074691186-pct00040

A-1-2) 빌딩 블록 (If-6) 의 합성
Figure 112015074691186-pct00041
디페닐-(1-페닐나프탈렌-2-일)메탄올 (Ib-6)
(Ia) (35 g, 133 mmol) 및 세륨(III) 클로라이드 (36 g, 146 mmol) 를 250 ml 의 THF 에 용해하고, 페닐마그네슘 클로라이드 (THF 중의 3 M 용액) (150 ml, 450 mmol) 를 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 빙냉 배치에서 밤새 실온으로 가온시킨다. 배치를 포화 NH4Cl 용액을 사용하여 조심스럽게 가수분해하고 4% 염산을 사용하여 중화시킨다. 혼합물을 증류수로 확장시키고, 톨루엔으로 충분히 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 수 회 탄산수소나트륨 용액으로 1 회 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 진공 하에서의 용매의 제거로 옅은-베이지색 고체를 산출하고, 이것을 헵탄/톨루엔으로부터 재결정화하여, 무색 고체로서 41 g (이론의 80%) 을 산출한다.
빌딩 블록 (Ic-6) 을 88% 의 수율로, (Ic) 와 유사하게 합성한다.
빌딩 블록 (Id-6) 을 95%의 수율로, (Id) 와 유사하게 합성한다.
빌딩 블록 (Ie-6) 을 82% 의 수율로, (Ie-1) 과 유사하게 합성한다.
빌딩 블록 (If-6) 을 68% 의 수율로, (If-1) 과 유사하게 합성한다.
A-1-3) 빌딩 블록 (Id-7) 의 합성
Figure 112015074691186-pct00042
7H-벤조[c]플루오렌을 하기 문헌 절차에 따라 합성하였다: Organic Letters, 2009, Vol. 11, No. 20, 4588-4591.
(Ia-7) 의 합성:
7H-벤조[c]플루오렌 (38 g, 176 mmol), 1,5-디브로모펜탄 (40.5 g, 176 mmol) 및 테트라부틸암모늄 브로마이드 (32.3 g, 100 mmol) 를 0.5 l 의 톨루엔에 용해하고, 0.5 l 의 3M NaOH 용액을 첨가하고, 반응을 환류 하에 밤새 비등시킨다. 반응을 실온으로 냉각하고, 상을 분리하고, 수성상을 톨루엔으로 3 회 추출한다. 유기상을 증류수로 세척하고, 건조시키고 용매를 제거한다. 수득된 고체를 톨루엔/헵탄으로부터 재결정화하여, 31 g 의 무색 고체 (이론의 62%) 를 산출한다.
빌딩 블록 (Ib-7) 을 87% 의 수율로, (Id) 와 유사하게 합성한다.
빌딩 블록 (Ic-7) 을 89% 의 수율로, (Ie-1) 과 유사하게 합성한다.
빌딩 블록 (Id-7) 을 65% 의 수율로, (If-1) 과 유사하게 합성한다.
A-1-4) 표적 화합물 (I-1) 내지 (I-13) 의 합성
Figure 112015074691186-pct00043
비스-(7,7-디메틸-5-페닐-7H-벤조[c]플루오렌-9-일)-p-톨릴아민 (I-1)
(If-1) (14 g, 35 mmol) 및 p-톨릴아민 (1.7 g, 16 mmol) 을 200 ml 의 톨루엔에 용해한다. 톨루엔 중의 1M 트리-tert-부틸포스핀 용액 (3.6 ml, 3.6 mmol), 팔라듐(II) 아세테이트 (5.0 g, 17.4 mmol) 및 나트륨 tert-부톡시드 (10 g, 104 mmol) 를 이어서 반응 용액에 첨가하고, 이것을 환류 하에 밤새 가열한다. 혼합물을 톨루엔 및 증류수로 실온에서 확장시키고, 유기상을 분리해내고, 수성상을 톨루엔으로 수 회 추출한다. 유기상을 황산마그네슘을 사용하여 건조시키고, AlOx 및 실리카 겔을 통해 여과하고 증발시킨다. 잔류물을 헵탄/톨루엔으로부터 재결정화하여, 화합물 (I-1) 을 연한-황색 고체 (6 g, 이론의 23%) 로서 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00044
Figure 112015074691186-pct00045
Figure 112015074691186-pct00046
Figure 112015074691186-pct00047

A-2) 변형체 II:
Figure 112015074691186-pct00048
출발 재료 트리스-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐]아민의 합성은 하기 공개문헌: Chem. Mater. 2011, 23, 4428-4434 에 기재되어 있다.
트리스[4-(2-메톡시카르보닐나프트-1-일)페닐]아민 (IIa)
메틸 1-브로모나프탈렌-2-카르복실레이트 (40 g, 150 mmol), 트리스-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐]아민 (23.5 g, 37.5 mmol) 및 칼륨 포스페이트 일수화물 (130 g, 0.56 mol) 을 0.75 l 의 톨루엔, 0.75 l 의 디옥산 및 0.75 l 의 물의 혼합물에 용해하고, 팔라듐 아세테이트 (0.67 g, 3 mmol) 및 트리-오르토-톨릴포스핀 (5.5 g, 18 mmol) 을 첨가한다. 배치를 환류 하에 밤새 가열하고, 실온으로 냉각시키고, 증류수로 확장시킨다. 상 분리 후, 수성상을 톨루엔으로 수 회 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, AlOx 를 통해 여과한다. 유기상을 증발시키고, 옅은-황색 고체로서: 19.5 g (이론의 65%) 을 산출한다.
트리스-[4-(2-(프로판-2-올-2-일)나프트-1-일)페닐]아민 (IIb)
(IIa) (19.5 g, 25.4 mmol) 및 세륨(III) 클로라이드 (39 g, 81.9 mmol) 를 1 l 의 THF 에 용해하고, 메틸마그네슘 클로라이드 (THF 중의 3 M 용액) (330 ml, 975 mmol) 를 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 빙냉 배치에서 밤새 실온으로 가온시킨다. 배치를 포화 NH4Cl 용액을 사용하여 조심스럽게 가수분해하고 4% 염산을 사용하여 중화시킨다. 혼합물을 증류수로 확장시키고, 톨루엔으로 충분히 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 수 회 탄산수소나트륨 용액으로 1 회 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매의 제거 후, 고체를 헵탄/톨루엔 혼합물로부터 재결정화하여, 무색 고체로서 15.6 g (이론의 80%) 을 산출한다.
트리스-(7,7-디메틸-7H-벤조[c]플루오렌-9-일)아민 (II)
(IIb) (15.6 g, 19.5 mmol) 를 600 ml 의 DCM 에 용해하고, 메탄설폰산 (20 ml, 0.3 mol) 및 다중인산 (23 g, 230 mmol) 을 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 밤새 실온으로 가온시킨다. 혼합물을 에탄올로 확장시키고 증발시킨다. 잔류물을 톨루엔에 용해하고, NaOH 용액 및 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 진공 하에서의 용매의 제거 후, 고체를 실리카-겔 컬럼 (헵탄/에틸 아세테이트) 을 통해 정제하여, 화합물 (II) 를 황색 고체로서: 5.46 g (이론의 40%) 을 산출한다.
A-3) 변형체 III:
Figure 112015074691186-pct00049
출발 재료 비스-(4-브로모페닐)-(4-tert-부틸페닐)아민 및 비스-(4-브로모페닐)-(4-sec-부틸페닐)아민을 하기 공개문헌: Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry, 2011, vol. 49, 2, 352 - 360 으로부터의 방법에 의해 합성한다. 비페닐-4-일-비스-(4-브로모페닐)아민의 합성을 WO 2009/139358 에 따라 실시한다.
비스-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페닐]-(4-tert-부틸페닐)아민 (IIIa-1)
비스-(4-브로모페닐)-(4-tert-부틸페닐)아민 (27.6 g, 60 mmol) 및 비스피나콜레이토디보란 (38.1 g, 150 mmol) 을 0.5 l 의 THF 에 용해한다. 칼륨 아세테이트 (49 g, 500 mmol) 및 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센팔라듐(II) 디클로라이드 * DCM (1.45 g, 1.8 mmol) 을 이후 반응 용액에 첨가하고, 이후 이것을 환류 하에 밤새 가열한다. 실온으로 냉각 후, 배치를 DCM 및 증류수로 확장시키고, 수성상을 DCM 으로 수 회 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 세척하고, 황산마그네슘을 사용한 건조 후, AlOx 를 통해 여과한다. 용매를 대기압에서 제거한다. 수득된 고체를 톨루엔/헵탄 혼합물로부터 재결정화하여, 23.7 g 의 옅은-회색 분말 (이론의 72%) 을 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00050

비스-[4-(2-메톡시카르보닐나프트-1-일)페닐]-(4-tert-부틸페닐)-아민 (IIIb-1)
(IIIa-1) (23.7 g, 42.1 mmol), 메틸 1-브로모나프탈렌-2-카르복실레이트 (40.0 g, 151 mmol) 및 칼륨 포스페이트 일수화물 (130 g, 565 mmol) 을 0.75 l 의 톨루엔, 0.75 l 의 디옥산 및 0.75 l 의 물의 혼합물에 용해하고, 팔라듐 아세테이트 (675 mg, 3.0 mmol) 및 트리-오르토-톨릴포스핀 (5.5 g, 18 mmol) 을 첨가한다. 배치를 밤새 환류 하에 가열하고, 실온으로 냉각시키고, 증류수로 확장한다. 상 분리 후, 수성상을 톨루엔으로 수 회 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, AlOx 를 통해 여과한다. 유기상을 증발시키고, 화합물 (IIIb-1) 을 옅은-황색 고체: 20.6 g (이론의 73%) 로서 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00051

비스-[4-(2-(프로판-2-올-2-일)나프트-1-일)페닐]-(4-tert-부틸페닐)-아민 (IIIc-1)
(IIIb-1) (20.5 g, 26.7 mmol) 및 세륨(III) 클로라이드 (41 g, 86 mmol) 를 1 l 의 THF 에 용해하고, 메틸마그네슘 클로라이드 (THF 중의 3 M 용액) (350 ml, 1.05 mol) 를 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 빙냉 배치에서 밤새 실온으로 가온시킨다. 배치를 포화 NH4Cl 용액을 사용하여 조심스럽게 가수분해하고 4% 염산을 사용하여 중화시킨다. 혼합물을 증류수로 확장시키고, 톨루엔으로 충분히 추출한다. 수합된 유기상을 증류수로 수 회 탄산수소나트륨 용액으로 1 회 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매의 제거 후, 고체를 헵탄/톨루엔 혼합물로부터 재결정화하여, 무색 고체로서 16.4 g (이론의 80%) 을 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00052

비스-(7,7-디메틸-7H-벤조[c]플루오렌-9-일)-(4-tert-부틸페닐)아민 (III-1)
(IIIc-1) (16.2 g, 20.3 mmol) 을 600 ml 의 DCM 에 용해하고, 메탄설폰산 (20.0 ml, 300 mmol) 및 다중인산 (24.4 g, 24.4 mmol) 을 0℃ 에서 첨가한다. 반응 용액을 밤새 실온으로 가온시킨다. 혼합물을 에탄올로 확장시키고 증발시킨다. 잔류물을 톨루엔에 용해하고, NaOH 용액 및 증류수로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시킨다. 진공 하에서의 용매의 제거 후, 고체를 실리카-겔 컬럼 (헵탄/에틸 아세테이트) 을 통해 정제한 다음, 톨루엔/헵탄 혼합물로부터 재결정화하여, (III-1) 을 황색 고체로서: 5.8 g (이론의 45%) 을 산출한다.
하기 화합물을 유사하게 제조한다:
Figure 112015074691186-pct00053

B) 소자 예: OLED 의 제조
본 발명에 따른 OLED 및 종래 기술에 따른 OLED 는, 여기에서 기술한 상황 (층-두께 변화, 재료) 에 적합한 WO 04/058911 에 따라 일반적인 방법으로 제조된다.
다양한 OLED 의 데이터가 하기 실시예 (표 1 내지 3 참조) 에서 나타난다. 사용된 기판은 두께 50 ㎚ 의 구조화된 ITO (산화 인듐 주석) 가 코팅된 유리판이다. OLED 는 원칙적으로 하기의 층 구조를 가진다: 기판 / 완충제 (20 nm) / 정공 주입층 (HIL, 160 nm) / 정공 수송층 (HTL, 20 nm) / 방출층 (EML, 20 nm) / 전자 수송층 (ETL, 30 nm) / 전자 주입층 (LiQ 1 nm) 및 마지막으로 캐소드. 캐소드는 두께 100 ㎚ 의 알루미늄 층으로 형성된다. 두께 20 nm 의 Clevios P VP AI 4083 (Heraeus Clevios GmbH, Leverkusen 에서 구입) 의 층을 스핀 코팅에 의해 완충제로서 적용한다. 모든 나머지 재료를 진공 챔버에서 열 증기 증착에 의해 적용한다. OLED 의 EML 의 구조 및 본 층에서 사용된 재료는 표 1 에 제시된다. OLED 에서 사용된 모든 재료의 구조를 표 3 에 제시하며, HIL 은 정공 주입층의 재료를 나타내고, HTL 은 정공 수송층의 재료를 나타내고, ETL 은 전자 수송층의 재료를 나타내고, LiQ 는 전자 주입층의 재료를 나타낸다.
방출층 (EML) 은 언제나 하나 이상의 매트릭스 재료 (호스트 = H) 와 방출 화합물 (도판트 = D) 로 이루어지는데, 이것은 동시-증발에 의해, 부피에 의한 특정 비율로 매트릭스 재료와 혼련된다. H1:D1 (95%:5%) 와 같은 표현은 본원에서 매트릭스 재료 H1 이 95% 의 부피에 의한 비율로 층에 존재하고, 방출 화합물 D1 이 5% 의 비율로 층에 존재하는 것을 의미한다.
OLED 는 표준 방법을 특징으로 한다. 이 목적을 위하여, 램버트 방출 특성을 가정하는 전류/전압/발광 밀도 특성 라인 (IUL 특성 라인) 으로부터 산출되는, 발광 밀도의 함수로서의 전계발광 스펙트럼, 전류 효율 (cd/A 로 측정) 및 외부 양자 효율 (EQE, % 로 측정) 을 기록하고, 마지막으로 부품의 수명을 측정한다. 1000 cd/㎡ 의 발광 밀도에서 전계발광 스펙트럼을 기록하고, 이로부터 CIE 1931 x 및 y 색 좌표를 산출한다. 표현 EQE @ 1000 cd/㎡ 는 1000 cd/㎡ 의 작동 발광 밀도에서의 외부 양자 효율을 의미한다. 수명 LT50 @ 60 mA/㎠ 는, 발광 60 mA/㎠ 의 전류 밀도에서의 초기 휘도 (cd/㎡) 가 절반으로 감소할 때까지 흐르는 시간이다. 다양한 OLED 에 대해 수득되는 데이터는 표 2 에 요약된다.
OLED 에서 형광성 방출제로서의 본 발명에 따른 화합물의 용도
본 발명에 따른 화합물은 특히, 청색-방출 형광성 방출제로서 적합하다. 이를 위해, 화합물 D2, D3, D4 및 D5 를 포함하는 OLED 를 제조하였다 (비교예 E3 내지 E7).
종래 기술에 따른 방출제 V-D1 을 본 발명에 따른 화합물 대신에 사용하는 비교예 V1 및 V2 는, 아민 상의 단일 벤조플루오렌 치환기가 만족스러운 결과를 산출하지 않는다는 것을 (외부 양자 효율 및 수명에 대해 열악한 값) 명백하게 한다.
대조적으로, 외부 양자 효율에 대한 우수한 값이, 짙은-청색 방출 및 개선된 수명 (LT50) 과 함께 실시예 E3 내지 E7 에 제시되는 바와 같이, 형광성 방출제로서 본 발명에 따른 화합물로 달성된다.
Figure 112015074691186-pct00054
Figure 112015074691186-pct00055
Figure 112015074691186-pct00056
Figure 112015074691186-pct00057

Claims (15)

  1. 하기 화학식 (I-1) 의 화합물:
    Figure 112020066331195-pct00062

    (식 중:
    Z 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, CR1 또는 N 이고;
    X 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, BR2, C(R2)2, Si(R2)2, O 또는 S 이고;
    Ar1 은 6 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음) 이고;
    R1 은 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, C(=O)R3, CN, Si(R3)3, P(=O)(R3)2, S(=O)R3, S(=O)2R3, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 또는 2 내지 20 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -R3C=CR3-, -C≡C-, Si(R3)2, C=O, C=NR3, -C(=O)O-, -C(=O)NR3-, NR3, P(=O)(R3), -O-, -S-, SO 또는 SO2 에 의해 대체될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고;
    R2 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, C(=O)R3, CN, Si(R3)3, N(R3)2, P(=O)(R3)2, S(=O)R3, S(=O)2R3, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 또는 2 내지 20 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -R3C=CR3-, -C≡C-, Si(R3)2, C=O, C=NR3, -C(=O)O-, -C(=O)NR3-, NR3, P(=O)(R3), -O-, -S-, SO 또는 SO2 에 의해 대체될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 2 개 이상의 라디칼 R2 는 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
    R1-Ar-2 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H 또는 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 로부터 선택되고;
    R3 은 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, C(=O)R4, CN, Si(R4)3, N(R4)2, P(=O)(R4)2, S(=O)R4, S(=O)2R4, 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 20 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 또는 2 내지 20 개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐기 (상기-언급된 기는 각각 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 CH2 기는 -R4C=CR4-, -C≡C-, Si(R4)2, C=O, C=NR4, -C(=O)O-, -C(=O)NR4-, NR4, P(=O)(R4), -O-, -S-, SO 또는 SO2 에 의해 대체될 수 있고, 상기-언급된 기 내의 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 에 의해 대체될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이것은 각 경우 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이것은 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 2 개 이상의 라디칼 R3 은 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
    R4 는 각 경우, 동일 또는 상이하게, H, D, F 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼 (또한, 하나 이상의 H 원자는 D 또는 F 에 의해 대체될 수 있음) 임; 2 개 이상의 치환기 R4 는 서로에 대해 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있음).
  2. 제 1 항에 있어서, 기 Z 가 CR1 과 동일한 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서, Ar1 이 페닐, 나프틸, 비페닐, 테르페닐, 플루오레닐, 모노벤조플루오레닐, 디벤조플루오레닐, 스피로비플루오레닐, 인데노플루오레닐, 디벤조푸라닐, 카르바졸릴 및 디벤조티오페닐 (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R1 로 치환될 수 있음) 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서, 화학식 (I-1) 의 화합물이 아릴아미노기 -N(Ar1)- 외에 추가의 아릴아미노기를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제 1 항에 있어서, 기 X 가 C(R2)2 와 동일한 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 중합체, 올리고머 또는 덴드리머에 대한 결합(들)이, R1 또는 R2 로 치환되는 화학식 (I-1) 에서의 임의의 원하는 위치에서 배치될 수 있는, 하나 이상의 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 함유하는 올리고머, 중합체 또는 덴드리머.
  7. 하나 이상의 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 또는 하나 이상의, 중합체, 올리고머 또는 덴드리머에 대한 결합(들)이, R1 또는 R2 로 치환되는 화학식 (I-1) 에서의 임의의 원하는 위치에서 배치될 수 있는, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 함유하는 올리고머, 중합체 또는 덴드리머, 및 하나 이상의 용매를 포함하는 제형.
  8. 하나 이상의 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는, 유기 집적 회로 (OIC), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET), 유기 박막 트랜지스터 (OTFT), 유기 발광 트랜지스터 (OLET), 유기 태양 전지 (OSC), 유기 광 검출기, 유기 광수용체, 유기 전계 켄치 소자 (OFQD), 유기 발광 전기화학 전지 (OLEC), 유기 레이저 다이오드 (O-레이저) 및 유기 전계발광 소자 (OLED) 로 이루어진 군에서 선택되는 전자 소자.
  9. 제 8 항에 있어서, 화합물이 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층 및 방출층으로부터 선택되는 하나 이상의 유기 층에 존재하는 것을 특징으로 하는, 유기 전계발광 소자로부터 선택되는 전자 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 소자 내에서 사용되는 것을 특징으로 하는 화합물.
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