KR20110137298A - Ｕｖ 발광성 플루오렌계 공중합체 - Google Patents

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장-린 조우
충 칭 양
리후아 자오
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

화학식 I의 플루오렌계 공중합체는, 상기 플루오렌계 공중합체의 공간 배열이 실질적으로 비평면형으로 되게 하기에 충분한 공간적 상호작용을 제공하는 하나 이상의 입체 장애 화학적 기 및 플로오렌 기를 포함하는 단량체 유닛을 포함한다. 상기 플루오렌계 공중합체는 UV 발광을 보인다.

Description

ＵＶ 발광성 플루오렌계 공중합체{UV LIGHT-EMISSIVE FLUORENE-BASED COPOLYMERS}
본 발명은 플루오렌계 공중합체, 및 이의 제조 방법 및 발광 중합체로서의 용도에 관한 것이다.
유기 소분자 발광 다이오드(OLED) 및 중합체 발광 다이오드(PLED)는 최근 풀 컬러 평면형 패널 디스플레이 제품에서 상당히 발전되고 있다. 분자 설계 및 합성 방법에서의 발전은 엄청난 공헌을 이루었다. 무기 및 유기 하이브리드 LED에서, 유기 물질은, 발광을 위한 무기 반도체 나노결정 물질로 전달되는 발광 에너지를 공급한다. 최근 플루오렌계 중합체는 매력적인 발광 물질로서 떠오르고 있다. 그러나, 이런 플루오렌계 중합체는 충분한 안정성이 결여되며, 이는 이의 발광 특성에 영향을 준다.
본 발명의 실시양태는 하기 화학식 I의 플루오렌계 공중합체이다:
[화학식 I]
Figure pct00001
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 입체 장애 기이고,
Q는 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이고,
D는 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워지며 상기 방향족 잔기는 그에 부착된 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워지고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이고,
R1 및 D의 입체 장애 기는 화학식 I의 공간 배열이 실질적으로 비-평면형이 되기에 충분한 공간적 상호작용을 제공하고,
상기 공중합체는 UV 발광을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시양태는, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치된 중합체 층을 포함하는 발광 소자이다. 상기 중합체 층은 하기 화학식 I의 플루오렌계 공중합체를 포함한다:
[화학식 I]
Figure pct00002
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Q는 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이고,
D는 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워지며 상기 방향족 잔기는 그에 부착된 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워진다.
본 발명의 다른 실시양태는 실질적으로 평면형 공간 배열을 갖는 플루오렌계 중합체에 비해 개선된 발광 특성 및 안정성을 보이는 플루오렌계 공중합체의 제조 방법이다. 상기 제조 방법은 입체 장애 구조를 갖는 하나 이상의 화학적 기 및 플로오렌 기를 포함하는 단량체 유닛으로부터 플루오렌계 공중합체를 제조하는 것을 포함한다. 상기 화학적 기는 상기 플루오렌계 공중합체의 공간 배열을 비-평면형으로 만든다.
본원에 제공된 도면은 본 발명의 특정 실시양태의 이해를 원활하게 하는 것이 목적이며, 첨부된 특허청구범위의 범위에 대한 제한이 아닌 예시를 위해 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용한 발광 소자의 실시양태의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용한 발광 소자의 다른 실시양태의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용한 발광 소자의 다른 실시양태의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용한 발광 소자의 다른 실시양태의 개략도이다.
일반론
본 방법 및 조성물의 실시양태는 개선된 안성성 및 광 투명성과 함께 개선된 광학 성질, 예컨대 발광 수명 및 증폭된 발광을 갖는 UV 발광을 보이는 플루오렌계 공중합체의 설계 및 합성에 관한 것이다. 공지의 플루오렌계 중합체는 실질적으로 평면형인 공간 배열을 갖는다. 공지의 플루오렌계 공중합체의 자색광 및 UV 발광체로서의 성능은 그의 안정성에 의해 불량하게 되었다(예컨대, 예컨대 π-응집체(aggregate)/엑시머를 형성하는 경향, 케톤 결함에 대한 민감성 등).
표현 "공간 배열"은 공간에서의 중합체의 성분 잔기의 배열에 관한 것이다. 구 "실질적으로 평면형"은 플루오렌계 중합체의 고리들의 원자들이, 상기 고리들의 각 원자의 중심을 관통하는 평면에 있거나, 상기 고리들 중 하나의 각 원자의 중심을 관통하는 평면이 상기 고리들 중 다른 것의 각 원자의 중심을 관통하는 평면으로부터 약 10% 미만, 약 9% 미만, 약 8%, 약 7% 미만, 약 6% 미만, 약 5% 미만, 약 4% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만, 또는 약 1% 미만으로 변하는 것을 의미한다. 용어 "π-응집체/엑시머"는 중합체 쇄들의 자가-응집에 기인한 생성물을 의미하고, 보다 구체적으로는, 상기 용어는 여기 상태 상호작용(엑시머) 및/또는 기저(ground) 상태 상호작용(응집체)를 포함하는 플로오렌계 중합체에서의 쇄간(interchain) 상호작용을 의미하며, 이는 이런 중합체의 흡수 및/또는 발광에 강한 영향을 줄 것이다. 용어 "케톤 결함(ketone defect)"은 중합체의 광산화를 의미하며, 이는 비보호된 플루오렌 고리의 양성자가 산화되어 케톤을 형성함에 따라 라디칼적으로 플루오렌 고리의 발광에 영향을 주거나 파괴하는 상황을 가리킨다.
본 발명자들은 플루오렌계 중합체의 공간 배열이 실질적으로 비-평면형으로 되게 함으로써 상기의 개선된 특성(즉, 개선된 안정성과 함께 개선된 광학적 특성, 예컨대 발광 수명 및 증폭된 발광을 갖는 UV 발광)이 실현될 수 있고, 플루오렌계 중합체의 성능이 개선될 수 있음을 발견하였다. 본 실시양태에서, 플루오렌계 중합체의 효과적 공액결합 길이는 중합체 쇄로 특정 구조를 도입시킴에 의해 차단되는 중합체 골격을 포함하는 플루오렌계 공중합체의 형성에 의해 제어된다. 본 방법 및 조성물의 실시양태는 실질적으로 평면형의 입체 배열을 갖는 플루오렌계 중합체의 발광 특성 및 안정성을 증진시키는 방법에 관한 것이다. 본 방법은, 하나 이상의 입체 장애 기의 존재로부터 기인하는 입체 장애 구조를 갖는 하나 이상의 화학적 기 및 플로오렌 기를 포함하는 단량체 유닛으로부터 플루오렌계 공중합체를 제조하는 것을 포함한다. 입체 장애 구조는 플루오렌계 공중합체의 공간 배열이 비-평면형으로 되게 하는 화학적 기의 능력을 제공하는 구조이다.
구 "입체 장애 기"는, 공중합체 쇄 내에 존재함에 의해, 보통 입체 장애 기의 크기 때문에 공중합체 쇄가 실질적으로 평면형 배열로 되게 하는 능력을 저해하는 기를 의미한다. 상기 입체 장애 기는 입체 장애 기들의 상호작용이 플루오렌계 공중합체를 실질적으로 비-평면형으로 되게 하는 크기, 구조 또는 이들 모두를 갖는 것이다. 입체 장애 기의 존재는, 입체 장애 기의 존재를 수용하기 위해 공중합체 쇄 내의 특정 결합의 회전을 일으킨다. 이런 회전은 중합체 골격의 트위스팅 및 3차원(3-D) 장애 구조의 생성 때문에 비-평면형 배열을 제공한다. 전자의 비편재화는 여전히 존재하고, 상기 공중합체는 UV 또는 진한 청색 발광 및 개선된 안정성을 보인다.
구 "실질적으로 비-평면형"은 플루오렌계 중합체의 고리들의 원자가, 고리들의 각 원자의 중심을 관통하는 평면 내에 존재하지 않음을 의미한다. 이런 상황에서, 상기 고리들 중 하나의 각 원자의 중심을 관통하는 평면은 상기 고리들 중 다른 것의 각 원자의 중심을 관통하는 평면으로부터 약 10% 초과, 약 11% 초과, 약 12% 초과, 약 13% 초과, 약 14% 초과, 약 15% 초과, 약 16% 초과, 약 17% 초과, 약 18% 초과, 약 19% 초과, 또는 약 20% 초과로 변한다. 일부 실시양태에서, 상기 고리들 중 2개 이상의 평면들은 약 10 내지 약 25%, 약 11 내지 약 25%, 약 12 내지 약 25%, 약 13 내지 약 25%, 약 14 내지 약 25%, 약 15 내지 약 25%, 약 10 내지 약 20%, 약 11 내지 약 20%, 약 12 내지 약 20%, 약 13 내지 약 20%, 약 14 내지 약 20%, 또는 약 15 내지 약 20%, 또는 그 이상으로 변한다.
단량체 유닛의 도입에 관여되는 고려사항은, (a) 순수 UV 또는 진한 청색 발광을 성취하기 위해 적절한 연장된 π-공액결합의 제어; (b) 개선된 발광을 성취하기 위한 중합체 쇄의 자가-응집의 경감을 위한 트위스트된 중합체 골격 및 3차원(3-D) 장애 구조; (c) 중합체가 광산화 또는 소위 케톤 효과를 진행하는 것을 실질적으로 감소시키거나 억제하기 위해 플루오렌 유닛에 대한 보호기로서 작용하는 트위스트된 중합체 골격 및 3-D 장애 구조를 포함한다.
구 "순수 UV 또는 진한 청색 발광"은 중합체가 큰 에너지 밴드 갭을 가지며 UV 영역의 광 또는 진한 청색을 가진 광을 방출하는 것을 의미한다. 구 "트위스트된 중합체 골격"은, 상기 중합체가, 2개의 연결된 방향족 고리들이 상기 고리들 중 하나 이상에서의 입체적으로 벌크한 치환기에 의해 하나의 평면에 존재하지 않아서 상기 2개의 방향족 고리가 서로 약 10°이상, 약 11°이상, 약 12°이상, 약 13°이상, 약 14°이상, 약 15°이상, 약 16°이상, 약 17°이상, 약 18°이상, 약 19°이상, 또는 약 20°이상 변하는 평면들을 가지며, 이점에서 "트위스트된" 평면들을 갖도록 하는 방식으로 설계되는 것을 의미한다.
일부 실시양태에서, 플루오렌계 공중합체를 형성하는 데에 사용되는 단량체 유닛은 2가, 3가 또는 4가 원자를 포함한다. 일부 실시양태에서, 중합체 골격으로 도입되는 구조는, 원자가 산소, 탄소, 질소, 규소 등이고, 원자가 이웃 원자 또는 구조체에 대한 페닐 고리의 부착점에 대해 델타(delta)인 위치에 존재하는 원자를 포함하는 화학 구조체이다. 이런 구조는 δ-산소, δ-탄소, δ-질소, δ-규소 등을 포함하는 것으로서 언급될 수 있다. 일부 실시양태에서, 단량체 유닛은 탄소환 또는 헤테로환일 수 있는 다핵 방향족 화합물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 플루오렌계 공중합체로 혼입되는 화학 구조체는 2가, 3가 또는 4가 원자를 포함하며, 이때 상기 화학 구조체는 단일 공유 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리에 의해 플루오렌 기에 부착된다. 2가, 3가 및 4가 원자의 1 원자가는 플루오렌 잔기 또는 상기 비융합 또는 융합 방향족 고리 기에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워진다. 상기 방향족 잔기는 하나 이상의 입체 장애 기를 포함한다. 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워진다.
일부 실시양태에서, 본 플루오렌계 공중합체는 하기 화학식 I을 갖는다:
[화학식 I]
Figure pct00003
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 입체 장애 기이고,
Q는 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이며, 이는 하나 이상의 입체 장애 기를 포함하고; 일부 실시양태에서는, Q는 단핵 또는 다핵 방향족 잔기이고,
D는 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워지며 상기 방향족 잔기는 그에 부착된 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워지고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이고,
R1, Q 및 D의 입체 장애 기는 화학식 I의 공간 배열이 실질적으로 비-평면형이 되기에 충분한 공간적 상호작용을 제공하고,
상기 공중합체는 UV 발광을 나타낸다.
플루오렌계 공중합체의 구체적 실시양태
일부 실시양태에서, 본 플루오렌계 공중합체는 반복 단량체 유닛을 포함하고 하기 화학식 I을 갖는다:
[화학식 I]
Figure pct00004
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2- C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Q는 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이고,
D는 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워지며 상기 방향족 잔기는 그에 부착된 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워지고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다.
일부 실시양태에서, Q는 단일 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, Q는 단핵 방향족 잔기, 즉, 고리의 원자들이 탄소이거나 고리의 하나 이상의 원자가 헤테로원자인 단일 방향족 고리로 이루어진 방향족 잔기이다. 일부 실시양태에서, 단핵 방향족 잔기의 각 고리에서의 원자의 수는 3, 4, 5, 6, 7 또는 8일 수 있으며, 3 내지 8, 4 내지 8, 4 내지 7, 4 내지 6, 5 내지 8, 5 내지 7, 또는 5 내지 6 등의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시양태에서, Q는 탄소 원자, 또는 탄소 원자와 하나 이상의 헤테로 원자로 이루어진 단일 방향족 고리이다. 이런 단일 방향족 고리 잔기의 예는, 비제한적이 아닌 예시적으로, 페닐, 치환된 페닐, 피리딘, 치환된 피리딘, 피리미딘, 치환된 피리미딘 등을 포함한다.
일부 실시양태에서, Q는 다핵 방향족 잔기, 즉, 하나 초과의 방향족 고리를 포함하는 방향족 잔기로서, 상기 고리의 원자는 탄소이거나 상기 고리의 원자는 헤테로원자이다. 다핵 방향족 잔기는 다환형인 방향족 잔기, 즉, 1개 초과의 고리, 2개 초과의 고리, 3개 초과의 고리, 4개 초과의 고리, 5개 초과의 고리 또는 6개 초과의 고리 등을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다핵 방향족 잔기의 2개 이상의 고리는 융합되며, 즉, 2개의 고리가 2개의 원자와 하나의 결합을 공유하며, 예컨대 스피로 융합 고리를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다핵 방향족 잔기의 고리들은 비융합되고, 즉, 방향족 잔기의 어느 고리도 2개의 원자 및 하나의 결합을 공유하지 않는다. Q가 단일 결합 외의 것인 경우, Q는 플루오렌 잔기에 대한 Q의 부착점에 대해 오르토인 Q의 방향족 고리에서의 위치에 하나 이상의 입체 치환기 또는 입체 장애 기를 갖는다. 입체 치환기는 R1을 포함하는 기들로부터 선택되는 기일 수 있다.
방향족 잔기 또는 방향족 치환기는 방향족 고리계를 포함하는 것으로서, 이때 상기 고리계의 원자의 전자들은 탄소의 전자들의 π-공액결합에 의해 또는 탄소의 전자들과 하나 이상의 헤테로원자의 전자들의 π-공액결합에 의해 비편재된다. 일부 경우, 휘켈(Heuckel) 법칙은 고리의 적어도 일부에서 만족된다. 다핵 방향족 잔기의 고리는 탄소환형 고리 및/또는 헤테로환형 고리를 포함할 수 있다. 용어 "탄소환형 고리"는 각 고리 원자가 탄소인 고리를 의미한다. 용어 "헤테로환형 고리"는 고리의 하나 이상의 원자가 탄소가 아니며 1 내지 4, 1 내지 3, 1 내지 2, 2 내지 4, 2 내지 3 또는 3 내지 4개의 헤테로원자를 포함하는 고리를 의미한다. 2개 이상의 고리를 포함하되, 이들 중 하나가 헤테로환형 고리인 방향족 잔기는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 다핵 방향족 잔기로서 불릴 수 있다. 다핵 방향족 잔기의 각 고리의 원자의 수는 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개일 수 있으며, 3 내지 8, 4 내지 8, 4 내지 7, 4 내지 6, 5 내지 8, 5 내지 7, 또는 5 내지 6개 등의 범위일 수 있다.
일부 실시양태에서, 다핵 방향족 잔기 또는 방향족 치환기는 탄소환형일 수 있으며, 예컨대 나프탈렌, 안트라센, 펜안트렌, 피렌, 크리센, 벤즈안트라센, 다이벤즈안트라센, 콜안트렌, 벤즈피렌, 코로넨 등을 비롯한 6원 융합 고리(예컨대, 벤젠 고리)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 다핵 방향족 잔기 또는 방향족 치환기는 헤테로환형일 수 있으며 상기 고리들 중 하나의 하나 이상의 탄소 원자는 헤테로원자로 대체된다(상응하는 탄소환형 화합물의 헤테로환형 대응물). 이런 다핵 방향족 잔기 또는 방향족 치환기의 예는 나프탈렌, 안트라센, 펜안트렌, 피렌, 크리센, 벤즈안트라센, 다이벤즈안트라센, 콜안트렌, 벤즈피렌, 코로넨 등 헤테로환형 대응물을 포함하고, 예컨대 쿠마린, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 다이아자펜안트렌, 프테리딘 등을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다핵 방향족 잔기 또는 방향족 치환기는 헤테로환형일 수 있으며, 융합 고리들의 조합을 포함할 수 있되, 상기 고리들 중 하나 이상은 6원 고리이고 상기 고리들 중 하나 이상은 5원 고리이고, 상기 고리들 중 하나의 하나 이상의 탄소 원자는 헤테로원자로 대체된다(헤테로환형 대응물). 이런 다핵 방향족 잔기 또는 방향족 치환기의 예는 예컨대 카바졸, 퓨린, 벤조티오펜, 벤조푸란, 인돌 등을 포함한다.
일부 실시양태에서, D는 2가, 3가 또는 4가 원자를 포함하는 기이다. 2가 원자는 예컨대 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨 등을 포함한다. 3가 원자는 예컨대 질소, 인 등을 포함한다. 4가 원자는 예컨대 탄소, 규소, 게르마늄 등을 포함한다.
전술된 바와 같이, 2가, 3가 또는 4가 원자의 1 원자가는 Q 또는 플로오렌 잔기(Q가 결합인 경우)에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워진다. 일부 실시양태에서, 상기 원자는, 상기 원자의 부착점에 대해 파리인 위치에서 Q에 부착된다. 일부 실시양태에서, 상기 방향족 잔기는, Q에 대한 상기 방향족 기의 부착점에 대해 오르토인 위치에 입체 장애 기를 가지며, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워진다. *는 분자에서 중합체가 반복되는 분자 내의 위치를 나타내기 위해 본원의 화학식에 제공된다.
본 공중합체의 일부 실시양태에서, D는 하기 화학식 IIa 내지 IIc로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00005
상기 식에서,
화살표는 Q에 대한 부착점을 나타내고, *는 분자에서 중합체가 반복되는 위치를 나타내고,
X는 O, S, Te 또는 Se이고,
Y는 N 또는 P이고,
Z는 C 또는 Si이고,
R2는 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다.
본 공중합체의 일부 실시양태에서, D는 하기 화학식 IIIa 내지 IIIc로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00006
상기 식에서,
화살표는 플루오렌계 공중합체에 대한 부착점을 나타내고,
X는 O, S, Te 또는 Se이고,
Y는 N 또는 P이고,
Z는 C 또는 Si이고,
R2는 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다.
일부 실시양태에서, 본 플루오렌계 공중합체는 하기 화학식 IV 내지 XV 중 하나를 갖는다:
[화학식 IV]
Figure pct00007
[상기 식에서,
X는 O, S, Te 또는 Se이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 V]
Figure pct00008
[상기 식에서,
Y는 N 또는 P이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 VI]
Figure pct00009
[상기 식에서,
Z는 C 또는 Si이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 VII]
Figure pct00010
[상기 식에서,
X는 O, S, Te 또는 Se이고,
R1, R2 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 VIII]
Figure pct00011
상기 식에서,
Y는 N 또는 P이고,
R1, R2 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 IX]
Figure pct00012
[상기 식에서,
Z는 C 또는 Si이고,
R1, R2 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 X]
Figure pct00013
[상기 식에서,
X는 O, S, Te 또는 Se이고,
R1, R2, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 XI]
Figure pct00014
[상기 식에서,
Y는 N 또는 P이고,
R1, R2, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 XII]
Figure pct00015
[상기 식에서,
Z는 C 또는 Si이고,
R1, R2, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 XIII]
Figure pct00016
X는 O, S, Te 또는 Se이고,
R1, R2, R10 및 R11은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 XIV]
Figure pct00017
[Y는 N 또는 P이고,
R1, R2, R10 및 R11는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
[화학식 XV]
Figure pct00018
[상기 식에서,
Z는 C 또는 Si이고,
R1, R2, R10 및 R11은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다].
일부 실시양태에서, 상기 화학식들에서 n은 2 내지 약 10,000, 2 내지 약 8000, 2 내지 약 6000, 2 내지 약 4000, 2 내지 약 2000, 10 내지 약 10,000, 10 내지 약 8000, 10 내지 약 6000, 10 내지 약 4000, 10 내지 약 2000, 50 내지 약 10,000, 50 내지 약 8000, 50 내지 약 6000, 50 내지 약 4000, 50 내지 약 2000, 100 내지 약 10,000, 100 내지 약 8000, 100 내지 약 6000, 100 내지 약 4000, 100 내지 약 2000, 200 내지 약 10,000, 200 내지 약 8000, 200 내지 약 6000, 200 내지 약 4000, 200 내지 약 2000, 500 내지 약 10,000, 500 내지 약 8000, 500 내지 약 6000, 500 내지 약 4000, 500 내지 약 2000, 1000 내지 약 10,000, 1000 내지 약 8000, 1000 내지 약 6000, 1000 내지 약 4000, 1000 내지 약 2000, 2000 내지 약 10,000, 2000 내지 약 8000, 2000 내지 약 6000, 2000 내지 약 4000, 2000 내지 약 3000, 5000 내지 약 10,000, 5000 내지 약 8000, 또는 5000 내지 약 6000 등의 정수이다.
일부 실시양태에서, 상기 화학식들에서, 상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11, 또는 하기 R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19 및 R20에서의 탄소 원자의 수는 독립적으로 C1-C30, C1-C25, C1-C20, C1-C15, C1-C10, C1-C5, C2-C30, C2-C25, C2-C2O, C2-C15, C2-C1O, C2-C5, C3-C30, C3-C25, C3-C2O, C3-C15, C3-C1O, C4-C30, C4-C25, C4-C2O, C4-C15, C4-C1O, C5-C30, C5-C25, C5-C2O, C5-C15, C5-C10, C10-C30, C10-C25, C10-C20, C10-C15, C15-C30, C15-C25, C15-C20, C20-C30, C20-C25 등일 수 있다.
본 실시양태들에 따른 플루오렌계 공중합체의 제조
본 플루오렌계 공중합체는 상기 정의된 공중합체의 제조를 위해 적절한 단량체 유닛을 사용하여 표준 중합체 화학에 따라 합성된다. 중합 기법은, 예컨대 전이 금속 촉매반응되는 커플링 또는 축합(단계 반응) 중합 등을 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 실시양태에 따른 공중합체의 제조에서, 축합 중합이 이용된다. 축합은 2개 이상의 다작용성 분자들간에 일어나 보다 큰 다작용성 분자 및 궁극적으로 상기 공중합체를 생성한다. 상기 반응은 시약들 중 하나가 완전히 소비될 때까지 계속된다. 평형이 정립되며, 이는 시약 및 생성물의 양뿐만 아니라 온도, 단량체들의 비, 용매 유형, 상이한 전이 금속 촉매들의 성질을 제어함에 의해 이동될 수 있다.
중합 조건, 예컨대 온도, 반응 매질, pH, 기간, 시약 첨가 순서 등은 이용되는 중합의 유형, 사용되는 임의의 작용기를 포함하는 단량체 시약의 성질 등에 의존한다. 이런 조건은, 이용될 수 있는 중합 기법 유형이 당업계에 공지되어 있기 때문에 일반적으로 공지되어 있다.
하기의 것들은 본 실시양태들에 따른 공중합체들을 제조하기 위한, 비제한적이 아닌 예시적인 작용화된 단량체들의 리스트이며, 그 단량체들은, 비제한적이 아닌 예시적으로, 중합체 쇄를 형성하는 단량체 부착 위치에서 작용기와 함께 도시된다:
Figure pct00019
상기 식에서,
R12, R13, R15 및 R18는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R14, R16, R17, R19 및 R20는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R22는 독립적으로 수소, 및 C1-C30 알킬로 이루어진 군으로부터 선택; 일부 실시양태에서 R22는 독립적으로 저급 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, X = O인 중합체 IV에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00020
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Y = N인 중합체 V에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00021
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Z = C이고 R16이 각각 페닐인 중합체 VI에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00022
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, X = S인 중합체 VII에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00023
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Y = N인 중합체 VIII에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00024
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Z = Si이고 R17이 각각 페닐인 중합체 IX에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00025
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, X = O인 중합체 X에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00026
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Y = N인 중합체 XI에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00027
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Z = Si이고 R17이 각각 페닐인 중합체 XII에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00028
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, X = S인 중합체 XIII에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00029
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Y = N인 중합체 XIV에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00030
다른 예로서, 비제한적이 아닌 예시적으로, Z = Si이고 R17이 각각 페닐인 중합체 XV에 따른 유형의 중합체는 하기 화학식 XVI에서 R22가 각각 메틸인 하기의 단량체 유닛으로부터 형성될 수 있다:
Figure pct00031
플루오렌계 공중합체의 용도의 구체적 실시양태
본 플루오렌계 공중합체는 상기 공중합체로부터 양자 도트(quantum dot)로의 에너지 전달에 기초한 발광성 디스플레이 제품에 국지적이고 균일한 UV 에너지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 본 물질은 큰 에너지 밴드 갭을 가지며 안정한 UV 발광성 화학물질이다. 구 "큰 에너지 밴드 갭"은 이런 공중합체의 최고 점유 분자 궤도(HOMO)와 최저 비점유 분자 궤도(LUMO) 사이의 에너지 차이가 오직 UV 또는 진한 청색 광만을 방출하기에 충분히 큰 것을 의미한다. 본 플루오렌계 공중합체의 실시양태는, 발광 소자의 나노크기의 UV 에너지원으로서의 용도를 확인하며, 디스플레이 소자에 사용될 수 있는 발광 다이오드, 예컨대 OLED, PLED 및 하이브리드 LED에서 예컨대 발광성 물질로서 사용될 수 있다.
기본 유기 발광 디이오드의 구조는 적어도 3개 층, 즉 2개의 전극 층 및 상기 2개의 전극 층들 사이에 위치된 유기 발광 층을 포함한다. 상기 2개의 전극 층은 전력 공급원에 연결된다. 이 실시양태에서, 전력 공급기의 음극에 연결된 전극(캐쏘드)은 전자 주입 층(EIL)으로서 기능하며, 이는 전압 인가 시에 발광 층으로 전자를 주입한다. 전력 공급기의 양극에 연결된 전극(애노드)은 정공 주입 층(HIL)으로서 기능하며, 이는 전압 인가 시에 발광 층으로 정공을 주입한다. 전자 및 정공이 유기 발광 층(EML)에서 만나는 경우, 이들은 에너지 갭(EML 중합체의 LUMO 및 HOMO 준위간의 에너지 차이)을 가로질러 재조합한다. 전자 및 정공의 재조합으로부터 방출된 에너지는 광의 형태를 지니며, 그 색상은 에너지 갭의 값에 의해 결정된다. 일부 실시양태에서, 상기 소자는 잉여 중합체 층 예컨대 폴리티오펜 화학물질, 예컨대 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜) 또는 PEDOT 등, 듀폰(Dupont) 완충제 등을 갖는 다층 소자이며, 상기 층은 또한 HIL로서 역할을 한다.
전술된 기본 구조 외에, 전자 수송 층(ETL)이 EIL과 EML 사이에 부가될 수 있고, 정공 수송 층(HTL)이 HIL과 EML 사이에 부가될 수 있다. 이들이 사용되는 실시양태에서, ETL 및 HTL은 각각 EIL, HIL 및 EML 사이에 보다 양호한 에너지 밴드 정렬을 제공하며, 이는 각 EIL 및 HIL로부터 EML로의 전자 및 정공의 수송을 개선할 것이다. 또한, 일부 실시양태에서, 전자 차단 층(EBL)은 HIL과 EML 사이에 부가될 수 있다. 일부 실시양태에서, 정공 차단 층(HBL)은 EIL과 EML 사이에 부가될 수 있다. EBL 및 HBL의 기능은 서로 재조합에 실패한 탈출하는 전자 및 정공을 각각 차단하는 것이다. EBL 및 HBL이 모두 존재하는 경우, 탈출하는 전자 및 정공은, 누출되어 각 전극에 의해 수집되어 낭비적 전력 소모 및 감소된 발광 효율에 기여함이 없이 ELM 내에 감금될 수 있다. 탈출하는 전자 및 정공이 EBL 및 HBL의 존재에 의해 감금되는 경우, 전자 및 정공이 재조합하여 광을 생성함으로써 발광 효율이 증죈되는 추가 기회가 존재한다. 유사하게, EBL 및 HBL은, HTL 및 ETL이 사용되는 경우 각각 HTL, ETL 및 EML 사이에 삽입될 수 있다. 다르게는, 물질 및/또는 합성의 적당한 선택을 통해, HTL 및 ETL은 또한 각각 EBL 및 HBL로서 역할을 할 수 있다.
본원에 사용된, 구 "사이에 위치된" 및 "사이에 배치된"은 유기 발광 층이, 상기 2개의 전극 층들 사이에 직접적으로 위치하거나 전술된 하나 이상의 개재 층들이 유기 발광 층과 상기 2개의 전극 층들 중 하나 또는 둘다의 사이에 위치하는 상기 2개의 전극 층들 사이에 간접적으로 위치하는 것을 의미한다.
본 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체는 전술된 소자 내의 상기 2개의 전극 층들 사이에 위치되는 유기 발광 층으로서 사용될 수 있다. 본 공중합체는 당업계의 공지의 기법에 의해 상기 2개의 전극 층들 사이에 위치 또는 배치될 수 있다. 이런 기법은 비제한적이 아닌 예시적으로, (a) 상기 전극들 중 하나의 내부 면으로의 증착 방법(예컨대 진공 증착 등을 포함); (b) 예컨대 상기 전극들 중 하나의 내부 면으로의 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 프린팅, 잉크젯 침착, 분배, 분무 등을 포함하는 적용 방법을 포함한다. 또한, 본 소자는 순차적으로 제 1 전극, 본 플루오렌계 공중합체의 필름 및 제 2 전극을 지지체 상에 적층함에 의해 제조될 수 있다. 다른 층들은 적절한 적층 공정으로 포함될 수 있다.
유기 발광 층의 두께는 약 1 내지 약 500 nm, 약 1 내지 약 400 nm, 약 5 내지 약 500 nm, 약 5 내지 약 400 nm, 약 5 내지 약 300 nm, 약 5 내지 약 200 nm, 약 5 내지 약 100 nm, 약 10 내지 약 500 nm, 약 10 내지 약 400 nm, 약 10 내지 약 300 nm, 약 10 내지 약 200 nm, 약 10 내지 약 100 nm, 약 20 내지 약 500 nm, 약 20 내지 약 400 nm, 약 20 내지 약 300 nm, 약 20 내지 약 200 nm, 약 20 내지 약 100 nm, 약 30 내지 약 500 nm, 약 30 내지 약 400 nm, 약 30 내지 약 300 nm, 약 30 내지 약 200 nm, 약 30 내지 약 100 nm, 약 25 내지 약 250 nm 등이다.
전극의 두께는 독립적으로 약 0.1 내지 약 1000 nm, 약 0.1 내지 약 500 nm, 약 0.1 내지 약 400 nm, 약 0.1 내지 약 300 nm, 약 0.1 내지 약 200 nm, 약 0.1 내지 약 100 nm, 약 0.1 내지 약 50 nm, 약 1 내지 약 1000 nm, 약 1 내지 약 500 nm, 약 1 내지 약 400 nm, 약 1 내지 약 300 nm, 약 1 내지 약 200 nm, 약 1 내지 약 100 nm, 약 1 내지 약 50 nm, 약 5 내지 약 750 nm, 약 5 내지 약 500 nm, 약 5 내지 약 400 nm, 약 5 내지 약 300 nm, 약 5 내지 약 200 nm, 약 5 내지 약 100 nm, 약 5 내지 약 50 nm, 약 10 내지 약 500 nm, 약 10 내지 약 400 nm, 약 10 내지 약 300 nm, 약 10 내지 약 200 nm, 약 10 내지 약 100 nm, 약 10 내지 약 50 nm, 약 50 내지 약 500 nm, 약 50 내지 약 400 nm, 약 50 내지 약 300 nm, 약 50 내지 약 200 nm, 약 50 내지 약 100 nm 등이다.
전술된 바와 같이, 상기 발광 소자는 당업계에 공지된 정공 주입 층, 전자 주입 층; 정공 수송 층, 전자 수송 층, 전자 차단 층 및/또는 정공 차단 층 등 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상기 소자는 상기 소자의 대기 원소에 대한 노출을 감소시키기 위해 보호 층 또는 밀봉 층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 소자는 적절한 재료로 커버 및/또는 포장될 수 있다.
본 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용하는 소자의 비제한적이 아닌 예시적인 예가 도 1에 도시된다. 도 1에서, 발광 소자(10)는 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(14)을 포함한다. 본원에 개시된 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체로 이루어진 층(16)은 (12)와 (14) 사이에 배치된다. 전극(12) 및 (14) 각각은 개별적으로 전력 공급원(18)에 연결된다. 전력 공급원(18)은 전극(12) 및 전극(14)을 별도로 활성화시키도록 설계된다.
본 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용하는 소자의 비제한적이 아닌 예시적인 다른 예가 도 2에 도시된다. 도 2에서, 발광 소자(10)는 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(14)을 포함한다. 본원에 개시된 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체로 이루어진 층(16)은 (12)와 (14) 사이에 배치된다. 전극(12) 및 (14) 각각은 개별적으로 전력 공급원(18)에 연결된다. 전력 공급원(18)은 전극(12) 및 전극(14)을 별도로 활성화시키도록 설계된다. 전극(14)는 지지체(24) 상에 배치된다.
본 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용하는 소자의 비제한적이 아닌 예시적인 다른 예가 도 3에 도시된다. 도 3에서, 발광 소자(30)는 제 1 전극(32) 및 제 2 전극(34), 정공 주입 층(46) 및 전자 주입 층(48)을 포함한다. 본원에 개시된 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체로 이루어진 층(36)은 (46)과 (48) 사이에 배치된다. 전극(32) 및 (34) 각각은 개별적으로 전력 공급원(38)에 연결된다. 전력 공급원(38)은 전극(32) 및 전극(34)을 별도로 활성화시키도록 설계된다. 전극(34)는 지지체(44) 상에 배치된다.
본 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체를 사용하는 소자의 비제한적이 아닌 예시적인 다른 예가 도 4에 도시된다. 도 4에서, 발광 소자(40)는 제 1 전극(52) 및 제 2 전극(54), 정공 주입 층(66), 정공 수송 층(68), 전자 수송 층(70) 및 전자 주입 층(72)을 포함한다. 본원에 개시된 실시양태에 따른 플루오렌계 공중합체로 이루어진 층(56)은 (68)과 (70) 사이에 배치된다. 전극(52) 및 (54) 각각은 개별적으로 전력 공급원(58)에 연결된다. 전력 공급원(58)은 전극(52) 및 전극(54)을 별도로 활성화시키도록 설계된다. 전극(54)는 지지체(64) 상에 배치된다.
애노드는 비교적 높은 일함수를 갖는 임의의 물질로부터 형성될 수 있으며, 금속, 예컨대 비제한적으로 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐, 코발트, 셀레늄, 바나듐, 텅스텐, 크롬 등 및 이들의 조합, 합금, 산화물, 황화물 및 할라이드가 포함되며, 금속 산화물, 예컨대 비제한적으로 산화 주석, 산화 아연, 산화 인듐, 산화 인듐 주석 및 산화 인듐 아연이 포함된다. 또한 애노드는 전도성 중합체, 예컨대 비제한적으로 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리페닐렌 설파이드 등으로부터 형성될 수 있다. 전술된 물질은 각각 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있으며, 상기 애노드는 단일층 구조 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
캐쏘드는 비교적 낮은 일함수를 갖는(즉, 최고 점유 전자 에너지 수준이 진공 수준에 매우 근점한) 물질로부터 형성될 수 있으며, 금속, 예컨대 비제한적으로 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 인듐, 루테늄, 티탄, 강간, 이트륨, 은, 납, 주석, 크롬 등, 및 이들의 합금 및 산화물이 포함된다. 캐쏘드는 전술된 금속들의 합금, 예컨대 리튬-인듐, 나트륨-칼륨, 마그네슘-은, 알루미늄-리튬, 알루미늄-마그네슘, 마그네슘-인듐 등, 또는 금속 산화물, 예컨대 산화 인듐 주석으로부터 형성될 수 있다. 전술된 물질은 각각 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있으며, 상기 애노드는 단일층 구조 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
지지체는 소자 및 소자의 층에 대한 적합한 플랫폼에 안정성을 제공하는 임의의 적합한 물질으로부터 제조될 수 있다. 이런 물질은 예컨대 유리, 금속, 합금, 세라믹, 반도체 물질, 플라스틱 및/또는 상기 물질들 중 2개 이상의 조합을 포함한다. 상기 지지체용 물질은 소자가 시인되어지는 방식 등에 좌우되어 투명성, 반투명성 또는 불투명성일 수 있다.
정공 주입 층은 정공 주입 성질을 가진 임의의 물질로부터 형성될 수 있으며, 이러한 물질은 당업계에 공지되어 있고, 예컨대 중합체계 정공 주입 물질이 포함된다.
전자 주입 층을 형성하는 물질은 또한 당업계에 공지되어 있다. 이런 물질은 예컨대 전자 주입 성질을 갖는 유기 화합물, 및 무기 화합물, 예컨대 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 특정 염, 예를 들면 플루오라이드, 카보네이트, 옥사이드 등을 포함한다. 비제한적이 아닌 예시적이며 구체적 예는 LiF, CSCO3, CaO 등을 포함한다.
전자 차단 층은 EML보다 높은 LUMO 준위를 가져서 전자가 애노드에 도달하는 것을 저해하는 장벽을 형성하는 물질로부터 형성될 수 있다. 이 물질은 고분자량 또는 저분자량을 갖는 중합체계 화학물질일 수 있다. 이 물질은 또한 규소를 포함하는 화학적 화합물일 수 있으며, 이는 비제한적으로 SiO2, SiN, 등으로 제조된 무기 절연체 층, 또는 실록산 등의 유기 규소계 중합체일 수 있다.
정공 차단 층은 EML보다 낮은 LUMO 준위를 가져서 정공이 캐쏘드에 도달하는 것을 저해하는 장벽을 형성하는 물질로부터 형성될 수 있다. 이런 물질은 고분자량 또는 저분자량을 갖는 중합체계 화학물질, 유기 소분자 등일 수 있다.
소자에서 사용되는 경우 전술된 부가 층들 각각의 두께는 독립적으로 약 0.1 내지 약 500 nm, 약 1 내지 약 500 nm, 약 1 내지 약 300 nm, 약 1 내지 약 250 nm, 약 5 내지 약 200 nm, 약 10 내지 약 150 nm, 등일 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 디바이스는 대기 원소, 예컨대 습기, 산소 등에 대해 소자의 노출을 감소시키기 위한 보호 층 또는 밀봉 층을 추가로 포함할 수도 있다. 보호 층을 제조할 수 있는 물질의 예는 무기 필름, 예컨대 다이아모드 박 필름, 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 필름; 중합체 필름, 예컨대 불소 수지, 폴리파라자일렌, 폴리에틸렌, 실리콘 수지, 폴리스티렌 수지 등; 및 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 또한, 소자 자체는 예컨대, 유리, 가스 불투과성 필름, 금속 등으로 커버될 수 있고, 소자는 적절한 밀봉 수지로 포장될 수 있다.
본 플루오렌계 공중합체의 추가 적용예는 무기-유기 하이브리드 LED 소자용 에너지 도너(donor) 물질을 포함한다. 무기-유기 하이브리드 LED는 OLED 또는 PLED 소자보다 긴 발광 수명, 보다 양호한 색상 순도 및 정밀 색상 튜닝에서의 탄력성을 제공한다.
용어 설명:
상기 정의되지 않은 본원에 사용된 용어 및 구에 대한 정의가 하기에 제공된다.
본원에 사용된 구 "적어도"는 특정된 아이템의 수가 인용된 수와 같거나 클 수 있음을 의미한다. 본원에 사용된 구 "약"은 인용된 수가 ± 10% 내로 차이날 수 있는 것을 의미하며, 예컨대 "약 5"는 4.5 내지 5.5 범위를 의미한다. 용어 "제 1" 및 "제 2"는 단지 2개의 아이템, 예컨대 "제 1 전극" 및 "제 2 전극"간의 차별화만을 목적으로 사용되며, 다른 것에 대한 하나의 아이템의 서열, 순서 또는 중요도를 나타내는 것으로 의도하지는 않는다.
용어 "치환된"은, 화합물 또는 잔기의 수소 원자가 다른 원자, 예컨대 탄소 원자 또는 헤테로원자로 대체되는 것을 의미한다. 치환기는 예컨대 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알켄일, 알켄옥시, 알킨일, 알킨옥시, 티오 알킬, 티오알켄일, 티오알킨일, 티오아릴 등을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "헤테로원자"는 질소, 산소, 인 또는 황을 의미한다. 용어 "할로" 및 "할로겐"은 플루오로, 클로로, 브로모 또는 요오도 치환기를 의미한다. 용어 "환형"은 비환형 또는 방향족 고리 구조를 가짐을 의미하며, 이는 치환되거나 치환되지 않을 수 있고, 하나 이상의 헤테로원자를 포함하거나 하지 않을 수 있다. 환형 구조는 단환형 구조, 이환형 구조 및 다환형 구조를 포함한다. 용어 "지환족"은 방향족 환형 잔기에 반대되는, 지방족 환형 잔기를 의미하기 위해 사용된다.
본원에 사용된 구 "방향족 고리계(들)" 또는 "방향족"은 단환형 고리, 이환형 고리계 및 다환형 고리계를 포함하며, 여기서 단환형 고리 또는 이환형 고리계 또는 다환형 고리계의 적어도 일부는 방향족이다(예컨대, π-공액결합을 나타낸다). 방향족 고리계의 단환형 고리, 이환형 고리계 및 다환형 고리계는 탄소환형 고리 및/또는 헤테로환형 고리를 포함할 수 있다. 용어 "탄소환형 고리"는 각 고리 원자가 탄소인 고리를 의미한다. 용어 "헤테로환형 고리"는 하나 이상의 고리 원자가 탄소가 아니고 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함하는 고리를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "알킬"은 전형적이지만 필수적이지는 않게 1 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 함유하는 분지형, 비분지형 또는 환형 포화 탄화수소 기를 의미한다. 알킬은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, 옥틸, 데실 등뿐만 아니라 환형알킬 기, 예컨대 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다. 용어 "저급 알킬"은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 의미한다. 용어 "고급 알킬"은 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알킬 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알킬"은 하나 이상의 치환기로 치환된 알킬을 의미한다. 용어 "헤테로알킬"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 알킬을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알킬"은 비치환된 알킬, 치환된 알킬, 저급 알킬, 및 헤테로알킬을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알켄일"은 하나 이상의 이중 결합을 함유하는 2 내지 약 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소 기를 의미하고, 예컨대 에텐일, n-프로펜일, 이소프로펜일, n-부텐일, 이소부텐일, 옥텐일, 데센일, 테트라데센일, 헥사데센일, 에이코센일, 테트라코센일 등이 있다. 용어 "저급 알켄일"은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알켄일을 의미한다. 용어 "고급 알켄일"은 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알켄일 기를 의미한다. 용어 "치환된 알켄일"은 하나 이상의 치환기로 치환된 알켄일 또는 사이클로알켄일을 의미한다. 용어 "헤테로알켄일"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 알켄일 또는 사이클로알켄일을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알켄일"은 비치환된 알켄일, 치환된 알켄일, 저급 알켄일, 및 헤테로알켄일을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알킨일"은 하나 이상의 삼중 결합을 함유하는 2 내지 약 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소 기를 의미하며, 예컨대 에틴일, n-프로핀일, 이소프로핀일, n-부틴일, 이소부틴일, 옥틴일, 데신일, 테트라데신일, 헥사데신일, 에이코신일, 테트라코신일 등이 있다. 용어 "저급 알킨일"은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킨일을 의미한다. 용어 "고급 알킨일"은 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알킨일 기를 의미한다. 용어 "치환된 알킨일"은 하나 이상의 치환기로 치환된 알킨일 또는 사이클로알킨일을 의미한다. 용어 "헤테로알킨일"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 알킨일 또는 사이클로알킨일을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알킨일"은 비치환된 알킨일, 치환된 알킨일, 저급 알킨일, 및 헤테로알킨일을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알킬렌"은 2개의 수소 원자가 알킬 기 내의 소정 위치에서 치환된 선형, 분지형 또는 환형 알킬 기를 의미한다. 따라서, 알킬렌 연결기는 -CH2CH2- 및 -CH2CH2CH2- 등뿐만 아니라 하나 이상의 수소 원자가 비-수소 치환기로 대체된 이들의 치환된 버전을 포함한다. 용어 "저급 알킬렌"은 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌 기를 의미한다. 용어 "고급 알킬렌" 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알킬렌 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알킬렌"은 하나 이상의 치환기로 치환된 알킬렌을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "헤테로알킬렌"은 메틸렌 유닛들 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 알킬렌을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알킬렌"은 헤테로알킬렌을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알켄일렌"은 하나 이상의 이중 결합을 함유하는 알킬렌을 의미하며, 예컨대 에텐일렌(비닐렌), n-프로펜일렌, n-부텐일렌, n-헥센일렌 등뿐만 아니라 하나 이상의 수소 원자가 비-수소 치환기로 대체된 이들의 치환된 버전이 있다. 용어 "저급 알켄일렌"은 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알켄일렌 기를 의미한다. 용어 "고급 알켄일렌"은 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알켄일렌 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알켄일렌"은 하나 이상의 치환기로 치환된 알켄일렌을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "헤테로알켄일렌"은 알켄일렌 유닛들 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 알켄일렌을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알켄일렌"은 헤테로알켄일렌을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알킨일렌"은 하나 이상의 트리플 결합을 함유하는 알킬렌, 예컨대 에틴일렌, n-프로핀일렌, n-부틴일렌, n-헥신일렌 등을 의미한다. 용어 "저급 알킨일렌"은 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킨일렌 기를 의미한다. 용어 "고급 알킨일렌"은 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대 7 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킨일렌 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알킨일렌"은 하나 이상의 치환기로 치환된 알킨일렌을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "헤테로알킨일렌"은 알킨일렌 유닛들 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 알킨일렌을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알킨일렌"은 헤테로알킨일렌을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알콕시"는 단일, 말단 에터 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 알킬 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "저급 알콕시"는, 알킬 기가 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알콕시 기를 의미하며, 예컨대, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, t-부틸옥시, 등을 포함한다. 용어 "고급 알콕시"는, 알킬 기가 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알콕시 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알콕시"는 하나 이상의 치환기로 치환된 알콕시를 의미한다. 용어 "헤테로알콕시"는 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 알콕시를 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알콕시"는 비치환된 알콕시, 치환된 알콕시, 저급 알콕시, 및 헤테로알콕시를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알켄옥시"는 단일, 말단 에터 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 알켄일 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "저급 알켄옥시"는, 알켄일 기가 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알켄옥시 기를 의미하며, 예컨대, 에텐옥시, n-프로펜옥시, 이소프로펜옥시, t-부텐옥시, 등을 포함한다. 용어 "고급 알켄옥시"는, 알켄일 기가 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알켄옥시 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알켄옥시"는 하나 이상의 치환기로 치환된 알켄옥시를 의미한다. 용어 "헤테로알켄옥시"는 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 알켄옥시를 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알켄옥시"는 비치환된 알켄옥시, 치환된 알켄옥시, 저급 알켄옥시, 고급 알켄옥시 및 헤테로알켄옥시를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "알킨옥시"는 단일, 말단 에터 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 알킨일 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "저급 알킨옥시"는, 알킨일 기가 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킨옥시 기를 의미하며, 예컨대, 에틴옥시, n-프로핀옥시, 이소프로핀옥시, t-부틴옥시, 등을 포함한다. 용어 "고급 알킨옥시"는, 알킨일 기가 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 알킨옥시 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 알킨옥시"는 하나 이상의 치환기로 치환된 알킨옥시를 의미한다. 용어 "헤테로알킨옥시"는 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 알킨옥시를 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "알킨옥시"는 비치환된 알킨옥시, 치환된 알킨옥시, 저급 알킨옥시, 고급 알킨옥시 및 헤테로알킨옥시를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "티오알킬"은 단일, 말단 티오(황) 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 알킬 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "저급 티오알킬"은, 알킬 기가 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 티오알킬 기를 의미하며, 예컨대, 티오메틸, 티오에틸, 티오프로필, 등을 포함한다. 용어 "고급 티오알킬"은 알킬 기가 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 티오알킬 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 티오알킬"은 하나 이상의 치환기로 치환된 티오알킬을 의미한다. 용어 "헤테로티오알킬"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 티오알킬을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "티오알킬"은 비치환된 티오알킬, 치환된 티오알킬, 저급 티오알킬, 및 헤테로티오알킬을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "티오알켄일"은 단일, 말단 티오(황) 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 알켄일 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "저급 티오알켄일"은, 알켄일 기가 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 티오알켄일 기를 의미하며, 예컨대, 티오에텐일, 티오프로펜일, 등을 포함한다. 용어 "고급 티오알켄일"은 알켄일 기가 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 티오알켄일 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 티오알켄일"은 하나 이상의 치환기로 치환된 티오알켄일을 의미한다. 용어 "헤테로티오알켄일"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 티오알켄일을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "티오알켄일"은 비치환된 티오알켄일, 치환된 티오알켄일, 저급 티오알켄일, 및 헤테로티오알켄일을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "티오알킨일"은 단일, 말단 티오(황) 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 알킨일 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "저급 티오알킨일"은, 알킨일 기가 2 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 티오알킨일 기를 의미하며, 예컨대, 티오에틴일, 티오프로핀일, 등을 포함한다. 용어 "고급 티오알킨일"은 알킨일 기가 6개 초과의 탄소 원자, 예컨대, 7 내지 30개의 탄소 원자 또는 그 이상을 갖는 티오알킨일 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "치환된 티오알킨일"은 하나 이상의 치환기로 치환된 티오알킨일을 의미한다. 용어 "헤테로티오알킨일"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 티오알킨일을 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "티오알킨일"은 비치환된 티오알킨일, 치환된 티오알킨일, 저급 티오알킨일, 및 헤테로티오알킨일을 포함한다.
용어 "아릴"은 단일 방향족 고리를 함유하거나, 직접 연결 또는 간접 연결(상이한 방향족 고리들이 메틸렌 또는 에틸렌 잔기와 같은 공통의 기에 연결됨 )되어 함께 융합된 다중 방향족 고리를 함유하는 기를 의미한다. 본원에 기재된 아릴 기는 비제한적으로 5 내지 30개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 아릴 기는 예컨대 페닐, 나프틸, 안트릴, 펜안트릴, 바이페닐, 다이페닐에터, 다이페닐아민, 벤조페논 등을 포함한다. 용어 "치환된 아릴"은 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴을 의미한다. 용어 "헤테로아릴"은 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 아릴 기를 의미한다. 달리 기재되지 않는 한, 용어 "아릴"은 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 및 헤테로아릴을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "아릴옥시"는 단일, 말단 에터(산소) 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 아릴 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "페녹시"는 아릴이 페닐인 아릴옥시를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "티오아릴"은 단일, 말단 티오(황) 연결기를 통해 다른 화학 구조에 결합된 아릴 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "티오페닐"은 아릴이 페닐인 티오아릴을 의미한다.
실시예
XVI(여기서, R 12 는 각각 n-헥실이고, R 22 는 각각 메틸이다)의 제조:
150 mL의 1,4-다이옥산 중 2,7-다이브로모-9,9-다이헥실-9H-플루오렌(15 g, 30.5 mmol), KOAc(칼륨 아세테이트)(18 g, 183 mmol), 비스(피나콜레이토)다이보란(16.4 g, 64 mmol), Pd(dppf)Cl2(1.8 g, 0.22 mmol)의 혼합물을 12시간 동안 80℃에서 교반하였다. 그 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 물 및 클로로폼을 상기 혼합물에 첨가하고, 분리된 유기 층을 염수 및 물로 세척하고, 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰다. 용매를 진공 하에 제거하고, 잔류물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용리제로서 페트롤륨 사용) 상에서 정제하여 2-(9,9-다이헥실-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-9H-플루오렌-7-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란(XVI(여기서, R12는 각각 n-헥실이고 R22는 각각 메틸이다)).
중합체 VIII(여기서, Y = N이고, R 1 은 각각 n-헥실이고, R 2 가 n-펜틸이고, R 3 은 수소이고, R 6 은 n-펜틸이다)의 제조:
테트라하이드로푸란(THF) 중 상기의 XVI(여기서, R12는 각각 n-헥실이고 R22는 각각 메틸이다)(2 mmol(여기서, mmol = millimoles), (4-브로모페닐)-(4-브로모페닐-n-펜틸페닐)-페닐아민(XXI(여기서, R13은 n-펜틸이고, R24는 수소이다)(1.0 mmol), 및 3-n-펜틸-2,7-다이브로모피렌(XX(여기서, R13은 n-펜틸이다)(1.0 mmol) 및 팔라듐 촉매의 혼합물을 24시간 동안 환류시켰다. 그 후, 반응 혼합물을 물로 켄칭시키고, 클로로폼으로 추출하였다. 용매를 증발시킨 후 플래시 크로마토그래피를 수행하여 목적하는 중합체 VIII(여기서, Y = N이고, R1은 각각 n-헥실이고, R2는 n-펜틸이고, R3은 수소이고, R6은 n-펜틸이다)에 따른 유형의 UV 중합체를 수득하였다.
중합체 IV(여기서, X = O이고, R 1 은 각각 n-헥실이고, R 2 는 페닐이다)의 제조:
톨루엔 중 상기 XVI(여기서, R12는 각각 n-헥실이고, R22는 각각 메틸이다)(1.0 mmol) 및 (4-브로모페닐) (3-페닐-4-브로모페닐) 에터(XIX(여기서, R13은 페닐이다))(1.0 mmol), 및 팔라듐 촉매의 혼합물을 24시간 동안 환류시켰다. 그 후, 반응 혼합물을 물로 켄칭시키고, 다이클로로폼으로 추출하였다. 용매를 증발시키고, 플래시 크로마토그래피를 수행하여 목적하는 중합체 IV(여기서, X = O이고, R1은 각각 n-헥실이고, R2은 페닐이다)에 따른 유형의 UV 중합체를 수득하였다.
중합체 X(여기서, X = S이고, R 1 은 각각 n-헥실이고, R 7 은 메틸이고, R 8 은 메틸이고, R 9 는 메틸이고, R 2 는 메틸이다)의 제조:
THF 중 상기 XVI(여기서, R12는 각각 n-헥실이고 R22는 각각 메틸이다)(2 mmol), XXII(여기서, R13, R15 및 R20은 각각 메틸이다)(1.0 mmol), 및 (4-브로모페닐) (3-메틸-4-브로모페닐) 에터(XVII(여기서, R13은 메틸이다)(1.0 mmol) 및 팔라듐 촉매의 혼합물을 24시간 동안 환류시켰다. 그 후, 반응 혼합물을 물로 켄칭시키고, 다이클로로폼으로 추출하였다. 용매를 증발시키고, 플래시 크로마토그래피를 수행하여 목적하는 중합체 X(여기서, X = S이고, R1은 각각 n-헥실이고, R2은 페닐이다)에 따른 유형의 UV 중합체를 수득하였다.
중합체 XV(여기서, Z = Si이고, R 1 은 각각 n-헥실이고, R 10 은 C 20 H 40 CH 3 이고, R 11 은 메틸이고, R2는 메틸이고, R 3 은 n-헥실이고, R 3 은 메틸이다)의 제조:
THF 중 상기 XVI(여기서, R12는 각각 n-헥실이고 R22는 각각 메틸이다)(2 mmol), XXVI(여기서, R13은 C20H40CH3이고, R19는 메틸이고, R18은 수소이다)(1.0 mmol), XXIV(여기서, R13은 n-헥실이고, R17은 4-메틸페닐이다)(1.0 mmol) 및 팔라듐 촉매의 혼합물을 24시간 동안 환류시켰다. 그 후, 반응 혼합물을 물로 켄칭시키고, 다이클로로폼으로 추출하였다. 용매를 증발시키고, 플래시 크로마토그래피를 수행하여 목적하는 중합체 XV(여기서, Z = Si이고, R1은 각각 n-헥실이고, R10은 C20H4OCH3이고, R11은 메틸이고, R2는 메틸이고, R3은 n-헥실이고, R3은 메틸이다)에 따른 유형의 UV 중합체를 수득하였다.
전술된 플루오렌계 중합체들은, 2개의 전극 층, 및 상기 2개의 전극 층 사이에 위치된 유기 발광 층을 포함하는 소자로 각각 혼입된다. 각 플루오렌계 중합체는 유기 발광 층으로서 사용된다. 각 소자는 전압원 활성화 시에 UV 또는 진한 청색 발광을 보였다.
상기 발명이 명확한 이해를 위해 예시 및 예로서 약간 상세하게 기재되었지만, 본 발명의 교시의 견지에서 첨부된 특허청구범위의 정신 또는 범위로부터 벗어남이 없이 특정한 변화 및 변형이 가해질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 설명을 위한 상기의 기재내용은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적 명명법을 사용하였다. 그러나, 본 발명을 실시하기 위해 구체적 세부사항은 필요한 것이 아님을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 구체적 실시양태의 상기의 기재내용은 예시와 기재를 목적으로 제공되며, 이는 독점적인 것으로 또는 개시된 정밀한 형태에 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 많은 변형 및 변화가 상기의 교시의 관점에서 가능하다. 상기의 실시양태들은 본 발명의 원리 및 그의 실용적 적용을 설명하기 위해 선택 및 기재되었으므로, 당업자가 본 발명을 이용하는 것을 가능케 한다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 I의 플루오렌계 공중합체:
    [화학식 I]
    Figure pct00032

    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 입체 장애 기이고,
    Q는 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이고,
    D는 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워지며 상기 방향족 잔기는 그에 부착된 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워지고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이고,
    R1 및 D의 입체 장애 기는 화학식 I의 공간 배열이 실질적으로 비-평면형이 되기에 충분한 공간적 상호작용을 제공하고,
    상기 공중합체는 UV 발광을 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    R1은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는, 플루오렌계 공중합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    Q가 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이며 하나 이상의 입체 장애 기를 포함하는, 플루오렌계 공중합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    D가 하기 화학식 IIa 내지 IIc로 이루어진 군으로부터 선택되는, 플루오렌계 공중합체:
    Figure pct00033

    상기 식에서,
    화살표는 Q에 대한 부착점을 나타내고,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    Y는 N 또는 P이고,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R2는 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식 IV 내지 XV 중 하나를 갖는 플루오렌계 공중합체:
    [화학식 IV]
    Figure pct00034

    [상기 식에서,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 V]
    Figure pct00035

    [상기 식에서,
    Y는 N 또는 P이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 VI]
    Figure pct00036

    [상기 식에서,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 VII]
    Figure pct00037

    [상기 식에서,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    R1, R2 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 VIII]
    Figure pct00038

    상기 식에서,
    Y는 N 또는 P이고,
    R1, R2 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 IX]
    Figure pct00039

    [상기 식에서,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R1, R2 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 X]
    Figure pct00040

    [상기 식에서,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    R1, R2, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 XI]
    Figure pct00041

    [상기 식에서,
    Y는 N 또는 P이고,
    R1, R2, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 XII]
    Figure pct00042

    [상기 식에서,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R1, R2, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 XIII]
    Figure pct00043

    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    R1, R2, R10 및 R11은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 XIV]
    Figure pct00044

    [Y는 N 또는 P이고,
    R1, R2, R10 및 R11는 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시(예컨대, 페녹시), C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다];
    [화학식 XV]
    Figure pct00045

    [상기 식에서,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R1, R2, R10 및 R11은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다].
  6. 제 1 항의 플루오렌계 공중합체를 포함하는 발광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플루오렌계 공중합체가 2개의 전극들 사이에 배치된 층의 형태로 되어 있는, 발광 소자.
  8. (a) 제 1 전극;
    (b) 제 2 전극; 및
    (c) 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되며, 하기 화학식 I의 플루오렌계 공중합체를 포함하는 중합체 층
    을 포함하는 발광 소자:
    [화학식 I]
    Figure pct00046

    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    Q는 결합 또는 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리이고,
    D는 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 채워지며 상기 방향족 잔기는 그에 부착된 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워진다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    Q가 단일 결합, 단핵 방향족 잔기 및 다핵 방향족 잔기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 발광 소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 방향족 기 및 방향족 치환기가 페닐인, 발광 소자.
  11. 제 8 항에 있어서,
    D가 2가, 3가 및 4가 중 하나인 원자를 포함하는 기이고, 이때 상기 원자의 1 원자가는 Q에 부착된 방향족 잔기에 의해 상기 원자의 부착점에 대해 파라 위치에서 채워지고, 상기 방향족 잔기는 Q에 대한 방향족 잔기의 부착점에 대해 오르토 위치에서 입체 장애 기를 갖고, 상기 원자의 나머지 원자가는 방향족 치환기로 채워지는, 발광 소자.
  12. 제 8 항에 있어서,
    D가 하기 화학식 IIa 내지 IIc로 이루어진 군으로부터 선택되는, 발광 소자:
    Figure pct00047

    상기 식에서,
    화살표는 Q에 대한 부착점을 나타내고,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    Y는 N 또는 P이고,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R2는 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다.
  13. 제 8 항에 있어서,
    D가 하기 화학식 IIIa 내지 IIIc로 이루어진 군으로부터 선택되는, 발광 소자:
    Figure pct00048

    상기 식에서,
    화살표는 플루오렌계 공중합체에 대한 부착점을 나타내고,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    Y는 N 또는 P이고,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R2는 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3은 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 2 내지 10,000에서 선택되는 정수이다.
  14. 실질적으로 평면형 공간 배열을 갖는 플루오렌계 중합체에 비해 개선된 발광 특성 및 안정성을 보이는 플루오렌계 공중합체의 제조 방법으로서,
    입체 장애 구조를 갖는 하나 이상의 화학적 기 및 플로오렌 기를 포함하는 단량체 유닛으로부터 플루오렌계 공중합체를 제조하는 것을 포함하고, 이때 상기 하나 이상의 화학적 기가 상기 플루오렌계 공중합체의 공간 배열을 실질적으로 비-평면형으로 만드는, 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 화학적 기가
    (a) 하나 이상의 비융합 또는 융합 방향족 고리, 및
    (b) 하기 화학식 IIa 내지 IIc로 이루어진 군으로부터 선택되는 잔기
    중 하나 또는 이들 모두를 포함하는, 제조 방법:
    Figure pct00049

    상기 식에서,
    화살표는 플루오렌계 공중합체에 대한 부착점을 나타내고,
    X는 O, S, Te 또는 Se이고,
    Y는 N 또는 P이고,
    Z는 C 또는 Si이고,
    R2는 C1-C30 알킬, C2-C30 알켄일, C2-C30 알킨일, C1-C30 아릴, C1-C30 알콕시, C2-C30 알켄옥시, C2-C30 알킨옥시, C1-C30 아릴옥시, C1-C30 티오알킬, C2-C30 티오알켄일, C2-C30 티오알킨일, C1-C30 티오아릴, C(O)OR4, N(R4)(R5), C(O)N(R4)(R5), F, Cl, Br, NO2, CN, 아실, 카복실레이트 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, C1-C30 알킬 및 C1-C30 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
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