KR20150009462A - 비카르바졸 함유 화합물 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 일반적으로 코어에 부착되는 페닐 단위의 개수가 상이한 카르바졸과 트리아진을 함유하는 신규 화합물에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 이들 화합물을 PHOLED용 호스트로서 포함하는 조성물 및/또는 소자에 관한 것이다.

Description

비카르바졸 함유 화합물{BICARBAZOLE CONTAINING COMPOUNDS}
본 개시는 일반적으로 코어에 부착되는 페닐 단위의 개수가 상이한 카르바졸과 트리아진을 함유하는 신규 화합물에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 이들 화합물을 PHOLED용 호스트로서 포함하는 조성물 및/또는 소자에 관한 것이다.
유기 재료를 사용하는 광전자 소자는 여러 이유로 인하여 점차로 중요해지고 있다. 이와 같은 소자를 제조하는데 사용되는 다수의 재료는 비교적 저렴하여 유기 광전자 소자는 무기 소자에 비하여 경제적 잇점면에서 잠재성을 갖는다. 또한, 유기 재료의 고유한 성질, 예컨대 이의 가요성은 가요성 기판상에서의 제조와 같은 특정 적용예에 매우 적합하게 될 수 있다. 유기 광전자 소자의 예로는 유기 발광 소자(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광전지 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 재료는 통상의 재료에 비하여 성능면에서의 잇점을 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 발광층이 광을 방출하는 파장이 일반적으로 적절한 도펀트로 용이하게 조절될 수 있다.
OLED는 소자에 전압을 인가시 광을 방출하는 유기 박막을 사용한다. OLED는 평판 패널 디스플레이, 조명 및 역광 조명과 같은 적용예에 사용하기 위한 점차로 중요해지는 기술이다. 여러가지의 OLED 재료 및 구조가 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
인광 방출 분자에 대한 하나의 적용예는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업적 기준은 "포화(saturated)" 색상으로서 지칭하는 특정 색상을 방출하도록 조정된 화소를 필요로 한다. 특히, 이러한 기준은 포화 적색, 녹색 및 청색 화소를 필요로 한다. 색상은 당업계에 공지된 CIE 좌표를 사용하여 측정될 수 있다.
녹색 발광 분자의 일례로는 하기 화학식을 갖는 Ir(ppy)3으로 나타낸 트리스(2-페닐피리딘) 이리듐이다:
Figure pat00001
본원에서의 이와 같은 화학식 및 하기의 화학식에서, 본 출원인은 질소로부터 금속(여기에서는 Ir)으로의 배위 결합을 직선으로 도시한다.
본원에서, 용어 "유기"라는 것은 유기 광전자 소자를 제조하는데 사용될 수 있는 중합체 재료뿐 아니라, 소분자 유기 재료를 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 재료를 지칭하며, "소분자"는 실제로 꽤 클 수도 있다. 소분자는 일부의 상황에서는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬 기를 사용하는 것은 "소분자" 부류로부터 분자를 제거하지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 주쇄(backbone)상에서의 측쇄기로서 또는 주쇄의 일부로서 중합체에 도입될 수 있다. 소분자는 또한 코어 부분상에 생성된 일련의 화학적 셸(shells)로 이루어진 덴드리머의 코어 부분으로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 부분은 형광 또는 인광 소분자 이미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 통상적으로 사용되는 모든 덴드리머는 소분자인 것으로 여겨진다.
본원에서 사용한 바와 같이, "상부(top)"는 기판으로부터 가장 멀리 떨어졌다는 것을 의미하며, "하부(bottom)"는 기판에 가장 근접하다는 것을 의미한다. 제1층이 제2층"의 상부에 배치되는" 것으로 기재될 경우, 제1층은 기판으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 제1층이 제2층과 "접촉되어 있는" 것으로 명시되지 않는다면 제1층과 제2층 사이에는 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드와 애노드의 사이에 다양한 유기층이 존재할 수 있을지라도, 캐소드는 애노드"의 상부에 배치되는" 것으로 기재될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, "용액 가공성(solution processible)"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매체에 용해, 분산 또는 수송될 수 있고/거나 액체 매체로부터 침착될 수 있다는 것을 의미한다.
리간드가 발광 재료의 광활성 성질에 직접적으로 기여하는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "광활성"으로서 지칭될 수 있다. 보조적 리간드가 광활성 리간드의 성질을 변경시킬 수 있을지라도, 리간드가 발광 재료의 광활성 성질에 기여하지 않는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "보조적"인 것으로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이 그리고 일반적으로 당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 제1의 "최고 점유 분자 궤도"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 궤도"(LUMO) 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 근접할 경우, 제1의 에너지 준위는 제2의 HOMO 또는 LUMO보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 이온화 전위(IP)가 진공 준위에 대하여 음의 에너지로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절대값을 갖는 IP(음의 값이 더 작은 IP)에 해당한다. 유사하게, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 절대값이 더 작은 전자 친화도(EA)(음의 값이 더 작은 EA)에 해당한다. 상부에서의 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, 재료의 LUMO 에너지 준위는 동일한 재료의 HOMO 에너지 준위보다 더 높다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 상기 다이아그램의 상부에 더 근접한다는 것을 나타낸다.
본원에서 사용한 바와 같이 그리고 일반적으로 당업자가 이해하는 바와 같이, 제1의 일 함수의 절대값이 더 클 경우, 제1의 일 함수는 제2의 일 함수보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 일 함수는 일반적으로 진공 준위에 대하여 음의 수로서 측정되므로, 이는 "더 높은" 일 함수는 음의 값이 더 크다는 것을 의미한다. 상부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, "더 높은" 일 함수는 진공 준위로부터 아래 방향으로 더 먼 것으로서 도시된다. 그래서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일 함수와는 상이한 규칙(convention)을 따른다.
OLED에 대한 세부사항 및 전술한 정의는 미국 특허 제7,279,704호에서 확인할 수 있으며, 이 특허 문헌의 개시내용은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 하기 화학식 I의 구조를 갖는 화합물이 제공된다:
Figure pat00002
상기 식에서, R2, R5, 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고; R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고; L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고; X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고; Y1, Y2, Y3, 및 Y4는 C 또는 N을 포함하고; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 2 이상은 N이며; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며; R1 , R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 유기 발광 소자를 포함하는 제1 소자가 제공된다. 유기 발광 소자는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 유기층을 포함하고, 유기층은 하기 화학식 I의 구조를 갖는 화합물을 포함한다:
Figure pat00003
상기 식에서, R2, R5, 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고; R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고; L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고; X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 각각은 탄소 또는 질소이고; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 2 이상은 질소이며; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며; R1 , R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
제1 소자의 일 실시양태에서, 유기층은 발광층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 호스트이다. 일 실시양태에서, 유기층은 발광 도펀트를 더 포함한다. 일 실시양태에서, 유기층은 차단층(blocking layer)이고 화학식 I을 갖는 화합물은 유기층 내의 차단 재료이다. 일 실시양태에서, 유기층은 전자 수송층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 유기층 내의 전자 수송 재료이다.
도 1은 유기 발광 소자를 도시한다.
도 2는 별도의 전자 수송층을 갖지 않는 역전된 유기 발광 소자를 도시한다.
도 3은 본원에 개시된 화학식 I을 도시한다.
일반적으로, OLED는 애노드 및 캐소드 사이에 배치되어 이에 전기 접속되는 하나 이상의 유기층을 포함한다. 전류가 인가되면, 애노드는 정공을 유기층(들)에 주입하고, 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향하여 이동한다. 전자 및 정공이 동일한 분자상에 편재화될 경우, 여기된 에너지 상태를 갖는 편재화된 전자-정공쌍인 "엑시톤"이 형성된다. 엑시톤이 광방출 메카니즘에 의하여 이완될 경우 광이 방출된다. 일부의 경우에서, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스 상에 편재화될 수 있다. 비-방사 메카니즘, 예컨대 열 이완(thermal relaxation)도 또한 발생할 수 있으나, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 간주된다.
초기 OLED는 예를 들면 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 바와 같은 일중항 상태로부터 광("형광")을 방출하는 발광 분자를 사용하였으며, 상기 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 형광 방출은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 기간으로 발생한다.
보다 최근에는, 삼중항 상태로부터의 광("인광")을 방출하는 발광 재료를 갖는 OLED가 예시되어 있다. 문헌[Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998 ("Baldo-I")] 및 [Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6 (1999) ("Baldo-II")]을 참조하며, 이들 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 인광은 참고로 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 5-6에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
도 1은 유기 발광 소자(100)를 도시한다. 도면은 반드시 축척에 의하여 도시하지는 않았다. 소자(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입층(120), 정공 수송층(125), 전자 차단층(130), 발광층(135), 정공 차단층(140), 전자 수송층(145), 전자 주입층(150), 보호층(155), 캐소드(160) 및 차단층(170)을 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1의 전도층(162) 및 제2의 전도층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 소자(100)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제조될 수 있다. 이들 다양한 층뿐 아니라, 예시의 재료의 성질 및 기능은 참고로 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 6-10에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
이들 각각의 층에 대한 더 많은 예도 이용 가능하다. 예를 들면 가요성 및 투명한 기판-애노드 조합이 미국 특허 제 5,844,363호에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. p-도핑된 정공 수송층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, m-MTDATA가 F4-TCNQ로 도핑된(50:1의 몰비) 것이며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 발광 및 호스트 재료의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson 등)에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. n-도핑된 전자 수송층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이고, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 그 전문이 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호에는 투명, 전기전도성 스퍼터-증착된 ITO 층이 오버레이된 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예가 개시되어 있다. 차단층의 이론 및 용도는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 보다 구체적으로 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 주입층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2004/0174116호에 제공되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 보호층의 설명은 미국 특허 출원 공개 공보 제2004/0174116호에서 확인할 수 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
도 2는 역전된 OLED(200)를 도시한다. 소자는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 수송층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 소자(200)는 기재된 순서로 층을 적층시켜 제조될 수 있다. 가장 흔한 OLED 구조는 애노드의 위에 캐소드가 배치되어 있는데, 소자(200)는 애노드(230)의 아래에 캐소드(215)가 배치되어 있으므로, 소자(200)는 "역전된" OLED로 지칭될 수 있다. 소자(100)에 관하여 기재된 것과 유사한 재료가 소자(200)의 해당 층에 사용될 수 있다. 도 2는 소자(100)의 구조로부터 일부 층이 얼마나 생략될 수 있는지의 일례를 제공한다.
도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조는 비제한적인 예로서 제공하며, 본 발명의 실시양태는 광범위한 다양한 다른 구조와 관련하여 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 기재된 특정한 재료 및 구조는 사실상 예시를 위한 것이며, 다른 재료 및 구조도 사용될 수 있다. 기능성 OLED는 기재된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합하여 달성될 수 있거나 또는 디자인, 성능 및 비용 요인에 기초하여 층을 전적으로 생략할 수 있다. 구체적으로 기재되지 않은 기타의 층도 또한 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 재료를 제외한 재료들이 사용될 수 있다. 본원에 제공된 다수의 예가 단일 재료를 포함하는 것으로서 다양한 층을 기재하기는 하나, 재료의 조합, 예컨대 호스트 및 도펀트의 혼합물 또는 보다 일반적으로 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 층은 다수의 하부층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 제시된 명칭은 엄격하게 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 소자(200)에서 정공 수송층(225)은 정공을 수송하고, 정공을 발광층(220)에 주입하며, 정공 수송층 또는 정공 주입층으로서 기재될 수 있다. 하나의 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 유기층은 단일층을 포함할 수 있거나 또는 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기재된 바와 같은 상이한 유기 재료들의 복수의 층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 기재하지 않은 구조 및 재료, 예컨대 미국 특허 제5,247,190호(Friend 등)에 기재된 바와 같은 중합체 재료(PLED)를 포함하는 OLED를 사용할 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 추가의 예로서, 단일 유기층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED는 예를 들면 미국 특허 제 5,707,745호(Forrest 등)에 기재된 바와 같이 적층될 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 미국 특허 제6,091,195호(Forrest 등)에 기재된 바와 같은 메사형(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 제 5,834,893호(Bulovic 등)에 기재된 피트형(pit) 구조와 같은 아웃-커플링(out-coupling)을 개선시키기 위한 각진 반사면을 포함할 수 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
달리 명시하지 않는 한, 다양한 실시양태의 임의의 층이 임의의 적절한 방법에 의하여 적층될 수 있다. 유기층의 경우, 바람직한 방법으로는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호(이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 열 증발, 잉크-제트, 미국 특허 제 6,337,102호(Forrest 등)(이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 증기상 증착(OVPD), 및 미국 특허 제7,431,968호(이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 증기 제트 프린팅(OVJP)에 의한 침착을 들 수 있다. 기타의 적절한 침착 방법은 스핀 코팅 및 기타의 용액 기반 공정을 포함한다. 용액 기반 공정은 질소 또는 불활성 분위기 중에서 실시되는 것이 바람직하다. 기타의 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패턴 형성 방법은 마스크를 통한 침착, 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호(이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 냉간 용접 및, 잉크-제트 및 OVJD와 같은 일부 침착 방법과 관련된 패턴 형성을 포함한다. 다른 방법이 또한 사용될 수 있다. 침착시키고자 하는 재료는 특정한 침착 방법과 상용성을 갖도록 변형될 수 있다. 예를 들면, 분지형 또는 비분지형, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 알킬 및 아릴 기와 같은 치환기가 용액 가공 처리 능력을 향상시키기 위하여 소분자에 사용될 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있으며, 3 내지 20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 구조를 갖는 재료는 대칭 구조를 갖는 것보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있는데, 비대칭 재료는 재결정화되는 경향이 더 낮을 수 있기 때문이다. 덴드리머 치환기가 용액 가공 처리되는 소분자의 능력을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 실시양태에 의하여 제조된 소자는 차단층을 추가로 임의로 포함할 수 있다. 차단층의 하나의 목적은 전극 및 유기층이 수분, 증기 및/또는 기체 등을 포함하는 환경에서 유해한 종에 대한 노출로 인하여 손상되지 않도록 하는 것이다. 차단층은 기판의 위에서, 기판의 아래에서 또는 기판의 옆에서, 전극 또는, 엣지를 포함하는 소자의 임의의 기타 부분의 위에서 침착될 수 있다. 차단층은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 차단층은 각종 공지의 화학적 침착 기법에 의하여 형성될 수 있으며 복수의 상을 갖는 조성물뿐 아니라 단일 상을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합을 차단층에 사용할 수 있다. 차단층은 무기 또는 유기 화합물 또는 둘다를 혼입할 수 있다. 바람직한 차단층은 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 번호 PCT/US2007/023098 및 PCT/US2009/042829에 기재된 바와 같은 중합체 재료 및 비-중합체 재료의 혼합물을 포함하며, 이들 문헌의 개시내용은 본원에 그 전문이 참고로 포함된다. "혼합물"을 고려하면, 차단층을 포함하는 전술한 중합체 및 비-중합체 재료는 동일한 반응 조건하에서 및/또는 동일한 시간에서 침착되어야만 한다. 중합체 대 비-중합체 재료의 중량비는 95:5 내지 5:95 범위내일 수 있다.　중합체 재료 및 비-중합체 재료는 동일한 전구체 재료로부터 생성될 수 있다. 한 예에서, 중합체 재료와 비-중합체 재료의 혼합물은 실질적으로 중합체 규소 및 무기 규소로 이루어진다.
본 발명의 실시양태에 의하여 제조되는 소자는 평판 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 옥외 조명 및/또는 시그날링을 위한 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 개인용 정보 단말기(PDA), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로디스플레이, 비히클, 대형벽, 극장 또는 스타디움 스크린 또는 간판을 비롯한 다양한 소비재(consumer products)에 도입될 수 있다. 패시브 매트릭스 및 액티브 매트릭스를 비롯한 다양한 제어 메카니즘을 사용하여 본 발명에 의한 소자를 제어할 수 있다. 다수의 소자는 사람에게 안락감을 주는 온도 범위, 예컨대 18℃ 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 실온(20℃ 내지 25℃)에서 사용하도록 의도된다.
본원에 기재된 재료 및 구조는 OLED를 제외한 소자에서의 적용예를 가질 수 있다. 예를 들면, 기타의 광전자 소자, 예컨대 유기 태양 전지 및 유기 광검출기가 이러한 재료 및 구조를 사용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 소자, 예컨대 유기 트랜지스터가 이러한 재료 및 구조를 사용할 수 있다.
용어 할로, 할로겐, 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴알킬, 헤테로사이클릭 기, 아릴, 방향족 기 및 헤테로아릴은 당업계에 공지되어 있고, 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 31-32에서 정의되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 화학식 I의 구조를 갖는 화합물이 제공된다:
Figure pat00004
상기 식에서, R2, R5, 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고;
R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고;
L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고;
X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고;
Y1, Y2, Y3, 및 Y4 각각은 탄소 또는 질소를 포함하고;
Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 2 이상은 질소이며;
Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며;
R1 , R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
화합물의 일 실시양태에서, R1은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 일 실시양태에서, R1은 페닐, 비페닐(biphenyl), 터페닐(terphenyl), 테트라페닐, 펜타페닐, 피리딘, 페닐 피리딘, 피리딜 페닐, 트리페닐렌, 카르바졸, 플루오렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 아릴, 헤테로아릴 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 페닐, 비페닐, 터페닐, 테트라페닐, 펜타페닐, 피리딘, 페닐 피리딘, 피리딜 페닐, 트리페닐렌, 카르바졸, 플루오렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 또 다른 실시양태에서, R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 수소이다.
화합물의 일 실시양태에서, L은 하기로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pat00005
일 실시양태에서, L은 바람직하게는 단일 결합, 페닐, 또는 피리딘이다.
화합물의 일 실시양태에서, X는 O이다. 또 다른 실시양태에서, X는 S이다.
일 실시양태에서, 화합물은 하기로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
여기서, 화합물 80-X 내지 89-X 중의 Y는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택된다.
일 측면에서, 화학식 I의 화합물을 포함하는 제제가 제공된다.
일 측면에서, 제1 유기 발광 소자를 포함하는 제1 소자가 제공된다. 제1 유기 발광 소자는 애노드, 캐소드, 애노드와 캐소드 사이에 배치된 유기층을 포함하고, 유기층은 화학식 I을 갖는 화합물을 더 포함한다:
Figure pat00019
상기 식에서, R2, R5, 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고; R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고; L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고; X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고; Y1, Y2, Y3, 및 Y4는 C 또는 N을 포함하고; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 2 이상은 N이며; Y1, Y2, Y3, 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며; R1 , R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
제1 소자의 일 실시양태에서, 화합물 중의 R1은 아릴 또는 헤테로아릴이다. 일 실시양태에서, R1은 페닐, 비페닐, 터페닐, 테트라페닐, 펜타페닐, 피리딘, 페닐 피리딘, 피리딜 페닐, 트리페닐렌, 카르바졸, 플루오렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 아릴, 헤테로아릴 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 페닐, 비페닐, 터페닐, 테트라페닐, 펜타페닐, 피리딘, 페닐 피리딘, 피리딜 페닐, 트리페닐렌, 카르바졸, 플루오렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 또 다른 실시양태에서, R2, R3 , R4 , R5 및 R6은 수소이다.
일 실시양태에서, 화합물 중의 L은 하기로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pat00020
일 실시양태에서, L은 바람직하게는 단일 결합, 페닐, 또는 피리딘이다.
화합물의 일 실시양태에서, X는 O이다. 또 다른 실시양태에서, X는 S이다.
제1 소자의 일 실시양태에서, 화합물은 화합물 1-X 내지 화합물 99-X로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 화합물 80-X 내지 89-X 중의 Y는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택된다.
제1 소자의 일 실시양태에서, 유기층은 발광층이고 화학식 I의 화합물은 호스트이다. 일 실시양태에서, 유기층은 발광 도펀트를 더 포함한다. 일 실시양태에서, 유기층은 차단층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 유기층 내의 차단 재료이다. 일 실시양태에서, 유기층은 전자 수송층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 유기층 내의 전자 수송 재료이다. 추가 실시양태에서, 발광 도펀트는 하기로 구성된 군으로부터 선택된 1 이상의 리간드를 가진 전이 금속 착물이다:
Figure pat00021
Figure pat00022
상기 식에서, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 일치환, 이치환, 삼치환, 또는 사치환을 나타내거나 비치환을 나타낼 수 있고;
Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되고;
Ra, Rb, Rc, 및 Rd 중 인접한 2개의 치환기는 경우에 따라 연결되어 융합된 고리를 형성하거나 여러자리(multidentate) 리간드를 형성한다.
일 실시양태에서, 제1 소자는 소비재(consuemr product)이다. 일 실시양태에서, 제1 소자는 유기 발광 소자이다. 일 실시양태에서, 제1 소자는 발광 패널을 포함한다.
본 개시에 기재된 화합물은 PHOLED에서 차단 재료 및/또는 발광층의 호스트로서 사용시에 놀라운 예기치 못한 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 본 발명자들은 동일 고리 상의 2개의 니트로전트(nitrogent)를 가진 azaDBX를 갖는 비카르바졸 화합물이 개선된 결과를 나타내는 것을 발견했다.
다른 재료와의 조합
유기 발광 소자에서 특정 층에 대하여 유용한 것으로 본원에 기재된 재료는 소자에 존재하는 다양한 다른 재료와 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 발광 도펀트는 호스트, 수송층, 차단층, 주입층, 전극 및 존재할 수 있는 기타의 층과 결합되어 사용될 수 있다. 하기에 기재되거나 또는 지칭된 재료는 본원에 개시된 화합물과 조합하여 유용할 수 있는 비제한적인 재료이며, 당업자는 조합에 유용할 수 있는 기타의 재료를 확인하는 문헌을 용이하게 참조할 수 있다.
HIL/HTL:
본 발명에서 사용하고자 하는 정공 주입/수송 재료는 특별히 한정되지 않으며, 정공 주입/수송 재료로서 사용되는 한 임의의 화합물을 사용할 수 있다. 재료의 비제한적인 예로는 프탈로시아닌 또는 포르피린 유도체; 방향족 아민 유도체; 인돌로카르바졸 유도체; 플루오로탄화수소를 포함하는 중합체; 전도성 도펀트를 갖는 중합체; 전도성 중합체, 예컨대 PEDOT/PSS; 포스폰산 및 실란 유도체와 같은 화합물로부터 유도된 자체조립 단량체; 금속 산화물 유도체, 예컨대 MoOx; p-형 반도체 유기 화합물, 예컨대 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌헥사카르보니트릴; 금속 착물 및 가교성 화합물을 들 수 있다.
HIL 또는 HTL에 사용된 방향족 아민 유도체의 비제한적인 예로는 하기 화학식을 들 수 있다:
Figure pat00023
Ar1 내지 Ar9 각각은 벤젠, 비페닐, 트리페닐, 트리페닐렌, 나프탈렌, 안트라센, 페날렌, 페난트렌, 플루오렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 아줄렌과 같은 방향족 탄화수소 사이클릭 화합물로 이루어진 군; 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 디벤조셀레노펜, 푸란, 티오펜, 벤조푸란, 벤조티오펜, 벤조셀레노펜, 카르바졸, 인돌로카르바졸, 피리딜인돌, 피롤로디피리딘, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 옥사진, 옥사티아진, 옥사디아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 인독사진, 벤족사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 시놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 아크리딘, 페나진, 페노티아진, 펜옥사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘, 티에노디피리딘, 벤조셀레노페노피리딘 및 셀레노페노디피리딘과 같은 방향족 헤테로사이클릭 화합물로 이루어진 군; 및 방향족 탄화수소 사이클릭 기 및 방향족 헤테로사이클릭 기로부터 선택된 동일한 유형 또는 상이한 유형의 군이며 서로 직접 결합되거나 또는 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자, 붕소 원자, 쇄 구조 단위 및 지방족 사이클릭 기 중 하나 이상을 통하여 결합되는 2 내지 10개의 사이클릭 구조 단위로 이루어진 군으로부터 선택된다. 각각의 Ar은 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기로 추가로 치환된다.
하나의 실시양태에서, Ar1 내지 Ar9는 하기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며:
Figure pat00024
k는 1 내지 20의 정수이며; X101 내지 X108은 C(CH 포함) 또는 N이고; Z101은 NAr1, O 또는 S이고; Ar1은 상기 정의된 바와 동일한 기를 갖는다.
HIL 또는 HTL에 사용된 금속 착물의 비제한적인 예는 하기를 들 수 있다:
Figure pat00025
Met는 금속이고; (Y101-Y102)는 2좌(두자리) 리간드이고, Y101 및 Y102는 독립적으로 C, N, O, P 및 S로부터 선택되며; L101은 또 다른 리간드이며; k'는 1 내지 금속에 결합될 수 있는 리간드 최대수의 정수값이고; k'+k"는 금속에 결합될 수 있는 리간드 최대수이다.
일 실시양태에서, (Y101-Y102)는 2-페닐피리딘 유도체이다. 또 다른 실시양태에서, (Y101-Y102)는 카르벤 리간드이다. 또 다른 실시양태에서, Met은 Ir, Pt, Os 및 Zn으로부터 선택된다. 추가의 실시양태에서, 금속 착물은 약 0.6 V 미만의 용액중의 최소 산화 전위 대 Fc+/Fc 커플을 갖는다.
호스트:
본 발명의 유기 EL 소자의 발광층은 바람직하게는 발광 재료로서 적어도 금속 착물을 포함하며, 도펀트 재료로서 금속 착물을 사용하는 호스트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료의 예로는 특별히 한정되지는 않으나, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물이 호스트의 삼중항 에너지가 도펀트의 것보다 더 크기만 하다면 사용될 수 있다. 하기 표는 각종 색을 방출하는 소자에 바람직한 것으로서 호스트 재료를 분류하지만, 삼중항 기준을 충족하는 한, 임의의 호스트 재료가 임의의 도펀트와 함께 사용될 수 있다.
호스트로서 사용된 금속 착물의 예는 하기 화학식을 갖는 것이 바람직하다:
Figure pat00026
Met는 금속이고; (Y103-Y104)는 2좌 리간드이고, Y103 및 Y104는 C, N, O, P 및 S로부터 독립적으로 선택되며; L101은 또 다른 리간드이며; k'는 1 내지 금속에 부착될 수 있는 리간드 최대수의 정수값이고; k'+k"는 금속에 부착될 수 있는 리간드 최대수이다.
일 실시양태에서, 금속 착물은
Figure pat00027
이다:
상기 식에서, (O-N)은 원자 O 및 N에 배위결합된 금속을 갖는 2좌 리간드이다.
또 다른 실시양태에서, Met는 Ir 및 Pt로부터 선택된다. 추가의 실시양태에서, (Y103-Y104)는 카르벤 리간드이다.
호스트로서 사용된 유기 화합물의 예는 방향족 탄화수소 사이클릭 화합물, 예컨대 벤젠, 비페닐, 트리페닐, 트리페닐렌, 나프탈렌, 안트라센, 페날렌, 페난트렌, 플루오렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 아줄렌으로 이루어진 군; 방향족 헤테로사이클릭 화합물, 예컨대 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 디벤조셀레노펜, 푸란, 티오펜, 벤조푸란, 벤조티오펜, 벤조셀레노펜, 카르바졸, 인돌로카르바졸, 피리딜인돌, 피롤로디피리딘, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 옥사진, 옥사티아진, 옥사디아진, 인돌, 벤즈이미다졸, 인다졸, 인독사진, 벤족사졸, 벤즈이속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 신놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 프탈라진, 프테리딘, 크산텐, 아크리딘, 페나진, 페노티아진, 펜옥사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘, 티에노디피리딘, 벤조셀레노페노피리딘 및 셀레노페노디피리딘으로 이루어진 군; 및 방향족 탄화수소 사이클릭 기 및 방향족 헤테로사이클릭 기로부터 선택된 동일한 유형 또는 상이한 유형의 기이며 서로 직접 결합되거나 또는 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자, 붕소 원자, 쇄 구조 단위 및 지방족 사이클릭 기 중 하나 이상에 의하여 결합되는 2 내지 10개의 사이클릭 구조 단위로 이루어진 군으로부터 선택된다. 여기서 각각의 기는 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기로 추가로 치환된다.
일 실시양태에서, 호스트 화합물은 분자에서 하기 기 중 하나 이상을 포함한다:
Figure pat00028
상기 식에서, R101 내지 R107은 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 아릴 또는 헤테로아릴인 경우, 전술한 Ar과 유사한 정의를 갖는다. k는 0 내지 20의 정수이며; k"'는 0 내지 20의 정수이다. X101 내지 X108는 C(CH 포함) 또는 N으로부터 선택된다. Z101 및 Z102는 NR101, O 또는 S로부터 선택된다.
HBL:
정공 차단층(HBL)은 발광층에서 배출되는 정공 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키는데 사용될 수 있다. 소자에서의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 결여된 유사한 소자에 비하여 실질적으로 더 높은 효율을 나타낼 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 소정의 부위로 방출을 한정시키는데 사용될 수 있다.
일 실시양태에서, HBL에 사용된 화합물은 전술한 호스트로서 사용된 동일한 작용기 또는 동일한 분자를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, HBL에 사용된 화합물은 분자에서 하기의 기 중 하나 이상을 포함한다:
Figure pat00029
k는 1 내지 20의 정수이고; L101은 또 다른 리간드이고, k'은 1 내지 3의 정수이다.
ETL:
전자 수송층(ETL)은 전자를 수송할 수 있는 재료를 포함할 수 있다. 전자 수송층은 고유하거나(도핑되지 않음) 또는 도핑될 수 있다. 도핑은 전도율을 향상시키는데 사용될 수 있다. ETL 재료의 예는 특별히 한정되지는 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물이 통상적으로 전자를 수송하는데 사용되는 한 사용될 수 있다.
일 실시양태에서, ETL에 사용되는 화합물은 분자에서 하기 기 중 하나 이상을 포함한다:
Figure pat00030
상기 식에서, R101은 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 아릴 또는 헤테로아릴인 경우, 전술한 Ar과 유사한 정의를 갖는다. Ar1 내지 Ar3은 전술한 Ar과 유사한 정의를 갖는다. k는 1 내지 20의 정수이다. X101 내지 X108은 C(CH 포함) 또는 N으로부터 선택된다.
또 다른 실시양태에서, ETL에 사용된 금속 착물은 하기의 화학식을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00031
상기 식에서, (O-N) 또는 (N-N)은 원자 O, N 또는 N,N에 배위결합된 금속을 갖는 2좌 리간드이며; L101은 또 다른 리간드이며; k'는 1 내지 금속에 부착될 수 있는 리간드 최대수의 정수값이다.
OLED 소자의 각각의 층에 사용된 임의의 전술한 화합물에서, 수소 원자는 부분 또는 완전 중수소화될 수 있다. 그래서, 메틸, 페닐, 피리딜 등의 임의의 구체적으로 제시된 치환기(이에 한정되지 않음)는 이의 비중수소화, 부분 중수소화 및 완전 중수소화 형태를 포함한다. 마찬가지로, 알킬, 아릴, 사이클로알킬, 헤테로아릴 등의 치환기의 유형(이에 한정되지 않음)이 비중수소화, 부분 중수소화 및 완전 중수소화 형태를 포함한다.
본원에 개시된 재료 이외에 및/또는 이와 조합하여, 다수의 정공 주입 재료, 정공 수송 재료, 호스트 재료, 도펀트 재료, 엑시톤/정공 차단층 재료, 전자 수송 및 전자 주입 재료가 OLED에 사용될 수 있다. 본원에 개시된 재료와 조합하여 OLED에 사용될 수 있는 재료의 비제한적인 예는 하기 표 A에 제시되어 있다. 하기 표 A는 재료(물질)의 비제한적인 유형, 각각의 유형에 대한 화합물의 비제한적인 예 및 재료를 개시하는 참고 문헌을 제시한다.
[표 A]
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
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Figure pat00056
실험예
예시적인 재료 합성
모든 반응은 달리 명시하지 않은 한 질소 분위기 하에 수행되었다. 반응을 위한 모든 용매는 무수 용매이고 상업적 출처로부터 구입한 그대로 사용되었다. 화학식 I의 X가 S인 본 발명 화합물의 다양한 구체적인 실시예의 합성을 기재함에 있어, 화합물을 화합물 "번호"-S로 명명한다. 예를 들어, 하기에 언급된 화합물 1-S는 X가 S인 앞서 정의된 화합물 1-X이다.
Figure pat00057
에틸 3-아미노벤조[b]티오펜-2-카르복실레이트의 합성: 건조 2-목 500 mL 둥근 바닥 플라스크(RBF)에 나트륨 에타놀레이트(46.2 mL, 124 mmol)를 충전하고, 151 mL 무수(absolute) EtOH로 희석하고, 얼음조(ice bath)에서 냉각하고 질소 분위기 하에 디에틸 말로네이트(17.98 mL, 118 mmol)로 점적 처리하였다. 20분간 교반 후, 얼음조를 제거하고 3-클로로벤조[d]이소티아졸(20.0 g, 118 mmol)을 한 부분 첨가하고 24 시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 물로 급랭하고, 에테르로 추출하고 과량의 4 M HCl/디옥산으로 처리하였다. 연분홍색-백색 침전물을 여과하여 제거하고, 물에 현탁시키고, Na2CO3로 염기화하고, 에테르로 추출하고, 물과 소금물(brine)로 세척하고, 황산나트륨 위에서 건조하고, 여과하고 농축하여 황색 고형물(~20 g)을 수득하고 이를 에탄올/물로 재결정화하고 진공 오븐에서 60℃에서 3 시간 동안 건조시켜 에틸 3-아미노벤조[b]티오펜-2-카르복실레이트(19.9 g, 76% 수율)를 수득하였다.
Figure pat00058
벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘-4(3H)-온의 합성: 100mL RBF에 에틸 3-아미노벤조[b]티오펜-2-카르복실레이트(17.7 g, 80 mmol)를 충전하고, 포름아미드(60.6 mL, 1520 mmol)로 처리하고 190℃로 2시간 동안 가열하였다. 냉각시 침전물이 형성되었다. 고형물을 여과에 의해 모아 에테르로 세척한 다음, 에탄올/THF로 재결정화하였다. 벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘-4(3H)-온(9.9 g, 61% 수율)이 수득되었다.
Figure pat00059
4-클로로벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘의 합성: 벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘-4(3H)-온(10.78 g, 26.7 mmol)을 피리딘(2.68 mL, 33.3 mmol) 및 포스포릴 트리클로라이드(53.4 mL, 573 mmol)로 처리한 다음, 110℃에서 1시간 동안 환류로 가열하였다. 과량의 POCl3을 제거하고 얼음조에서 얼음물로 조심스럽게 급랭시켰다. 수산화암모늄을 사용하여 pH를 ~5로 조절하였다. 고형물을 여과에 의해 모아 물로 세척하였다. 고형물을 건조시켜 4-클로로벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘 (10 g, 85% 수율)을 수득하였다.
Figure pat00060
화합물 1-S의 합성: 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸(3.05 g, 7.47 mmol), 4-클로로벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘(1.812 g, 8.21 mmol), Pd2dba3(0.342 g, 0.373 mmol), 디사이클로헥실(2',6'-디메톡시-[1,1'-비페닐]-2-일)포스핀(S-Phos) (0.307 g, 0.747 mmol), 및 나트륨 2-메틸프로판-2-올레이트(1.794 g, 18.67 mmol)를 250 mL RBF에 충전하고, m-크실렌(부피: 74.7 mL)에서 희석하고, 질소로 탈기시키고 150℃에서 밤새 환류로 가열하였다. 반응물을 수성 암모늄 클로라이드로 급랭하고 DCM으로 셀라이트(Celite)® 플러그를 통해 여과하였다. 조산물(crude)을 컬럼 크로마토그래피로 정제한 다음 톨루엔/에탄올로 재결정화하여 4-(9'-페닐-9H,9'H-[3,3'-비카르바졸]-9-일)벤조[4,5]티에노[3,2-d]피리미딘(1.95 g, 44% 수율)을 수득하였다.
Figure pat00061
6-클로로-2-이오도피리딘-3-아민의 합성: 6-클로로피리딘-3-아민(40.0 g, 311 mmol)을 DMF(부피: 534 mL)에 용해시키고 1-이오도피롤리딘-2,5-디온(70.0 g, 311 mmol)의 일부분으로 처리하였다. 반응 용액을 실온에서 질소 하에 밤새 교반하고 물로 급랭시키고 EtOAc 및 Et2O로 추출하였다. 유기층을 소금물로 2회 세척하고 황산나트륨 위에서 건조시켰다. DMF를 쿠겔로르(kugelrohr) 상에서 100℃에서 제거하여 ~90 g의 적색 고형물을 수득하였다. 조산물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 6-클로로-2-이오도피리딘-3-아민(57 g, 72% 수율)을 수득하였다.
Figure pat00062
6-클로로-3'-플루오로-[2,2'-비피리딘]-3-아민의 합성: 3-목 1000 mL RBF를 진공 하에 건조한 다음, 이소프로필마그네슘 클로라이드(78 mL, 156 mmol)로 충전하고 수조를 사용하여 냉각시켰다. 2-브로모-3-플루오로피리딘(14.37 mL, 142 mmol)을 점적 첨가하여 온도가 30℃를 초과하지 않도록 하였다. 반응물을 실온에서 밤새 교반한 다음, 3시간에 걸쳐 아연(II) 클로라이드(341 mL, 170 mmol)로 점적 처리하고 실온에서 밤새 교반하였다. 이후 이 현탁물을 캐뉼러를 통해 THF(부피: 474 mL) 중의 Pd(PPh3)4 (8.21 g, 7.10 mmol) 및 6-클로로-2-이오도피리딘-3-아민(39.8 g, 156 mmol)의 탈기된 65℃ 용액에 점적하고 환류에서 밤새 가열하였다. 실온으로 냉각 후, 반응물을 포화된 수성 NaHCO3 및 물로 급랭시켰다. 침전물을 여과하여 제거하고 EtOAc로 세척하였다. 여액을 EtOAc로 추출하였다. 조산물을 40-50% EtOAc/헥산에서 컬럼 크로마토그래피에 의해(컬럼이 20% TEA/헥산에서 상태조절됨) 정제하여 6-클로로-3'-플루오로-[2,2'-비피리딘]-3-아민(21.8 g, 69% 수율)을 수득하였다.
Figure pat00063
6-클로로-3'-플루오로-3-이오도-2,2'-비피리딘의 합성: 기계 교반기, 환류 응축기, 및 추가 깔때기가 구비된 500 mL 3목 RBF에 6-클로로-3'-플루오로-[2,2'-비피리딘]-3-아민(6.63 g, 29.6 mmol)를 충전하였다. 이를 2 M 황산(111 mL, 222 mmol)으로 처리하여 황색/오렌지색 용액을 생성하였다. 반응물을 -5℃로 냉각하고 49 mL 물 중의 아질산나트륨(2.66 g, 38.5 mmol)의 용액으로 -5℃에서 점적 처리하였다. 황색/오렌지색 현탁물을 0℃에서 30분간 교반한 다음, 63 mL 물 중의 요오드화칼륨(14.76 g, 89 mmol)으로 점적 처리하였다. 반응물을 실온에서 30분간 교반한 다음, 1시간 동안 80℃로 가열하였다. 냉각 후, 반응물을 EtOAc로 추출하고, 물, 2M Na2CO3, NaHSO3, 및 소금물로 세척하고, 황산나트륨 위에서 건조하고, 여과하고, 농축시켰다. 조산물을 20% EtOAc/헥산을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 6-클로로-3'-플루오로-3-이오도-2,2'-비피리딘(16 g, 81% 수율)을 수득하였다.
Figure pat00064
에틸 3-((6-클로로-3'-플루오로-[2,2'-비피리딘]-3-일)티오)프로파노에이트의 합성. 6-클로로-3'-플루오로-3-이오도-2,2'-비피리딘(21.4 g, 64.0 mmol), 탄산칼륨(22.10 g, 160 mmol), (옥시비스(2,1-페닐렌))비스(디페닐포스핀)(3.45 g, 6.40 mmol), Pd2(dba)3 (2.93 g, 3.20 mmol)을 건조 500 mL RBF에 충전하고, 톨루엔(부피: 256 mL) 중에서 취하고 질소로 탈기시켰다. 에틸 3-머캅토프로파노에이트(8.92 mL, 70.4 mmol)를 첨가하고 반응 용액을 환류로 7시간 동안 가열하였다. 반응물을 NH4Cl로 급랭시키고 EtOAc로 추출하였다. 조산물을 EtOAc 및 헥산을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 에틸 3-((6-클로로-3'-플루오로-[2,2'-비피리딘]-3-일)티오)프로파노에이트(21.5 g, ~100% 수율)를 약간의 불순물과 함께 수득하였다.
Figure pat00065
2-클로로티에노[3,2-b:4,5-b']디피리딘의 합성: 500mL RBF에 에틸 3-((6-클로로-3'-플루오로-[2,2'-비피리딘]-3-일)티오)프로파노에이트(16.55 g, 48.6 mmol), THF (부피: 194 ml)를 충전하고 질소로 10분간 탈기시킨 다음, 칼륨 2-메틸프로판-2-올레이트(8.17 g, 72.8 mmol)로 처리하고 75℃에서 24시간 동안 환류로 가열하였다. 반응물을 수성 암모늄 클로라이드로 급랭시키고, EtOAc로 2회 추출하였다. 조산물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2-클로로티에노[3,2-b:4,5-b']디피리딘(7 g, 68% 수율)을 수득하였다.
Figure pat00066
화합물 D의 합성: 9-페닐-9H,9'H-3,3'-비카르바졸(3.0 g, 7.34 mmol), 2-클로로티에노[3,2-b:4,5-b']디피리딘 (2.026 g, 9.18 mmol), Pd2dba3 (0.336 g, 0.367 mmol), 디사이클로헥실(2',6'-디메톡시-[1,1'-비페닐]-2-일)포스핀(S-Phos)(0.301 g, 0.734 mmol), 및 나트륨 2-메틸프로판-2-올레이트(1.764 g, 18.36 mmol)를 건조 250 mL RBF에 충전하고, m-크실렌(부피: 73.4 mL)으로 처리하고 질소로 탈기시킨 다음 150℃에서 밤새 환류로 가열하였다. 반응 용액을 실온으로 냉각하고, 수성 NH4Cl로 급랭시키고 디클로로메탄(DCM)으로 셀라이트®의 작은 플러그를 통해 여과시켰다. 조산물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 1.86 g의 순수한 생성물을 수득하였다.
예시적인 소자
모든 소자를 고진공(~ 10-7 Torr) 열증발에 의해 제작하였다. 애노드 전극은 120 nm의 산화인듐주석(ITO)이었다. 캐소드는 1 nm의 LiF에 이어 100 nm의 알루미늄으로 구성되었다. 모든 소자를 제작 직후 질소 글러브 박스에서(1 ppm의 H2O 및 O2) 에폭시 수지로 밀봉된 유리 뚜껑으로 봉지하고, 패키지 내부로 수분 게터(getter)를 도입하였다. 모든 소자 예들은 순차적으로 하기로 구성된 유기 스택을 가졌다: ITO 표면, 10 nm 두께의 화합물 A(정공 주입층(HIL)), 30 nm의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노비페닐(α-NPD)(정공 수송층(HTL)), 및 300Å의, 10 wt% 화합물 A로 도핑된 비교 호스트 또는 본 발명의 호스트(발광층(EML)). EML 상에, 5 nm의 화합물 B를 정공 차단층(BL)으로서 침착시킨 다음 45 nm의 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄(Alq3)을 ETL로서 침착시켰다.
소자에서 사용된 재료:
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
상기 표 3은 화합물 B와 본 발명의 화합물인 화합물 1-S 또는 화합물 C 및 D를 함유하는 이중 호스트를 갖는 소자의 성능을 요약하고 있다. 상기 표 4는 본 발명의 화합물인 화합물 1-S 또는 화합물 C 및 D의 단일 호스트를 갖는 소자의 성능을 요약하고 있다. 구동 전압, 및 외부 양자 효율(EQE)은 1000 nits에서 측정한 반면, 수명(LT95)은 소자의 초기 휘도 9000 nits의 95%까지 감소하는데 소요된 시간으로서 정의하였다. 모든 소자는 화합물 A의 발광시 나오는 실질적으로 동일한 발광색을 가진다. 호스트로서 본 발명의 화합물 1-S를 가진 소자는 비교예에 비해 상당히 개선된 성능을 보여준다. 코호스트(cohost)로서 화합물 B를 사용한 경우, 본 발명의 화합물 1-S는 화합물 C 및 D와 유사한 구동 전압 및 이보다 약간 개선된 효율을 나타내었다. 그러나, 소자 수명은 화합물 D에 비해 50% 개선되었으며, 화합물 C에 비해 2배를 초과했다. 단일 호스트로서 사용된 경우, 본 발명의 화합물 1-S는 화합물 D보다 더 낮은 전압을, 화합물 C 및 D 둘다 보다 더 높은 효율을 나타내었다. 보다 중요하게는, 화합물 1-S를 갖는 소자 수명이 화합물 C 및 D보다 9배 이상 더 우수했다. 이러한 결과는 OLED 소자에서 본 발명의 화합물의 사용에 따른 예기치 못한 이점을 명확하게 입증해 보인다.
본원에 기술된 다양한 실시양태는 단지 예시에 의한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들면, 본원에 기술된 재료 및 구조의 대다수는 본 발명의 취지로부터 벗어나는 일 없이 다른 재료 및 구조로 대체될 수 있다. 특허 청구된 본 발명은 이에 따라 당업자에게 명백한 바와 같이 본원에 기술된 특정 예시 및 바람직한 실시양태로부터 변형예를 포함할 수 있다. 당업자라면 본 발명에 적용된 다양한 이론은 한정하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다.

Claims (21)

  1. 하기 화학식 I의 구조를 가진 화합물:
    Figure pat00071

    상기 식에서, R2, R5 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고;
    R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고;
    L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고;
    X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 각각은 탄소 또는 질소이고;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 중 2 이상은 질소이며;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며;
    R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서, R1은 아릴 또는 헤테로아릴인 화합물.
  3. 제1항에 있어서, R1은 페닐, 비페닐, 터페닐, 테트라페닐, 펜타페닐, 피리딘, 페닐 피리딘, 피리딜 페닐, 트리페닐렌, 카르바졸, 플루오렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  4. 제1항에 있어서, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 아릴, 헤테로아릴 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  5. 제1항에 있어서, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 페닐, 비페닐, 터페닐, 테트라페닐, 펜타페닐, 피리딘, 페닐 피리딘, 피리딜 페닐, 트리페닐렌, 카르바졸, 플루오렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조셀레노펜 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  6. 제1항에 있어서, R2, R3, R4, R5 및 R6은 수소인 화합물.
  7. 제1항에 있어서, L은 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00072
  8. 제1항에 있어서, X는 O인 화합물.
  9. 제1항에 있어서, X는 S인 화합물.
  10. 제1항에 있어서, 화합물은 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00073

    Figure pat00074

    Figure pat00075

    Figure pat00076

    Figure pat00077

    Figure pat00078

    Figure pat00079

    Figure pat00080

    Figure pat00081

    Figure pat00082

    Figure pat00083

    Figure pat00084

    Figure pat00085

    상기 식에서, 화합물 80-X 내지 89-X 중의 Y는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택된다.
  11. 유기 발광 소자를 포함하는 제1 소자로서, 유기 발광 소자가
    애노드;
    캐소드;
    애노드와 캐소드 사이에 배치된 유기층을 포함하고, 유기층이 하기 화학식 I의 구조를 갖는 화합물을 포함하는 것인 제1 소자:
    Figure pat00086

    상기 식에서, R2, R5 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고;
    R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고;
    L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고;
    X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 각각은 탄소 또는 질소이고;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 중 2 이상은 질소이며;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며;
    R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
  12. 제11항에 있어서, 화합물이 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 제1 소자:
    Figure pat00087

    Figure pat00088

    Figure pat00089

    Figure pat00090

    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094

    Figure pat00095

    Figure pat00096

    Figure pat00097

    Figure pat00098

    Figure pat00099

    상기 식에서, 화합물 80-X 내지 89-X 중의 Y는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택된다.
  13. 제11항에 있어서, 유기층은 발광층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 호스트인 제1 소자.
  14. 제13항에 있어서, 유기층은 발광 도펀트를 더 포함하는 것인 제1 소자.
  15. 제14항에 있어서, 발광 도펀트는 하기로 구성된 군으로부터 선택된 1 이상의 리간드를 가진 전이 금속 착물인 제1 소자:
    Figure pat00100

    Figure pat00101

    상기 식에서, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타낼 수 있고;
    Ra, Rb, Rc 및 Rd는 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Ra, Rb, Rc 및 Rd 중 2개의 인접한 치환기는 경우에 따라 연결되어 융합된 고리를 형성하거나 여러자리 리간드를 형성한다.
  16. 제11항에 있어서, 유기층은 차단층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 유기층 내의 차단 재료인 제1 소자.
  17. 제11항에 있어서, 유기층은 전자 수송층이고 화학식 I을 갖는 화합물은 유기층 내의 전자 수송 재료인 제1 소자.
  18. 제11항에 있어서, 소비재(consumer product)인 제1 소자.
  19. 제11항에 있어서, 유기 발광 소자인 제1 소자.
  20. 제11항에 있어서, 조명 패널(lighting panel)을 포함하는 제1 소자.
  21. 하기 화학식 I의 구조를 갖는 화합물을 포함하는 제제:
    Figure pat00102

    상기 식에서, R2, R5 및 R6은 일치환, 이치환, 삼치환, 사치환, 또는 비치환을 나타내고;
    R3 및 R4는 일치환, 이치환, 삼치환 또는 비치환을 나타내고;
    L은 단일 결합이거나, 또는 수소, 중수소, 알킬, 사이클로알킬, 아랄킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 아릴, 헤테로아릴, 및 이의 조합으로부터 선택된 1 이상의 기로 임의로 더 치환되는, 3개 내지 24개의 탄소 원자를 가진 아릴 또는 헤테로아릴 기를 포함하고;
    X는 O, S, 및 Se로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 각각은 탄소 또는 질소이고;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 중 2 이상은 질소이며;
    Y1, Y2, Y3 및 Y4 중 1 이상은 탄소이고 L에 결합되며;
    R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 사이클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카르보닐, 카르복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
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