KR20150093836A - 전자 소자용 물질 - Google Patents

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토마스 에베를레
안야 야치
크리슈토프 플룸
요나스 팔렌틴 크뢰버
르미 마누크 아네미앙
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Abstract

본 출원은 인데노카르바졸기, 카르바졸기 및 인데노카르바졸기에 결합된 전자-결핍기를 함유하는 화학식 (I) 의 화합물에 관한 것이다. 상기 화합물은 전자 소자, 특히 유기 전계발광 소자에 사용하는데 적합하다.

Description

전자 소자용 물질 {MATERIALS FOR ELECTRONIC DEVICES}
본 출원은 하나의 분자 내에 인데노카르바졸기, 카르바졸기 및 전자-결핍 헤테로아릴기를 함유하는 화학식 (I) 의 화합물에 관한 것이다. 상기 화합물은 전자 소자에 사용될 수 있다.
본 발명의 의미에서 전자 소자는, 특히, 기능성 물질로서 유기 반도체 물질을 포함하는, 이른바 유기 전자 소자를 의미한다. 다시, 특히, 이는 유기 전계발광 소자 (OLED) 및 하기 본 발명의 상세한 설명에 제시된 기타 전자 소자를 의미한다.
일반적으로, 용어 OLED 는 하나 이상의 유기 물질을 포함하고 전압의 적용시 발광하는 전자 소자를 의미한다. OLED 의 정확한 구조는, 특히, US 4539507, US 5151629, EP 0676461 및 WO 98/27136 에 기재되어 있다.
전자 소자, 특히 OLED 의 성능 데이터, 특히 수명 및 효율 및 작동 전압을 개선하는 것이 주요 관심분야이다. 여기서, 유기 방출체 (emitter) 층, 특히 그 안에 존재하는 매트릭스 물질, 및 전자-수송 기능을 갖는 유기층이 중요한 역할을 담당하고 있다.
이러한 기술적 목표를 달성하기 위하여, 방출층, 특히 인광 방출층 내 매트릭스 물질로서 사용하기에 적합한 신규한 물질에 대한 지속적인 탐색이 이루어지고 있다. 나아가, 해당 기능성층에 사용하기 위한 전자-수송 및/또는 정공-차단 특성을 갖는 물질을 찾고 있다.
본 출원의 의미에서 인광 방출층은 하나 이상의 인광 방출체 화합물을 포함하는 유기층이다.
방출층의 방출체 화합물은 통상적으로 전자 소자의 작동시 발광하는 화합물이다.
본 출원에 따른 용어 인광 방출체는 스핀-금지 전이 (spin-forbidden transition), 예를 들어 여기된 삼중항 상태 또는 비교적 높은 스핀 양자수를 갖는 상태, 예컨대 오중항 상태로부터의 전이를 통해 발광이 일어나는 화합물을 포함한다.
둘 이상의 물질을 포함하는 시스템에서 매트릭스 물질은 혼합물 중 이의 비율이 보다 큰 성분을 의미한다. 따라서, 둘 이상의 물질을 포함하는 시스템에서 도펀트는 혼합물 중 이의 비율이 보다 작은 성분을 의미한다. 용어 매트릭스 물질 대신, 용어 호스트 물질이 또한 다수의 경우에 사용된다.
방출체 화합물이 방출층에서 하나 이상의 추가 화합물과 조합으로 사용되는 경우, 혼합물 중 이의 비율은 통상 상대적으로 보다 작다. 이러한 경우, 이는 또한 도펀트 화합물로서 언급될 수 있다. 하나 이상의 추가 화합물은 통상 혼합물 중 상대적으로 보다 큰 비율로 존재하기 때문에, 이는 상기 정의에 따라 매트릭스 물질로서 언급될 수 있다.
전자 소자에서의 하나 이상의 카르바졸기를 함유하는 화합물의 용도는, 예를 들어 하기의 선행 기술에 공지되어 있다: WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527 또는 WO 2008/086851.
나아가, 전자 소자에서의 하나 이상의 인데노카르바졸기를 함유하는 화합물의 용도는, 예를 들어 하기의 선행 기술에 공지되어 있다: WO 2010/136109 및 WO 2011/000455.
나아가, 전자 소자에서의 하나 이상의 전자-결핍 헤테로방향족 6-원 고리를 함유하는 화합물의 용도는, 예를 들어 하기의 선행 기술에 공지되어 있다: WO 2010/015306, WO 2007/063754 및 WO 2008/056746.
하지만, 전자 소자에 사용하기 위한, 특히 유기 전계발광 소자의 인광 방출층용 매트릭스 물질로서 사용하기 위한 대안적인 화합물에 대한 요구가 지속되고 있다.
나아가, 선행 기술에는 전자 소자에서의 하나 이상의 전자-결핍 헤테로방향족 6-원 고리, 하나 이상의 카르바졸기 및 하나 이상의 인데노카르바졸기를 모두 함유하는 화합물의 용도가 개시되어 있다. 상기와 같은 화합물 및 전자 소자에서의 이의 용도는, 예를 들어 하기에 개시되어 있다: WO 2010/136109, WO 2011/000455, WO 2012/069121 및 WO 2012/014500.
하지만, 이러한 화합물에 대한 개선, 특히 상기 화합물을 포함하는 소자의 작동 전압, 전력 효율 및 수명의 측면에서의 개선에 대한 요구가 지속되고 있다.
놀랍게도, 탁월한 성능 데이터가 특정 이성질체의 인데노카르바졸 화합물 (이는 이의 N 원자를 통해 전자-결핍 6-원 헤테로방향족 고리에 연결되고, 이의 탄소 원자 중 하나를 통해 결합된 카르바졸 치환기를 함유함) 을 이용하여 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 특히, 유기 전계발광 소자에서 사용시 탁월한 수명 및 전력 효율이 달성된다.
따라서, 본 출원은 하기 화학식 (I) 의 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00001
[식 중,
Y 는 N 또는 CR1 이고, 여기서 6-원 고리 내 둘 이상의 기 Y 는 N 이어야 하고;
Z 는 CR1 또는 N 이고;
V 는 CR2 또는 N 이고;
Ar1 은 6 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있고;
Ar2 는 6 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있고;
R1 은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, Br, Cl, 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 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 여기서 둘 이상의 라디칼 R1 은 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
R2 는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, Br, Cl, 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 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고;
R3 은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, Br, Cl, 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 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 여기서 둘 이상의 라디칼 R3 은 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
R4 는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼이고, 여기서 또한, 하나 이상의 H 원자는 D 또는 F 에 의해 대체될 수 있고; 여기서 둘 이상의 치환기 R4 는 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
n 은 0 또는 1 이고;
m 은 0 또는 1 이고;
여기서, 화학식 (I) 에서, 하기 두 가지 모두에 해당하는 경우, 지수 n 은 0 임:
a) Y 가 N 인 기가 2 개 이하로 존재하고,
및 또한
b) 상기 Y 가 N 인 기 2 개가 6-원 고리 상에서 서로 메타-위치에 위치함].
Y 가 N 인 기들이 6-원 고리 상에서 서로 메타-위치에 위치한다는 표현은, 본 출원의 목적을 위하여, Y 가 N 인 기들이 6-원 고리 내에서 서로 인접해 있는 것이 아니라, 정확하게 하나의 다른 기 Y 가 이들 사이에 위치해 있다는 것을 의미한다. 따라서, Y 가 N 인 기들은, 각각의 경우, 하나 다음의 기 Y 가 N 인 기이고, 다음 기 Y 는 CR1 인 방식으로 6-원 고리 내에 배열되어 있다.
본 출원의 목적을 위하여, 하기 화학기의 정의를 적용한다:
본 발명의 의미에서 아릴기는 6 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유하고; 본 발명의 의미에서 헤테로아릴기는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자 (이 중 하나 이상은 헤테로원자임) 를 함유한다. 상기 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및 S 로부터 선택된다. 이는 기본 정의를 나타낸다. 본 발명의 명세서에서 다른 바람직한 것이 명시되는 경우, 예를 들어 방향족 고리 원자 또는 헤테로원자의 수에 관하여 제시되는 경우, 이를 적용한다.
여기서, 아릴기 또는 헤테로아릴기는 단순 방향족 고리, 즉 벤젠, 또는 단순 헤테로방향족 고리, 예를 들어 피리딘, 피리미딘 또는 티오펜, 또는 축합된 (애널레이트된 (annellated)) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리사이클, 예를 들어 나프탈렌, 페난트렌, 퀴놀린 또는 카르바졸을 의미한다. 본 출원의 의미에서 축합된 (애널레이트된) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리사이클은 서로 축합된 둘 이상의 단순 방향족 또는 헤테로방향족 고리로 이루어진다.
아릴 또는 헤테로아릴기 (이는 각각의 경우 상기 언급된 라디칼에 의해 치환될 수 있고, 임의의 목적하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템에 연결될 수 있음) 는, 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, 나프티미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프트옥사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 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, 퓨린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸로부터 유래된 기를 의미한다.
본 발명의 정의에 따른 아릴옥시기는 산소 원자를 통해 결합된, 상기 정의된 바와 같은, 아릴기를 의미한다. 헤테로아릴옥시기에도 유사한 정의가 적용된다.
본 발명의 의미에서 방향족 고리 시스템은 고리 시스템 내에 6 내지 60 개의 C 원자를 함유한다. 본 발명의 의미에서 헤테로방향족 고리 시스템은 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유하고, 상기 고리 원자 중 하나 이상은 헤테로원자이다. 상기 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및/또는 S 로부터 선택된다. 본 발명의 의미에서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템은 반드시 아릴 또는 헤테로아릴기만을 함유하는 것이 아니라, 대신, 또한, 복수의 아릴 또는 헤테로아릴기가 비(非)방향족 단위 (바람직하게는 10% 미만의 H 이외의 원자), 예를 들어, sp3-혼성화된 C, Si, N 또는 O 원자, sp2-혼성화된 C 또는 N 원자 또는 sp-혼성화된 C 원자에 의해 연결될 수 있는 시스템을 의미하는 것으로 의도된다. 따라서, 예를 들어, 9,9'-스피로바이플루오렌, 9,9'-디아릴플루오렌, 트리아릴아민, 디아릴 에테르, 스틸벤 등과 같은 시스템 또한 본 발명의 의미에서 방향족 고리 시스템을 의미하는 것으로 의도되며, 이는 둘 이상의 아릴기가, 예를 들어 선형 또는 시클릭 알킬, 알케닐 또는 알키닐기에 의해 또는 실릴기에 의해 연결되는 시스템과 같다. 나아가, 둘 이상의 아릴 또는 헤테로아릴기가 단일 결합을 통해 서로 연결되는 시스템 또한 본 발명의 의미에서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 의미하며, 예를 들어 바이페닐, 테르페닐 또는 디페닐트리아진과 같은 시스템이다.
5 - 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 또한 상기 정의된 바와 같은 라디칼에 의해 치환될 수 있고, 임의의 목적하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족기에 연결될 수 있음) 은, 특히, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센, 페난트렌, 벤조페난트렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 나프타센, 펜타센, 벤조피렌, 바이페닐, 바이페닐렌, 테르페닐, 테르페닐렌, 쿼테르페닐, 플루오렌, 스피로바이플루오렌, 디히드로페난트렌, 디히드로피렌, 테트라히드로피렌, 시스- 또는 트랜스-인데노플루오렌, 트룩센, 이소트룩센, 스피로트룩센, 스피로이소트룩센, 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, 나프티미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 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, 퓨린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸, 또는 이러한 기들의 조합으로부터 유래된 기를 의미한다.
본 발명의 목적을 위하여, 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 (여기서, 또한, 각각의 H 원자 또는 CH2 기는 상기 라디칼의 정의 하에서 상기 언급한 기에 의해 치환될 수 있음) 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.
둘 이상의 라디칼이 서로 함께 고리를 형성할 수 있는 형태는, 본 출원의 목적을 위하여, 특히, 2 개의 라디칼이 서로 화학 결합에 의해 연결되는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 이는 하기 반응식으로 예시된다:
Figure pct00002
하지만, 나아가, 상기 언급한 형태는 또한 2 개의 라디칼 중 하나는 수소를 나타내고, 두 번째 라디칼은 상기 수소 원자가 결합되었던 위치에서 결합되어 고리를 형성하는 경우를 의미하는 것으로 의도된다. 이는 하기 반응식으로 예시된다:
Figure pct00003
바람직한 구현예에 있어서, 지수 m 은 0 이다.
보다 바람직한 구현예에 있어서, 6-원 고리 내 2 개 이하의 기 Y 가 N 인 경우, 지수 n 은 0 이다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 6-원 고리 내 정확하게 3 개의 기 Y 가 N 인 경우에 지수 n 은 0 또는 1 이고, 다른 모든 경우에 지수 n 은 0 이다.
보다 바람직한 구현예에 있어서, 방향족 고리 내 최대 3 개의 기 Z 는 N 이고, 특히 바람직하게는 방향족 고리 내 최대 2 개의 기 Z 는 N 이고, 및 매우 특히 바람직하게는 방향족 고리 내 최대 1 개의 기 Z 는 N 이다.
6-원 고리 내 2 개 이하의 인접한 기 Z 가 N 인 것이 보다 바람직하다.
Z 가 CR1 인 것이 특히 바람직하다.
보다 바람직한 구현예에 있어서, 방향족 고리 내 최대 3 개의 기 V 는 N 이고, 특히 바람직하게는 방향족 고리 내 최대 2 개의 기 V 는 N 이고, 및 매우 특히 바람직하게는 방향족 고리 내 최대 1 개의 기 V 는 N 이다.
6-원 고리 내 2 개 이하의 인접한 기 V 가 N 인 것이 보다 바람직하다.
V 가 CR2 인 것이 특히 바람직하다.
기 Y 에 있어서, 고리 내 정확하게 2 개 또는 정확하게 3 개의 기 Y 가 N 이고, 나머지 기 Y 가 CR1 인 것이 바람직하다. 고리 내 정확하게 3 개의 기 Y 가 N 이고, 나머지 기 Y 가 CR1 인 것이 특히 바람직하다. 기 Y 에 있어서, 2 개 이하의 인접한 기 Y 가 N 인 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 인접한 기 Y 는 N 이 아니다.
보다 바람직한 구현예에 있어서, CR1 을 나타내는 기 Y 에서 라디칼 R1 은 서로 함께 고리를 형성한다. 이는 바람직하게는 CR1 을 나타내는 인접한 기 Y 에서의 라디칼 R1 이다. 이러한 경우, CR1 을 나타내는 인접한 기 Y 에서의 라디칼 R1 은 특히 바람직하게는 축합된 벤젠 고리를 형성한다. 이러한 경우, 정확하게 2 개의 기 Y 가 N 인 것이 매우 특히 바람직하다.
기 Ar1 에 있어서, 하기 화학식 (Ar1-I) 의 기를 나타내는 것이 바람직하다:
Figure pct00004
[식 중, 점선은 인데노카르바졸기 및 기 Y 를 함유하는 6-원 고리에의 결합을 나타내고,
Ar3 은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴기이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 R1 은 상기 정의된 바와 같고; 및
k 는 1, 2, 3 또는 4 이고, 여기서 지수 k 는 기 Ar1 전체에서 방향족 고리 원자의 수가 40 을 초과하지 않도록 선택됨].
Ar3 은 바람직하게는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, 6 내지 14 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴기, 특히 바람직하게는 6 내지 10 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴기, 및 매우 특히 바람직하게는 6 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴기이고, 여기서 상기 기들은 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있다.
바람직한 구현예에 있어서, 여기서 라디칼 R1 은 이에 결합된 아릴 또는 헤테로아릴기 Ar3 사이에 고리를 형성한다. 특히 바람직하게는, 페닐을 나타내는 2 개의 기 Ar3 이 연결되어 플루오레닐기를 형성한다.
지수 k 는 바람직하게는 1, 2 또는 3 이고, 특히 바람직하게는 1 또는 2 이다.
기 Ar1 의 바람직한 구현예는 하기 제시되는 화학식 (Ar1-I-1) 내지 (Ar1-I-26) 에 해당한다:
Figure pct00005
Figure pct00006
[식 중, 점선은 인데노카르바졸기 및 기 Y 를 함유하는 6-원 고리에의 결합을 나타내고,
여기서 상기 기들은 모든 자유 의치에서 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음].
기 Ar2 에 있어서, 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자, 특히 바람직하게는 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있음) 으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
화학식 (I) 의 구성성분으로서의 화학식 (Y) 의 기
Figure pct00007
의 바람직한 구현예는 하기 화학식 (Y-1) 내지 (Y-6) 에 해당한다:
Figure pct00008
[식 중, 점선은 화합물의 나머지에의 결합을 나타내고, 여기서 R1 및 R3 은 상기 정의된 바와 같음].
이들 중에서, 화학식 (Y-1) 이 특히 바람직하다.
라디칼 R1 은 바람직하게는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, CN, Si(R3)3, N(R3)2, 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 여기서 둘 이상의 라디칼 R1 은 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있다.
라디칼 R2 는 바람직하게는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, CN, Si(R3)3, N(R3)2, 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이다.
라디칼 R3 은 바람직하게는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, CN, Si(R4)3, N(R4)2, 1 내지 10 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 3 내지 10 개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 여기서 둘 이상의 라디칼 R3 은 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있다.
기 Ar2 의 인데노카르바졸에의 결합에 관하여, 이는 하기 화학식 (I-A) 에서 바람직하게는 "a" 및 "b" 로 표시된 위치에서, 특히 바람직하게는 "a" 로 표시된 위치에서 일어난다. 지수 m 이 0 인 경우, Ar2 대신 결합된 카르바졸기에 해당 상황이 적용된다.
화학식 (I-A) 에서,
Figure pct00009
점선은 화학식 (I) 의 나머지에의 결합을 나타내고, 상기 언급된 위치 "a" 및 "b" 는 화살표로 표시된다.
기 Ar2 의 카르바졸에의 결합에 관하여, 이는 하기 화학식 (I-B) 에서 바람직하게는 "c" 및 "d" 로 표시된 위치에서, 특히 바람직하게는 "c" 로 표시된 위치에서 일어난다. 지수 m 이 0 인 경우, Ar2 대신 결합된 인데노카르바졸기에 해당 상황이 적용된다.
화학식 (I-B) 에서,
Figure pct00010
점선은 화학식 (I) 의 나머지에의 결합을 나타내고, 상기 언급된 위치 "c" 및 "d" 는 화살표로 표시된다.
화학식 (I) 의 화합물의 바람직한 구현예는 하기 화학식 (I-1) 및 (I-2) 중 하나에 해당한다:
Figure pct00011
Figure pct00012
[식 중, 존재하는 부호는 상기 정의된 바와 같고, 화학식 (I-1) 에 있어서, Y 가 N 인 기가 2 개 이하로 존재하고, 상기 Y 가 N 인 기 2 개가 6-원 고리 상에서 서로 메타-위치에 위치하는 경우는 일어날 수 없음].
화학식 (I-1) 에 있어서, N 을 나타내는 6-원 고리 내 기 Y 는 바람직하게는 2 개 초과, 특히 바람직하게는 정확하게 3 개 이다.
화학식 (I-1) 및 (I-2) 에 있어서, 기 Ar1, Z, V, R1 및 R2 의 상기 언급된 바람직한 구현예가 보다 바람직하다.
나아가, 마찬가지로 인데노카르바졸과 카르바졸 사이의 결합 위치에 관하여 상기 언급된 바람직한 구현예가 바람직하다.
보다 바람직하게는, 화학식 (I-1) 및 (I-2) 에서 기 Y 를 함유하는 6-원 고리는 바람직하게는 상기 언급된 화학식 (Y-1) 내지 (Y-6) 중 하나, 특히 바람직하게는 화학식 (Y-1) 에 해당한다.
화학식 (I) 의 화합물의 특히 바람직한 구현예는 하기 화학식 (I-1-1) 내지 (I-1-3) 및 (I-2-1) 내지 (I-2-3) 에 해당한다:
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
[식 중, 존재하는 기는 상기 정의된 바와 같고,
6-원 고리 상에의 결합된 라디칼 R1 또는 R2 는 6-원 고리의 모든 자유 위치가 각각 라디칼 R1 또는 R2 에 의해 치환될 수 있다는 것을 의미하고,
화학식 (I-1-1) 내지 (I-1-3) 에 있어서, 6-원 고리 내 기 Y 는 2 개 초과, 바람직하게는 정확하게 3 개가 N 임].
화학식 (I-1-1) 내지 (I-1-3) 및 (I-2-1) 내지 (I-2-3) 에 있어서, 기 Ar1, R1 및 R2 의 상기 언급된 바람직한 구현예가 보다 바람직하다.
화학식 (I-B) 에 대하여 상기 제시된 바와 같이, 상기 언급된 화학식에서 카르바졸은 위치 "c" 및 "d" 중 하나에, 특히 바람직하게는 위치 "c" 에 결합되는 것이 보다 바람직하다.
나아가, 상기 언급된 화학식에서 기 Y 를 함유하는 6-원 고리는 바람직하게는 상기 언급된 화학식 (Y-1) 내지 (Y-6) 중 하나, 특히 바람직하게는 화학식 (Y-1) 에 해당한다.
화학식 (I-1-1) 내지 (I-1-3) 및 (I-2-1) 내지 (I-2-3) 에 있어서, 특히 기 R1 및 R2 및 Ar1 의 상기 언급된 바람직한 구현예와 조합으로의, 2 개의 화학식 (I-1-2) 및 (I-2-2) 이 특히 바람직하다.
하기 표는 화학식 (I) 의 화합물의 예를 나타낸다:
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
본 발명에 따른 화합물은 유기 화학의 공지된 합성 단계에 따라 제조될 수 있다. 이에는, 예를 들어, 전이금속-촉매화 커플링 반응, 예컨대 스즈키 (Suzuki) 및 부흐발트 (Buchwald) 커플링, 브롬화 및 할로겐화가 포함된다.
본 발명에 따른 화합물의 예시적인 제조 방법은 하기에 제시되는 바와 같다. 제시된 방법이 본 발명에 따른 화합물의 제조에 특히 적합하다. 하지만, 대안적인 방법이 고안될 수 있고, 아마 특정한 경우에 바람직하다. 따라서, 당업자는 그의 전문적인 지식의 범위 내에서 하기 제시되는 방법을 변형할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 화합물은 바람직하게는 반응식 1 에 제시된 바와 같이 합성된다. 반응식 1 내 화합물은 임의의 목적하는 유기 라디칼 R 에 의해 자유 위치에서 치환될 수 있다.
여기서, 제 1 단계에서 인데노카르바졸 화합물을 전자-결핍 헤테로아릴기를 함유하는 할로겐화 아릴 화합물과 반응시킨다. 이러한 유형의 인데노카르바졸 화합물을 제조할 수 있는 방법은 선행 기술로부터 공지된 것이고, 본 출원의 실시예에 예시되어 있다. 제 1 단계는 바람직하게는 부흐발트 커플링의 조건 하에서 수행된다. 이어서, 인데노카르바졸 골격 상에서 할로겐화가 수행된다. 이는 바람직하게는 브롬화이며, 특히 바람직하게는 시약 NBS 를 사용하여 수행된다.
이러한 단계 이후 보론산 치환기를 함유하는 카르바졸 유도체와의 스즈키 커플링이 이어질 수 있다. 대안적으로, 제 2 단계로부터의 할로겐화 생성물 그 자체를 보론산으로 전환시킨 후, 스즈키 커플링에서 할로겐화 카르바졸 유도체와 반응시킬 수 있다.
수득된 생성물은 이미 화학식 (I) 에 해당하는 표적 화합물을 나타낼 수 있다. 하지만, 예를 들어 추가의 관능기 또는 라디칼을 도입하기 위하여, 추가적인 단계가 이어질 수 있다.
Figure pct00031
따라서, 본 발명은 나아가 인데노카르바졸 화합물을 전자-결핍 헤테로아릴기를 함유하는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템과 반응시키고, 여기서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 인데노카르바졸의 질소 원자에 커플링시키는 것을 특징으로 하는 화학식 (I) 의 화합물의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 반응은 바람직하게는 인데노카르바졸과 할로겐화 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 사이에서의 부흐발트 커플링이다.
나아가, 상기 반응 생성물은 바람직하게는 이어서, 예를 들어 할로겐화 또는 보론산으로의 전환에 의해, 반응성 관능기를 갖게 된다. 나아가, 카르바졸 유도체와의 스즈키 커플링이 바람직하게는 이어서 수행된다.
상기 기재된 본 발명에 따른 화합물, 특히 반응성 이탈기, 예컨대 브롬, 요오드, 염소, 보론산 또는 보론산 에스테르에 의해 치환된 화합물은, 해당 올리고머, 덴드리머 또는 폴리머의 제조를 위한 모노머로서 사용될 수 있다. 적합한 반응성 이탈기는, 예를 들어 브롬, 요오드, 염소, 보론산, 보론산 에스테르, 아민, 각각 말단 C-C 이중 또는 삼중 결합을 함유하는 알케닐 또는 알키닐기, 옥시란, 옥세탄, 고리화첨가, 예를 들어 1,3-양극성 고리화첨가 반응을 일으키는 기, 예컨대 디엔 또는 아지드, 카르복실산 유도체, 알코올 및 실란이다.
따라서, 본 발명은 나아가 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 올리고머, 폴리머 또는 덴드리머에 관한 것으로, 여기서 상기 폴리머, 올리고머 또는 덴드리머에의 결합(들)은 화학식 (I) 내 R1 또는 R2 에 의해 치환되는 임의의 목적하는 위치에서 편재화될 수 있다. 화학식 (I) 의 화합물의 연결에 따라, 상기 화합물은 올리고머 또는 폴리머의 측쇄의 구성성분 또는 주쇄의 구성성분이 된다. 본 발명의 의미에서 올리고머는 3 개 이상의 모노머 단위로부터 구축된 화합물을 의미한다. 본 발명의 의미에서 폴리머는 10 개 이상의 모노머 단위로부터 구축된 화합물을 의미한다. 본 발명에 따른 폴리머, 올리고머 또는 덴드리머는 공액되거나, 부분적으로 공액되거나 또는 비(非)공액될 수 있다. 본 발명에 따른 올리고머 또는 폴리머는 선형, 분지형 또는 수지형 (dendritic) 일 수 있다. 선형으로 연결된 구조에서, 화학식 (I) 의 단위는 서로 직접적으로 연결되거나 또는 서로 2가 기, 예를 들어 치환 또는 비치환된 알킬렌기를 통해, 헤테로원자를 통해 또는 2가 방향족 또는 헤테로방향족기를 통해 연결될 수 있다. 분지형 및 수지형 구조에서, 예를 들어, 화학식 (I) 의 3 개 이상의 단위는 3가 또는 다가 기, 예를 들어 3가 또는 다가 방향족 또는 헤테로방향족기를 통해 연결되어, 분지형 또는 수지형 올리고머 또는 폴리머를 형성할 수 있다.
화학식 (I) 의 화합물에 대하여 상기 기재된 바와 같은 바람직한 것은, 올리고머, 덴드리머 및 폴리머에서의 화학식 (I) 의 반복 단위에 대해서도 동일하게 적용된다.
올리고머 또는 폴리머의 제조를 위하여, 본 발명에 따른 모노머는 추가의 모노머와 함께 단일중합 또는 공중합된다. 적합하고 바람직한 코모노머 (comonomer) 는 플루오렌 (예를 들어 EP 842208 또는 WO 00/22026 에 따름), 스피로바이플루오렌 (예를 들어 EP 707020, EP 894107 또는 WO 06/061181 에 따름), 파라-페닐렌 (예를 들어 WO 1992/18552 에 따름), 카르바졸 (예를 들어 WO 04/070772 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 상기 단위로부터 선택된다. 상기 폴리머, 올리고머 및 덴드리머는 통상적으로 또한 추가의 단위, 예를 들어 방출 (형광 또는 인광) 단위, 예컨대 비닐트리아릴아민 (예를 들어 WO 2007/068325 에 따름) 또는 인광 금속 착물 (예를 들어 WO 2006/003000 에 따름), 및/또는 전하-수송 단위, 특히 트리아릴아민 기재의 것들을 함유한다.
본 발명에 따른 폴리머, 올리고머 및 덴드리머는 유리한 특성, 특히 긴 수명, 높은 효율 및 우수한 색좌표를 갖는다.
본 발명에 따른 폴리머 및 올리고머는 일반적으로 하나 이상의 유형의 모노머의 중합에 의해 제조되며, 이중 하나 이상의 모노머는 폴리머에서 화학식 (I) 의 반복 단위를 유도한다. 적합한 중합 반응은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있다. C-C 또는 C-N 연결을 유도하는 특히 적합하고 바람직한 중합 반응은 하기와 같다:
(A) 스즈키 (SUZUKI) 중합;
(B) 야마모토 (YAMAMOTO) 중합;
(C) 스틸 (STILLE) 중합; 및
(D) 하트비그-부흐발트 (HARTWIG-BUCHWALD) 중합.
중합이 이러한 방법에 의해 수행될 수 있는 방법 및 그 후 폴리머가 반응 매질로부터 분리 및 정제될 수 있는 방법은 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 하기 문헌에 상세하게 기재되어 있다: WO 2003/048225, WO 2004/037887 및 WO 2004/037887.
따라서, 본 발명은 또한 스즈키 중합, 야마모토 중합, 스틸 중합 또는 하트비그-부흐발트 중합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 폴리머, 올리고머 및 덴드리머의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 덴드리머는 당업자에게 공지된 방법 또는 이와 유사하게 제조될 수 있다. 적합한 방법은, 예를 들어 하기와 같은 문헌에 기재되어 있다: [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 charac-terization of dendritic molecules", Materials Science and Technology (1999), 20 (Synthesis of Polymer), 403-458]; [Tomalia, Donald A., "Dendrimer molecules", Scientific American (1995), 272(5), 62-6]; WO 2002/067343 A1 및 WO 2005/026144 A1.
액상으로부터, 예를 들어 스핀 코팅 또는 프린팅 공정에 의한 본 발명에 따른 화합물의 가공을 위하여, 본 발명에 따른 화합물의 제형이 요구된다. 이러한 제형은, 예를 들어 용액, 분산액 또는 에멀젼일 수 있다. 이러한 목적을 위하여 둘 이상의 용매의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 적합하고 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 (fenchone), 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, 큐멘, 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 이러한 용매의 혼합물이다.
따라서, 본 발명은 나아가 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물 또는 하나 이상의 화학식 (I) 의 단위를 함유하는 하나 이상의 폴리머, 올리고머 또는 덴드리머, 및 하나 이상의 용매, 바람직하게는 유기 용매를 포함하는 제형, 특히 용액, 분산액 또는 에멀젼에 관한 것이다. 이러한 유형의 용액이 제조될 수 있는 방법은 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 WO 2002/072714, WO 2003/019694 및 상기 문헌에 인용된 문헌에 기재되어 있다.
화학식 (I) 의 화합물은 전자 소자, 특히 유기 전계발광 소자 (OLED) 에 사용하기에 적합하다. 치환에 따라, 화학식 (I) 의 화합물은 상이한 기능 및 층에 이용될 수 있다. 이는 방출층에서, 특히 바람직하게는 인광 방출체와의 조합으로, 매트릭스 물질로서 및/또는 전자-수송 물질로서, 및/또는 정공-차단 물질로서 사용되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 나아가 전자 소자에서의 화학식 (I) 의 화합물의 용도에 관한 것이다. 여기서, 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 광학 검출기, 유기 광수용체, 유기 전계-켄치 소자 (OFQD), 유기 발광 전기화학 전지 (OLEC), 유기 레이저 다이오드 (O-laser) 로 이루어진 군으로부터 선택되고, 특히 바람직하게는 유기 전계발광 소자 (OLED) 로부터 선택된다.
본 발명은 나아가 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 전자 소자에 관한 것이다. 여기서, 전자 소자는 바람직하게는 상기 언급된 소자로부터 선택된다.
하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 하나 이상의 유기층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 애노드, 캐소드 및 하나 이상의 방출층을 포함하는 유기 전계발광 소자가 특히 바람직하다. 방출층, 전자-수송층, 전자-주입층 및 정공-차단층으로부터 선택되는 소자의 하나 이상의 층이, 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 애노드, 캐소드 및 하나 이상의 방출층을 포함하는 유기 전계발광 소자가 바람직하다.
전자-수송층은 전자-수송 특성을 갖는, 캐소드와 방출층 사이에 배열된 임의의 목적하는 유기층을 의미한다.
전자-주입층은 전자-주입 특성을 갖고 캐소드에 바로 인접해 있는, 캐소드와 방출층 사이에 배열된 임의의 목적하는 유기층을 의미한다.
정공-차단층은 방출층과 캐소드 사이에 위치하고 정공-차단 특성을 갖는, 임의의 목적하는 유기층을 의미한다. 본 출원에 따른 정공-차단층은 바람직하게는 방출층과 전자-수송층 사이에 위치하고, 특히 바람직하게는 캐소드 측 방출층에 바로 인접해있다. 정공-차단층의 물질은 통상적으로 저 (low) HOMO 에 의해 구별된다.
캐소드, 애노드 및 방출층 이외에, 상기 전자 소자는 또한 추가 층을 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어, 각각의 경우, 하나 이상의 정공-주입층, 정공-수송층, 정공-차단층, 전자-수송층, 전자-주입층, 전자-차단층, 여기자-차단층, 중간층, 전하-생성층 (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 접합으로부터 선택된다. 하지만, 각각의 이러한 층이 반드시 존재해야할 필요는 없으며, 층의 선택은 항상 사용되는 화합물, 및 특히 또한 상기 전계발광 소자가 형광 또는 인광인지 여부에 따라 달라진다는 것에 주의해야 한다.
상기 전자 소자의 층의 순서는 바람직하게는 하기와 같다:
-애노드-
-정공-주입층-
-정공-수송층-
-임의로 추가의 정공-수송층-
-방출층-
-전자-수송층-
-전자-주입층-
-캐소드-.
다시, 상기 모든 층이 존재해야하는 것이 아니고/아니거나, 추가의 층이 부가적으로 존재할 수 있다는 것에 주의해야 한다.
본 발명에 따른 전자 소자는 복수의 방출층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 방출층은 특히 바람직하게는 380 nm 내지 750 nm 에서 총 복수의 방출 최대값을 갖고, 이는 종합적으로 백색 방출을 유도하며, 즉 형광 또는 인광을 방출할 수 있고, 청색 또는 황색 또는 주황색 또는 적색 광을 방출하는 각종 방출 화합물이 방출층에 사용된다. 3-층 시스템, 즉 3 개의 방출층을 갖는 시스템이 특히 바람직하며, 여기서 이러한 층들 중 하나 이상은 바람직하게는 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하고, 상기 3 개의 층은 청색, 녹색 및 주황색 또는 적색 방출을 나타낸다 (기본 구조에 있어서, 예를 들어 WO 2005/011013 참조). 본 발명에 따른 화합물은 대안적으로 및/또는 부가적으로 전자-수송층 또는 또 다른 층에 또한 존재할 수 있다. 백색 광의 생성을 위하여, 넓은 파장 범위에서 방출하는 개별적으로 사용되는 방출체 화합물이, 또한 색을 방출하는 복수의 방출체 화합물 대신 적합할 수 있다는 것에 주의해야 한다.
화학식 (I) 의 화합물은 바람직하게는 전자 소자에서 방출층 내 매트릭스 물질로서, 특히 바람직하게는 하나 이상의 인광 방출체 화합물과의 조합으로 존재한다. 상기 방출체 화합물은 바람직하게는 도펀트의 형태이다.
여기서, 용어 도펀트, 매트릭스 물질 및 인광 방출체 화합물은 상기 기재된 바와 같다.
화학식 (I) 의 화합물과 조합으로 매트릭스 물질로서 바람직하게 사용되는 방출체 화합물은 하기 제시되는 인광 방출체 화합물이다.
전자 소자의 방출층은 또한 복수의 매트릭스 물질을 포함하는 시스템 (혼합-매트릭스 시스템 (mixed-matrix systems)) 및/또는 복수의 도펀트를 포함할 수 있다. 이러한 경우 마찬가지로, 도펀트는 일반적으로 시스템 내 이의 비율이 보다 작은 물질이고, 매트릭스 물질은 시스템 내 이의 비율이 보다 큰 물질이다. 하지만, 각각의 경우, 시스템 내 각각의 매트릭스 물질의 비율은 각각의 도펀트의 비율보다 더 작을 수 있다.
본 발명의 보다 바람직한 구현예에서, 화학식 (I) 의 화합물은 혼합-매트릭스 시스템의 성분으로서 사용된다. 상기 혼합-매트릭스 시스템은 바람직하게는 2 또는 3 개의 상이한 매트릭스 물질, 특히 바람직하게는 2 개의 상이한 매트릭스 물질을 포함한다. 여기서, 2 개의 물질 중 하나는 바람직하게는 정공-수송 특성을 갖는 물질이고, 다른 하나의 물질은 전자-수송 특성을 갖는 물질이다. 하지만, 혼합-매트릭스 성분의 목적하는 전자-수송 및 정공-수송 특성은 또한 주로 또는 전적으로 단일 혼합-매트릭스 성분 내에 조합될 수 있고, 여기서 추가의 혼합-매트릭스 성분(들)이 다른 기능을 충족시킨다. 여기서 2 개의 상이한 매트릭스 물질은 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 비로 존재할 수 있다. 혼합-매트릭스 시스템은 바람직하게는 인광 유기 전계발광 소자에 이용된다. 혼합-매트릭스 시스템에 대한 보다 상세한 정보는, 특히, 특허 출원 WO 2010/108579 에 제시되어 있다.
상기 혼합-매트릭스 시스템은 하나 이상의 도펀트, 바람직하게는 하나 이상의 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 일반적으로, 혼합-매트릭스 시스템은 바람직하게는 인광 유기 전계발광 소자에 이용된다.
혼합-매트릭스 시스템의 매트릭스 성분으로서 본 발명에 따른 화합물과 조합으로 사용될 수 있는 특히 적합한 매트릭스 물질은, 어떠한 유형의 도펀트가 혼합-매트릭스 시스템에 이용되는지에 따라, 하기 제시된 인광 도펀트용으로 바람직한 매트릭스 물질 또는 형광 도펀트용으로 바람직한 매트릭스 물질로부터 선택된다.
혼합-매트릭스 시스템에 사용하기에 바람직한 인광 도펀트는 상기 표에 제시된 인광 도펀트이다.
본 발명에 따른 전자 소자에서 방출층 내 매트릭스 물질의 비율은 형광 방출층에 있어서, 바람직하게는 50.0 내지 99.9 부피%, 특히 바람직하게는 80.0 내지 99.5 부피% 및 매우 특히 바람직하게는 92.0 내지 99.5 부피% 이고, 인광 방출층에 있어서, 85.0 내지 97.0 부피% 이다. 따라서, 상기 도펀트의 비율은 형광 방출층에 있어서, 바람직하게는 0.1 내지 50.0 부피%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 20.0 부피% 및 매우 특히 바람직하게는 0.5 내지 8.0 부피% 이고, 인광 방출층에 있어서, 3.0 내지 15.0 부피% 이다.
본 발명의 보다 바람직한 구현예에서, 화학식 (I) 의 화합물은 전자-수송층 또는 전자-주입층 또는 정공-차단층에서 전자-수송 물질로서 이용된다.
본 발명에 따른 전자 소자의 상기 언급된 기능성층에 존재하는 바람직한 물질은 하기에 제시되어 있다.
적합한 인광 방출체는, 특히, 바람직하게는 가시 영역에서, 적합한 여기시에 발광하고, 또한 20 초과, 바람직하게는 38 초과 내지 84 미만, 특히 바람직하게는 56 초과 내지 80 미만의 원자 번호를 갖는 하나 이상의 원자를 함유하는 화합물이다. 사용되는 인광 방출체는 바람직하게는 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 루테늄, 오스뮴, 로듐, 이리듐, 팔라듐, 백금, 은, 금 또는 유로퓸을 함유하는 화합물이고, 특히 이리듐, 백금 또는 구리를 함유하는 화합물이다.
모든 발광 이리듐, 백금 또는 구리 착물이 본 발명의 의미에서 인광 화합물로서 간주된다.
인광 방출체의 예는, 특허 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 개시되어 있다. 일반적으로, 인광 OLED 용으로 선행 기술에 따라 사용되고, 유기 전계발광 소자 분야의 기술자에게 공지되어 있는 모든 인광 착물이 본 발명에 따른 소자에 사용하기에 적합하다.
하기 표에 제시된 화합물이 특히 적합한 인광 도펀트이다:
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
바람직한 형광 방출체는 아릴아민의 부류로부터 선택된다. 본 발명의 의미에서 아릴아민 또는 방향족 아민은 질소에 직접적으로 결합된 3 개의 치환 또는 비치환된 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 함유하는 화합물을 의미한다. 이러한 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 중 하나 이상은 바람직하게는 축합된 고리 시스템, 특히 바람직하게는 14 개 이상의 방향족 고리 원자를 갖는 축합된 고리 시스템이다. 이의 바람직한 예는 방향족 안트라센아민, 방향족 안트라센디아민, 방향족 피렌아민, 방향족 피렌디아민, 방향족 크리센아민 또는 방향족 크리센디아민이다. 방향족 안트라센아민은 1 개의 디아릴아미노기가 바람직하게는 9-위치에서 안트라센기에 직접적으로 결합된 화합물을 의미한다. 방향족 안트라센디아민은 2 개의 디아릴아미노기가 바람직하게는 9,10-위치에서 안트라센기에 직접적으로 결합된 화합물을 의미한다. 방향족 피렌아민, 피렌디아민, 크리센아민 및 크리센디아민은 이와 유사하게 정의되며, 여기서 디아릴아미노기는 바람직하게는 1-위치 또는 1,6-위치에서 피렌에 결합된다. 보다 바람직한 방출체 화합물은 인데노플루오렌아민 또는 인데노플루오렌디아민 (예를 들어 WO 2006/108497 또는 WO 2006/122630 에 따름), 벤조인데노플루오렌아민 또는 벤조인데노플루오렌디아민 (예를 들어 WO 2008/006449 에 따름), 및 디벤조인데노플루오렌아민 또는 디벤조인데노플루오렌디아민 (예를 들어 WO 2007/140847 에 따름), 및 축합된 아릴기를 함유하는 인데노플루오렌 유도체 (WO 2010/012328 에 개시되어 있음) 이다. 마찬가지로, WO 2012/048780 및 아직 미출판된 EP 12004426.8 에 개시된 피렌아릴아민이 바람직하다. 마찬가지로, 아직 미출판된 EP 12006239.3 에 개시된 벤조인데노플루오렌아민이 바람직하다.
본 발명의 화합물 이외에, 바람직하게는 형광 방출체용으로 적합한 매트릭스 물질은, 각종 물질의 부류로부터의 물질이다. 바람직한 매트릭스 물질은 올리고아릴렌 (예를 들어 EP 676461 에 따른 2,2',7,7'-테트라페닐스피로바이플루오렌 또는 디나프틸안트라센), 특히 축합된 방향족기를 함유하는 올리고아릴렌, 올리고아릴렌비닐렌 (예를 들어 EP 676461 에 따른 DPVBi 또는 스피로-DPVBi), 다지 (polypodal) 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 옥시드, 술폭시드 등 (예를 들어 WO 2005/084081 및 WO 2005/084082 에 따름), 아트로프이성질체 (atropisomer) (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 부류로부터 선택된다. 특히 바람직한 매트릭스 물질은 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센 및/또는 피렌 또는 이러한 화합물들의 아트로프이성질체를 포함하는 올리고아릴렌, 올리고아릴렌비닐렌, 케톤, 포스핀 옥시드 및 술폭시드의 부류로부터 선택된다. 매우 특히 바람직한 매트릭스 물질은 안트라센, 벤즈안트라센, 벤조페난트렌 및/또는 피렌 또는 이러한 화합물의 아트로프이성질체를 포함하는 올리고아릴렌의 부류로부터 선택된다. 본 발명의 의미에서 올리고아릴렌은 3 개 이상의 아릴 또는 아릴렌기가 서로 결합된 화합물을 의미한다. 나아가, WO 2006/097208, WO 2006/131192, WO 2007/065550, WO 2007/110129, WO 2007/065678, WO 2008/145239, WO 2009/100925, WO 2011/054442 및 EP 1553154 에 개시된 안트라센 유도체, 및 EP 1749809, EP 1905754 및 US 2012/0187826 에 개시된 피렌 화합물이 바람직하다.
본 발명에 따른 화합물 이외에, 인광 방출체용으로 바람직한 매트릭스 물질은, 방향족 아민, 특히 트리아릴아민 (예를 들어 US 2005/0069729 에 따름), 카르바졸 유도체 (예를 들어 CBP, N,N-비스카르바졸릴바이페닐) 또는 WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527 또는 WO 2008/086851 에 따른 화합물, 브릿지된 카르바졸 유도체 (예를 들어 WO 2011/088877 및 WO 2011/128017 에 따름), 인데노카르바졸 유도체 (예를 들어 WO 2010/136109 및 WO 2011/000455 에 따름), 아자카르바졸 유도체 (예를 들어 EP 1617710, EP 1617711, EP 1731584, JP 2005/347160 에 따름), 인돌로카르바졸 유도체 (예를 들어 WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 따름), 케톤 (예를 들어 WO 2004/093207 또는 WO 2010/006680 에 따름), 포스핀 옥시드, 술폭시드 및 술폰 (예를 들어 WO 2005/003253 에 따름), 올리고페닐렌, 양극성 매트릭스 물질 (예를 들어 WO 2007/137725 에 따름), 실란 (예를 들어 WO 2005/111172 에 따름), 아자보롤 또는 보론 에스테르 (예를 들어 WO 2006/117052 에 따름), 트리아진 유도체 (예를 들어 WO 2010/015306, WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 따름), 아연 착물 (예를 들어 EP 652273 또는 WO 2009/62578 에 따름), 알루미늄 착물 (예를 들어 BAlq, 디아자실롤 및 테트라아자실롤 유도체 (예를 들어 WO 2010/054729 에 따름), 및 디아자포스폴 유도체 (예를 들어 WO 2010/054730 에 따름) 이다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 정공-주입 또는 정공-수송층에 또는 전자-수송층에 사용될 수 있는 적합한 전하-수송 물질은, 예를 들어 [Y. Shirota et al., Chem. Rev. 2007, 107(4), 953-1010] 에 개시된 화합물 또는 선행 기술에 따라 이러한 층에 이용되는 기타 물질이다.
본 발명에 따른 화합물 이외에, 전자-수송층에 사용될 수 있는 물질은, 전자-수송층에서 전자-수송 물질로서 선행 기술에 따라 사용되는 모든 물질이다. 알루미늄 착물, 예를 들어 Alq3, 지르코늄 착물, 예를 들어 Zrq4, 벤즈이미다졸 유도체, 트리아진 유도체, 피리미딘 유도체, 피리딘 유도체, 피라진 유도체, 퀴녹살린 유도체, 퀴놀린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 방향족 케톤, 락탐, 보란, 디아자포스폴 유도체 및 포스핀 옥시드 유도체가 특히 적합하다. 보다 적합한 물질은 JP 2000/053957, WO 2003/060956, WO 2004/028217, WO 2004/080975 및 WO 2010/072300 에 개시된 바와 같은 상기 언급된 화합물의 유도체이다.
본 발명에 따른 전계발광 소자에서 정공-수송, 정공-주입 또는 전자-차단층에 사용될 수 있는 바람직한 정공-수송 물질은 인데노플루오렌아민 유도체 (예를 들어 WO 06/122630 또는 WO 06/100896 에 따름), EP 1661888 에 개시된 아민 유도체, 헥사아자트리페닐렌 유도체 (예를 들어 WO 01/049806 에 따름), 축합된 방향족 고리를 함유하는 아민 유도체 (예를 들어 US 5,061,569 에 따름), WO 95/09147 에 개시된 아민 유도체, 모노벤조인데노플루오렌아민 (예를 들어 WO 08/006449 에 따름), 디벤조인데노플루오렌아민 (예를 들어 WO 07/140847 에 따름), 스피로바이플루오렌아민 (예를 들어 WO 2012/034627 또는 WO 2013/120577 에 따름), 플루오렌아민 (예를 들어 아직 미출판된 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.
유기 전계발광 소자의 캐소드는 바람직하게는 낮은 일함수를 갖는 금속, 금속 합금 또는 각종 금속, 예를 들어 알칼리 토금속, 알칼리 금속, 주족 금속 또는 란타노이드 (예를 들어 Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm 등) 을 포함하는 다중층 구조를 포함한다. 또한, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 은을 포함하는 합금, 예를 들어 마그네슘 및 은을 포함하는 합금이 적합하다. 다중층 구조의 경우, 비교적 높은 일함수를 갖는 추가의 금속, 예를 들어 Ag 또는 Al 이 또한 상기 금속 이외에 사용될 수 있고, 이러한 경우, 금속의 조합, 예를 들어 Ca/Ag, Mg/Ag 또는 Ag/Ag 가 일반적으로 사용된다. 또한, 금속성 캐소드와 유기 반도체 사이에 높은 유전 상수를 갖는 얇은 중간층의 물질을 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 목적을 위하여, 예를 들어, 알칼리 금속 플루오라이드 또는 알칼리 토금속 플루오라이드 뿐 아니라, 해당 산화물 및 탄산염 (예를 들어 LiF, Li2O, BaF2, MgO, NaF, CsF, Cs2CO3 등) 도 적합하다. 나아가, 리튬 퀴놀리네이트 (LiQ) 가 상기 목적을 위하여 사용될 수 있다. 이러한 층의 층 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5 nm 이다.
애노드는 바람직하게는 높은 일함수를 갖는 물질을 포함한다. 애노드는 바람직하게는 진공에 비해 4.5 eV 초과의 일함수를 갖는다. 상기 목적을 위하여, 한편으로는 높은 산화환원 전위를 갖는 금속, 예를 들어 Ag, Pt 또는 Au 이 적합하다. 다른 한편으로는, 금속/금속 산화물 전극 (예를 들어 Al/Ni/NiOx, Al/PtOx) 이 또한 바람직할 수 있다. 일부 적용에 있어서, 하나 이상의 전극은 유기 물질의 조사 (유기 태양 전지) 또는 광 (light) 의 커플링-아웃 (OLED, O-laser) 을 가능하게 하기 위하여 투명하거나 부분적으로 투명해야 한다. 여기서, 바람직한 애노드 물질은 전도성 혼합 금속 산화물이다. 산화인듐주석 (ITO) 또는 산화인듐아연 (IZO) 이 특히 바람직하다. 나아가 전도성, 도핑된 유기 물질, 특히 전도성, 도핑된 폴리머가 바람직하다. 나아가, 애노드는 또한 복수의 층, 예를 들어 ITO 의 내부층 및 금속 산화물, 바람직하게는 산화텅스텐, 산화몰리브덴 또는 산화바나듐의 외부층으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 소자의 수명은 물 및/또는 공기의 존재 하에서 단축되기 때문에, 상기 소자는 적절하게 (적용에 따라) 구조화되고, 접촉부를 갖고, 최종적으로 밀봉된다.
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 전자 소자는 하나 이상의 층이 승화 공정에 의해 코팅되며, 여기서 상기 물질이 진공 승화 장치 내에서 10-5 mbar 미만, 바람직하게는 10-6 mbar 미만의 초기 압력에서 증기 증착에 의해 적용되는 것을 특징으로 한다. 하지만, 또한 여기서 상기 초기 압력은 더 낮아질 수도 있는데, 예를 들어 10-7 mbar 미만일 수 있다.
마찬가지로, 하나 이상의 층이 OVPD (유기 증기상 증착) 공정에 의해 또는 운반 기체 (carrier-gas) 승화에 의해 코팅되며, 여기서 상기 물질이 10-5 mbar 내지 1 bar 의 압력에서 적용되는 것을 특징으로 하는 전자 소자가 바람직하다. 상기 공정의 특별한 경우는 OVJP (유기 증기 제트 프린팅) 공정으로, 여기서 상기 물질은 노즐을 통해 직접적으로 적용되어, 구조화된다 (예를 들어 [M. S. Arnold et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301]).
나아가, 하나 이상의 층이 용액으로부터, 예를 들어 스핀 코팅에 의해, 또는 임의의 목적하는 프린팅 공정, 예를 들어 스크린 프린팅, 플렉소그래피 프린팅, 노즐 프린팅 또는 오프셋 프린팅, 특히 바람직하게는 LITI (광 유도 열 이미지화 (light induced thermal imaging), 열 전사 프린팅) 또는 잉크젯 프린팅에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 소자가 바람직하다. 상기 목적을 위하여, 화학식 (I) 의 가용성 화합물이 요구된다. 높은 용해성은 상기 화합물의 적합한 치환을 통해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 소자의 제조를 위하여, 용액으로부터 하나 이상의 층을 적용하고, 승화 공정에 의해 하나 이상의 층을 적용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따라서, 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 전자 소자는 디스플레이에서, 조명 적용에서 광원으로서 및 의학적 및/또는 화장용 적용 (예를 들어 광 치료법) 에서 광원으로서 이용될 수 있다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 간주된다. 이는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
A) 본 발명에 따른 화합물의 합성
하기 합성을, 달리 언급되지 않는 한, 보호-기체 분위기 하에서 무수 용매 중에서 수행하였다. 본 발명에 따른 화합물들은 당업자에게 공지된 합성 방법에 따라 제조할 수 있다.
I) 전구체의 합성
실시예 1: 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘
Figure pct00042
75 g (0.41 mol) 의 1,3,5-트리클로로피리미딘, 100 g (0.82 mol) 의 페닐보론산 및 625 ml 의 4M NaHCO3 용액을 2.5 l 의 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 중에 현탁시켰다. 2.3 g (10.23 mmol) 의 Pd(OAc)2 및 10.35 g (34 mmol) 의 P(o-Tol)3 을 상기 현탁액에 첨가하고, 상기 반응 혼합물을 환류 하에서 16 시간 동안 가열하였다. 이어서, 상기 혼합물을 에틸 아세테이트와 물 사이에 분배하고, 유기상을 물로 3 회 세정하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 회전식 증발기에서 증발시켰다. 남아있는 잔류물을 헵탄/톨루엔으로부터 재결정하였다. 수율은 43 g (0.15 mol, 38%) 이었다.
실시예 2: 4-(2-브로모페닐)-2,6-디페닐피리미딘
Figure pct00043
23 g (409 mmol) 의 수산화칼륨을 500 ml 의 에탄올 중에 용해시키고, 500 ml 의 에탄올 중에 용해시킨 129 g (452 mmol) 의 3-(브로모페닐)-1-페닐-2-프로펜-1-온 및 40 g (255 mmol) 의 벤즈아미드 히드로클로라이드를 실온에서 첨가하고, 상기 혼합물을 환류 하에서 3 시간 동안 교반하였다. 실온까지 냉각시킨 후, 침전된 고체를 흡입으로 여과해내고, 소량의 에탄올로 세정하고 건조시켜, 55 g (129 mmol, 50%) 의 무색 결정 형태의 생성물을 수득하였다.
실시예 3: 2,4-비스바이페닐-3-일-6-클로로-1,3,5-트리아진
Figure pct00044
5.2 g 의 마그네슘 (0.215 mol) 을 처음에 500 ml 4-구 (four-necked) 플라스크 내에 도입하고, 200 ml 의 THF 중의 50 g 의 브로모바이페닐 (214 mmol) 의 용액을 천천히 적가하였다. 상기 반응 혼합물을 비등점에서 1.5 시간 동안 가열하고, 이어서 실온까지 냉각시켰다. 150 ml 의 THF 중의 시아노겐 클로라이드 (cyanogen chloride) (17.2 g, 93 mmol) 를 처음에 제 2 플라스크 내에 도입하고, 0℃ 까지 냉각시켰다. 그 후, 냉각시킨 그리냐드 (Grignard) 시약을 상기 온도에서 적가하고, 상기 혼합물을 실온에서 12 시간 동안 교반하였다. 상기 시간 후, 150 ml 의 HCl 을 상기 반응 혼합물에 첨가하고, 수성상을 디클로로메탄으로 3 회 추출하였다. 조합한 유기상을 물로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 증발시켰다. 잔류물을 EtOH 로부터 재결정하였다. 수율은 32.8 g (78 mmol, 84%) 이었다.
실시예 4: 2-클로로-4,6-비스-[1,1';3',1'']테르페닐-5'-일-1,3,5-트리아진
Figure pct00045
3.93 g 의 마그네슘 (162 mmol) 을 처음에 500 ml 4-구 플라스크 내에 도입하고, 150 ml 의 THF 중의 50 g 의 5'-브로모-[1,1';3',1'']테르페닐 (162 mmol) 의 용액을 천천히 적가하였다. 상기 반응 혼합물을 비등점에서 1.5 시간 동안 가열하고, 이어서 실온까지 냉각시켰다. 150 ml 의 THF 중의 시아노겐 클로라이드 (13 g, 70 mmol) 를 처음에 제 2 플라스크 내에 도입하고, 0℃ 까지 냉각시켰다. 냉각시킨 그리냐드 시약을 상기 온도에서 첨가하고, 상기 혼합물을 실온에서 12 시간 동안 교반하였다. 상기 시간 후, 150 ml 의 HCl 을 상기 반응 혼합물에 첨가하고, 수성상을 디클로로메탄으로 3 회 추출하였다. 조합한 유기상을 물로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 증발시켰다. 잔류물을 EtOH 로부터 재결정하였다. 수율은 27.8 g (49 mmol, 70%) 이었다.
실시예 5: 2-클로로-4,6-비스-(3-([3,1';5,1'']테르펜-1-일)펜-1-일)-1,3,5-트리아진
Figure pct00046
2.0 g 의 마그네슘 (81 mmol) 을 처음에 500 ml 4-구 플라스크 내에 도입하고, 100 ml 의 THF 중의 31.2 g 의 5'-(3-브로모페닐)-[1,1';3',1'']테르페닐 (81 mmol) 의 용액을 천천히 적가하였다. 상기 반응 혼합물을 비등점에서 1.5 시간 동안 가열하고, 이어서 실온까지 냉각시켰다. 50 ml 의 THF 중의 시아노겐 클로라이드 (6.4 g, 35 mmol) 를 처음에 제 2 플라스크 내에 도입하고, 0℃ 까지 냉각시켰다. 냉각시킨 그리냐드 시약을 상기 온도에서 적가하고, 상기 혼합물을 실온에서 12 시간 동안 교반하였다. 상기 시간 후, 150 ml 의 HCl 을 상기 반응 혼합물에 첨가하고, 수성상을 디클로로메탄으로 3 회 추출하였다. 조합한 유기상을 물로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔으로부터 재결정하였다. 수율은 6.8 g (9.4 mmol, 28%) 이었다.
실시예 6: 3-브로모-9-[1,1';3',1'']테르페닐-5'-일-9H-카르바졸
Figure pct00047
10 g (41 mmol) 의 3-브로모-9H-카르바졸 (CAS 86-74-8) 및 16 g (45 mmol, 1.1 당량) 의 5'-요오도-[1,1';3',1'']테르페닐을 9.2 g (160 mmol, 4 당량) 의 수산화칼륨, 300 mg (1.6 mmol, 0.04 당량) 의 1,10-페난트롤린 및 160 mg (1.6 mmol, 0.04 당량) 의 요오드화구리(I) 와 함께 250 ml 의 p-자일렌 중에 용해시키고, 환류 하에서 가열하였다. 상기 반응이 완결되면, 상기 혼합물을 물로 3 회 추출하고, 유기상을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 용매를 진공에서 제거하고, 수득된 고체를 컬럼 크로마토그래피 (에틸 아세테이트/헵탄) 로 정제하여, 17 g (36 mmol, 88%) 의 목적하는 생성물을 수득하였다.
하기 화합물들을 유사하게 수득할 수 있었다:
Figure pct00048
Figure pct00049
실시예 7: 9-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-9H-카르바졸-3-보론산
Figure pct00050
22.3 g (51 mmol) 의 3-브로모-9-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-9H-카르바졸을 600 ml 의 무수 THF 중에 용해시키고, -78℃ 까지 냉각시켰다. 상기 온도에서, 26.2 ml (65.7 mmol / 헥산 중 2.5 M) 의 n-BuLi 을 약 5 분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 상기 혼합물을 -78℃ 에서 추가 2.5 시간 동안 교반하였다. 상기 온도에서, 7.3 ml (65.7 mmol) 의 트리메틸 보레이트를 가능한 신속하게 첨가하고, 상기 반응물을 천천히 실온에 이르게 하였다 (약 18 시간). 상기 반응 용액을 물로 세정하고, 침전된 고체 및 유기상을 톨루엔과의 공비증류로 건조시켰다. 미정제 생성물을 약 40℃ 에서 톨루엔/메틸렌 클로라이드와 함께 교반시킴으로써 세정하고, 흡입으로 여과하여, 17.5 g (85%) 의 생성물을 백색 고체로서 수득하였다.
하기 화합물들을 유사하게 수득할 수 있었다:
Figure pct00051
실시예 8: 3-(5-브로모바이페닐-3-일)-9-페닐-9H-카르바졸
Figure pct00052
15.5 g (43.3 mmol) 의 3-브로모-5-요오도바이페닐 및 13.7 g (48 mmol) 의 (9-페닐-9H-카르바졸-3-일)보론산을 80 ml 의 톨루엔 중에 용해시키고, 탈기하였다. 281 ml 의 탈기된 2M K2CO3 용액 및 2.5 g (2.2 mmol) 의 Pd(OAc)2 를 첨가하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 보호-기체 분위기 하에서 80℃ 에서 48 시간 동안 교반하였다. 냉각시킨 용액을 톨루엔으로 희석하고, 물로 수차례 세정하고, 건조시키고, 증발시켰다. 생성물을 톨루엔/헵탄 (1:2) 을 이용하여 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 순도는 98% 였다. 수율: 17.6 g (37 mmol), 이론치의 78%.
하기 화합물들을 유사하게 수득할 수 있었다:
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
실시예 9: 3-(5-보로노바이페닐-3-일)-9-페닐-9H-카르바졸
Figure pct00056
110 ml (276 mmol) 의 n-부틸리튬 (헥산 중 2.5 M) 을, -78℃ 로 냉각시킨, 1500 ml 의 디에틸 에테르 중의 128 g (270 mmol) 의 3-(5-브로모바이페닐-3-일)-9-페닐-9H-카르바졸의 용액에 적가하였다. 상기 반응 혼합물을 -78℃ 에서 30 분 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 실온에 이르도록 하고, -78℃ 까지 재냉각시킨 후, 50 ml 의 디에틸 에테르 중의 40 ml (351 mmol) 의 트리메틸 보레이트의 혼합물을 신속하게 첨가하였다. -10℃ 까지 가온시킨 후, 상기 혼합물을 135 ml 의 2 N 염산을 사용하여 가수분해하였다. 유기상을 분리해내고, 물로 세정하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고, 건조될 때까지 증발시켰다. 잔류물을 300 ml 의 n-헵탄 중에 용해시키고, 무색 고체를 흡입으로 여과해내고, n-헵탄으로 세정하고, 진공에서 건조시켰다. 수율: 112 g (256 mmol), 이론치의 95%.
하기 화합물들을 유사하게 수득할 수 있었다:
Figure pct00057
Figure pct00058
실시예 10e:
Figure pct00059
22 g (79.8 mmol) 의 2,12-디메틸-10-페닐-10,12-디히드로-10-아자인데노-[2,1-b]플루오렌, 34 g (87 mmol) 의 트리아진 및 15.9 ml (15.9 mmol) 의 1 mol/l 트리-tert-부틸포스핀, 1.79 g (7.9 mmol) 의 팔라듐 아세테이트를 보호-기체 하에서 120 ml 의 p-자일렌 중에 현탁시켰다. 상기 반응 혼합물을 환류 하에서 16 시간 동안 가열하였다. 냉각시킨 후, 유기상을 분리해내고, 200 ml 의 물로 3 회 세정한 후, 건조될 때까지 증발시켰다. 잔류물을 고온의 톨루엔으로 추출하고, 톨루엔으로부터 재결정하고, 최종적으로 고 진공에서 승화시켰다. 순도는 99.9% 였다. 수율: 38 g (64 mmol), 이론치의 80%.
하기 화합물들을 유사하게 수득하였다:
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
실시예 11e:
Figure pct00063
23 g (40.18 mmol) 의 출발 물질을 800 ml 의 아세토니트릴 중에 현탁시키고, 7.15 g (40.18 mmol) 의 N-브로모숙신이미드를 -20℃ 에서, 반응 온도가 -20℃ 를 초과하지 않도록 하는 속도로, 분할하여 첨가하였다. 상기 혼합물을 추가 18 시간 동안 교반하였고, 그 사이 온도가 실온에 이르도록 하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 회전식 증발기에서 증발시키고, 디클로로메탄 중에 용해시키고, 물로 세정하였다. 상기 혼합물을 건조시키고, 증발시킨 후, 톨루엔으로부터 재결정하여, 99.3% 의 순도로, 20.8 g (80%) 의 생성물을 백색 고체로서 수득하였다.
하기 화합물들을 유사하게 수득하였다:
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
II) 본 발명에 따른 화합물의 합성
실시예 12f:
Figure pct00067
28.9 g (43.3 mmol) 의 출발 물질 및 13.7 g (48 mmol) 의 9-페닐-9H-카르바졸-3-보론산을 80 ml 의 톨루엔 중에 용해시키고, 탈기하였다. 281 ml 의 탈기된 2M K2CO3 용액 및 2.5 g (2.2 mmol) 의 Pd(OAc)2 을 첨가하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 보호-기체 분위기 하에서 80℃ 에서 48 시간 동안 교반하였다. 냉각시킨 용액에 톨루엔을 보충하고, 물로 수차례 세정하고, 건조시키고, 증발시켰다. 생성물을 톨루엔/헵탄 (1:2) 을 이용하여 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 최종적으로 고 진공 (p = 5 x 10-7 mbar) 에서 승화시켰다. 순도는 99.9% 였다. 수율: 28 g (31 mmol), 이론치의 80%.
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
B) OLED 에서의 본 발명에 따른 화합물의 사용
각종 OLED 에 대한 데이터를 하기 예 V1 내지 E9 에 제시하였다 (표 1 및 2 참조). 예 V1 내지 V7 은 비교예이고, 예 E1 내지 E9 는 본 발명에 따른 예이다.
OLED 를 하기와 같이 제조하였다:
두께 50 nm 의 구조화된 ITO (산화인듐주석) 으로 코팅된 깨끗한 유리 플레이트를, 개선된 가공을 위하여 20 nm 의 PEDOT:PSS (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌술포네이트), Heraeus Precious Metals GmbH, Germany 사에서 CLEVIOS™ P VP AI 4083 으로서 구입하고, 수용액으로부터 스핀 코팅에 의해 적용함) 로 코팅하였다. 이렇게 코팅된 유리 플레이트는 OLED 가 적용되는 기판을 형성한다.
OLED 는 원칙적으로 하기 층 구조를 갖는다: 기판 / 정공-수송층 (HTL) / 중간층 (IL) / 전자-차단층 (EBL) / 방출층 (EML) / 임의적 정공-차단층 (HBL) / 전자-수송층 (ETL) 및 최종적으로 캐소드. 캐소드는 두께 100 nm 의 알루미늄 층으로 형성되어 있다. OLED 의 정확한 구조는 표 1 에 제시되어 있다. OLED 의 제조에 필요한 물질은 표 3 에 제시되어 있다.
모든 물질을 진공 챔버 내에서 열 증기 증착에 의해 적용하였다. 여기서 방출층은 항상 하나 이상의 매트릭스 물질 (호스트 물질) 및 방출 도펀트 (방출체) 로 이루어지고, 여기서 매트릭스 물질 또는 매트릭스 물질들은 특정한 부피비로 동시 증발법에 의해 혼합된다. 여기서, SdT1:TEG1 (90%:10%) 과 같은 표현은 물질 SdT1 이 층 내에 90% 의 부피비로 존재하고, TEG1 이 층 내에 10% 의 비율로 존재한다는 것을 의미한다. 유사하게, 전자-수송층은 또한 2 가지 물질의 혼합물로 이루어질 수 있다.
OLED 는 표준 방법에 의해 특징화된다. 상기 목적을 위하여, 전계발광 스펙트럼, 전류 효율 (cd/A 로 측정됨), 전력 효율 (lm/W 로 측정됨) 및 외부 양자 효율 (EQE, % 로 측정됨) 을 시감 밀도 (luminous density) 의 함수로서, Lambert 방출 특성으로 추정한 전류/전압/시감 밀도 특성선 (IUL 특성선) 으로부터 산출하고, 수명을 측정하였다. 상기 전계발광 스펙트럼을 1000 cd/m2 의 전류 밀도에서 측정하고, CIE 1931 x 및 y 색좌표를 이로부터 산출하였다. 표 2 에서 용어 U10 은 10 mA/cm2 의 전류 밀도에 대하여 요구되는 전압을 나타낸다. CE10 및 PE10 은 각각 10 mA/cm2 에서 달성되는 전류 및 전력 효율을 나타낸다. 최종적으로, EQE10 은 10 mA/cm2 의 작동 전류 밀도에서의 외부 양자 효율을 나타낸다.
수명 LT 는 일정한 전류에서 작동시 시감 밀도가 초기 시감 밀도에서 특정한 비율 L1 로 하락한 후의 시간으로서 정의된다. 표 2 에서 L0;j0 = 4000 cd//m2 및 L1 = 80% 의 표현은 컬럼 LT 에 제시된 수명이 초기 시감 밀도가 4000 cd/m2 에서 3200 cd/m2 으로 하락한 후 시간에 해당한다는 것을 의미한다. 유사하게, L0;j0 = 20 mA/cm2, L1 = 70% 는, 20 mA/cm2 에서 작동시 시감 밀도가 LT 시간 후에 이의 초기 값의 70% 로 하락한다는 것을 의미한다.
제조된 각종 OLED 를 이용하여 측정된 데이터를 표 2 에 요약하였다.
예시 중 일부를 본 발명에 따른 화합물의 이점을 예시하기 위하여 보다 상세하게 설명하였다. 사용한 모든 물질은 선행 기술로부터 OLED 물질로서 공지된 것이거나, 또는 이의 합성 및 용도가 본 출원에 기재된 것이다.
인광 OLED 에서의 매트릭스 물질로서 본 발명에 따른 화합물의 사용
측정된 모든 소자에서, 삼중항 방출체와의 조합으로 방출층에서 매트릭스 물질로서 본 발명에 따른 화합물의 사용시, 매우 우수한 성능 데이터, 특히 수명 및 효율을 수득하였다 (예 E1 내지 E9, 화합물 12f, 12g, 12h, 12k, 12m, 12w).
선행 기술에 따른 화합물 SdT5 와 비교시, 본 발명에 따른 화합물 12w 를 사용한 경우 유의하게 개선된 효율 및 수명이 달성되었다 (예 V7, E7). 화합물 12w 는, 인데노카르바졸의 NR 기 및 CR2 기가 서로 트랜스가 아닌 시스 형태라는 점에서 화합물 SdT5 와 상이하다.
카르바졸 상에 피리미딘기를 함유하는 화합물 SdT4 의 사용시, 우수한 성능 데이터를 수득하였다. 하지만, 화합물 12f 에서와 같이, 피리미딘기의 트리아진기로의 대체시, 75% 개선된 수명을 수득하였다 (예 V3, E1).
따라서, 연결기를 통해 인데노카르바졸 단위에 결합된 피리미딘기와 비교하여 트리아진기의 존재는, 놀랍게도 성능 데이터에서 유의한 개선을 야기하였다.
화합물 12w 의 사용시, 트리아진기 대신 페닐기를 함유하는 비교 화합물 SdT3 과 비교하여 개선된 성능 데이터를 수득하였다 (E7, V6). 특히, 수명이 유의하게 개선되었고, 효율이 약간 개선되었다.
따라서, 인데노카르바졸기의 질소 상에 치환기로서 페닐기 대신 트리아진기의 사용은, 상기 화합물을 포함하는 OLED 의 성능 데이터를 유의하게 개선시켰다.
나아가, 본 발명에 따른 화합물을, 예를 들어 심지어 5 부피% 와 같은 낮은 방출체 농도로 이용한 경우, 매우 우수한 성능 데이터, 특히 매우 우수한 수명 및 매우 우수한 효율을 수득하였다 (예 E2, E8 및 E9).
방출체에 사용되는 금속, 예컨대 이리듐 및 백금이 매우 희귀하고 값비싸기 때문에, 방출층에서의 낮은 방출체 농도는 OLED 에서 매우 관심이 있는 부분이다. 나아가, 착물은 종종 낮은 온도 안정성을 갖기 때문에, 증기 증착은 천천히 수행되어야 한다. 증기 증착에 의해 적용되는 방출체의 농도 및 이에 따라 양이 저하되는 경우, 증기-증착 시간은 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 소자를 이용하여 수득된 성능 데이터는, 하기 비교에 제시된 바와 같이, 비교 소자와 비교시 유의하게 개선되었다. 화합물 12w 를 이용한 경우, 예를 들어 비교 화합물 SdT1 및 SdT2 (카르바졸 치환기가 존재하지 않거나 또는 카르바졸 치환기가 방향족 고리 대신 질소를 통해 결합되어 존재하는 경우) 와 비교시 유의하게 개선된 수명 및 약간 개선된 효율을 수득하였다 (예 V2, V5, E8). 이러한 경우, 특히, 화합물 12f (인데노카르바졸 단위가 페닐 고리를 통해 트리아진 단위에 연결되어 있는 경우) 를 이용한 경우, 매우 우수한 성능 데이터를 수득하였다 (예 E2).
요약하면, 인데노카르바졸 단위와 방향족 고리에 결합된 카르바졸기의 조합은, 카르바졸기가 존재하지 않거나 또는 카르바졸기가 질소를 통해 결합된 화합물에 비해 유의한 개선을 나타내는 탁월한 성능 데이터를 생성하였다.
인광 OLED 에서 매트릭스 물질로서 사용시, 본 발명에 따른 물질은 모든 매개 변수, 특히 수명 및 전력 효율에 있어서, 선행 기술에 비해 유의한 개선을 유도하였다.
Figure pct00073
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078

Claims (15)

  1. 하기 화학식 (I) 의 화합물:
    Figure pct00079

    [식 중,
    Y 는 N 또는 CR1 이고, 여기서 6-원 고리 내 둘 이상의 기 Y 는 N 이어야 하고;
    Z 는 CR1 또는 N 이고;
    V 는 CR2 또는 N 이고;
    Ar1 은 6 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있고;
    Ar2 는 6 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있고;
    R1 은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, Br, Cl, 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 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 여기서 둘 이상의 라디칼 R1 은 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
    R2 는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, Br, Cl, 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 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R3 에 의해 치환될 수 있음) 이고;
    R3 은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F, Br, Cl, 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 (여기서 상기 언급된 기들은 각각 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있고, 상기 언급된 기에서 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 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음), 또는 5 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R4 에 의해 치환될 수 있음) 이고, 여기서 둘 이상의 라디칼 R3 은 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
    R4 는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H, D, F 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼이고, 여기서 또한, 하나 이상의 H 원자는 D 또는 F 에 의해 대체될 수 있고; 여기서 둘 이상의 치환기 R4 는 서로 연결될 수 있고 고리를 형성할 수 있고;
    n 은 0 또는 1 이고;
    m 은 0 또는 1 이고;
    여기서, 화학식 (I) 에서, 하기 두 가지 모두에 해당하는 경우, 지수 n 은 0 임:
    a) Y 가 N 인 기가 2 개 이하로 존재하고,
    및 또한
    b) 상기 Y 가 N 인 기 2 개가 6-원 고리 상에서 서로 메타-위치에 위치함].
  2. 제 1 항에 있어서, 지수 m 이 0 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 6-원 고리 내 정확하게 3 개의 기 Y 가 N 인 경우에 지수 n 은 0 또는 1 이고, 다른 모든 경우에 지수 n 은 0 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, Z 가 CR1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, V 가 CR2 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 고리 내 정확하게 3 개의 기 Y 가 N 이고, 나머지 기 Y 는 CR1 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, Ar1 이 하기 화학식 (Ar1-I) 의 기를 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00080

    [식 중, 점선은 인데노카르바졸기 및 기 Y 를 함유하는 6-원 고리에의 결합을 나타내고;
    Ar3 은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴기이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R1 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 R1 은 제 1 항에 정의된 바와 같고; 및
    k 는 1, 2, 3 또는 4 이고, 여기서 지수 k 는 기 Ar1 전체에서 방향족 고리 원자의 수가 40 을 초과하지 않도록 선택됨].
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I) 의 구성성분으로서의 화학식 (Y) 의 기가
    Figure pct00081

    하기 화학식 (Y-1) 내지 (Y-6) 중 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00082

    [식 중, 점선은 화합물의 나머지에의 결합을 나타내고,
    R1 및 R3 은 제 1 항에 정의된 바와 같음].
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물을 함유하는 올리고머, 폴리머 또는 덴드리머로서, 여기서 폴리머, 올리고머 또는 덴드리머에의 결합(들)이 화학식 (I) 내 R1 또는 R2 에 의해 치환되는 임의의 목적하는 위치에서 편재화될 수 있는 올리고머, 폴리머 또는 덴드리머.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물 또는 제 9 항에 따른 하나 이상의 폴리머, 올리고머 또는 덴드리머 및 하나 이상의 용매를 포함하는 제형.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 집적 회로 (OIC), 유기 전계-효과 트랜지스터 (OFET), 유기 박막 트랜지스터 (OTFT), 유기 발광 트랜지스터 (OLET), 유기 태양 전지 (OSC), 유기 광학 검출기, 유기 광수용체, 유기 전계-켄치 소자 (OFQD), 유기 발광 전기화학 전지 (OLEC), 유기 레이저 다이오드 (O-laser) 및 유기 전계발광 소자 (OLED) 로부터 선택되는 전자 소자.
  12. 제 11 항에 있어서, 애노드, 캐소드 및 하나 이상의 방출층을 포함하고, 여기서 방출층, 전자-수송층, 전자-주입층 및 정공-차단층으로부터 선택되는 소자의 하나 이상의 층이 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 전계발광 소자로부터 선택되는 전자 소자.
  13. 제 12 항에 있어서, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 화합물이 하나 이상의 인광 방출체 화합물과의 조합으로 방출층 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.
  14. 인데노카르바졸 화합물을 전자-결핍 헤테로아릴기를 함유하는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템과 반응시키고, 여기서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 인데노카르바졸의 질소 원자에 커플링시키는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 제조 방법.
  15. 전자 소자에서의 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 용도.
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