KR20170010724A - 광활성 조성물 - Google Patents

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KR20170010724A
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

광활성 조성물이 개시되며; 제1 전기 접촉 층, 제2 전기 접촉 층 및 이들 층 사이의 광활성 층을 포함하며, 광활성 층은 광활성 조성물을 포함하는 유기 전자 디바이스가 또한 개시된다.

Description

광활성 조성물{PHOTOACTIVE COMPOSITION}
이전 출원의 이득의 주장
본 출원은 2015년 7월 20일자로 출원된 미국 가출원 제62/194,583호의 이익을 주장하며, 이 미국 가출원은 전체적으로 본 명세서에서 참고로 포함된다.
본 발명은 대체로 청색 발광 화합물 및 전자 디바이스에서의 그의 용도에 관한 것이다.
디스플레이를 구성하는 발광 다이오드와 같이 광을 발광하는 유기 전자 디바이스가 많은 상이한 종류의 전자 장비에 존재한다. 이러한 디바이스 모두에서, 유기 활성 층이 2개의 전기 접촉층 사이에 개재된다. 적어도 하나의 전기 접촉층은 광투과성이어서 광이 전기 접촉층을 통과할 수 있다. 유기 활성 층은 광투과성 전기 접촉층을 가로질러 전기를 인가할 때 전기 접촉층을 통해 광을 방출한다.
발광 다이오드에서 활성 성분으로서 유기 전계발광(electroluminescent) 화합물을 사용하는 것은 잘 알려져 있다. 안트라센, 티아다이아졸 유도체, 및 쿠마린 유도체와 같은 단순한 유기 분자가 전계발광을 나타내는 것으로 공지되어 있다. 금속 착물, 특히 이리듐 및 백금 착물도 전계발광을 나타내는 것으로 알려져 있다. 일부 경우에는 이러한 소분자 화합물이 도펀트(dopant)로서 호스트 재료 내에 존재하여 가공 및/또는 전자 특성을 개선한다.
디바이스를 위한 신규 조성물의 필요성이 지속적으로 존재한다.
광활성 조성물이 제공되며, 본 광활성 조성물은
(a) 화학식 AI를 갖는 도펀트 재료:
Figure pat00001
(상기 식에서,
Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체(deuterated analog)로 이루어진 군으로부터 선택되고;
a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고;
BzF는 하기에 나타낸 화학식을 갖는 BzF-1, BzF-2, 및 BzF-3으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pat00002
여기서,
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀(germyl), 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수이고;
*는 부착점을 나타냄); 및
(b) 화학식 II를 갖는 호스트 재료:
Figure pat00003
(상기 식에서,
Q는 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R12 내지 R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
c는 0 내지 7의 정수이고;
d는 0 내지 8의 정수이고;
e는 0 내지 6의 정수이고;
f는 0 내지 4의 정수이고;
n은 0 또는 1임)를 포함한다.
유기 전자 디바이스가 또한 제공되는데, 본 유기 전자 디바이스는 제1 전기 접촉 층, 제2 전기 접촉 층 및 이들 층 사이의 광활성 층을 포함하며, 광활성 층은 광활성 조성물을 포함한다.
상기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적이며, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명을 제한하지 않는다.
본 명세서에 제시되는 개념의 이해를 증진시키기 위해 실시 형태가 첨부 도면에 예시되어 있다.
도 1은 본 명세서에 기재된 신규 광활성 조성물을 포함하는 유기 발광 디바이스의 예시를 포함한다.
도 2는 본 명세서에 기재된 신규 광활성 조성물을 포함하는 유기 발광 디바이스의 다른 예시를 포함한다.
당업자라면 도면의 대상이 간명함을 위해 예시되고 반드시 축척대로 도시되지 않았음을 이해한다. 예를 들어, 실시 형태의 이해를 증진시키는 것을 돕기 위해 도면의 일부 대상의 치수가 다른 대상에 비해 과장될 수도 있다.
많은 양태 및 실시 형태가 상기에 기재되어 있으며 이는 단지 예시적이며 제한적인 것은 아니다. 본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 양태 및 실시 형태가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해한다.
실시 형태 중 임의의 하나 이상의 실시 형태의 다른 특징 및 이익이 하기 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명은 먼저 용어의 정의 및 해설을 다루고, 이어서 광활성 조성물, 신규 화합물, 디바이스를, 그리고 마지막으로 실시예를 다룬다.
1. 용어의 정의 및 해설
하기에 기재된 실시 형태의 상세 사항을 다루기 전에, 몇몇 용어를 정의하거나 명확히 하기로 한다.
"용어의 정의 및 해설"에서 사용될 때, R, R' 및 R" 및 임의의 다른 변수는 포괄적인 명칭이며, 화학식에서 정의되는 것들과 동일하거나 상이할 수 있다.
치환기를 지칭할 때, 용어 "인접한"은 단일 결합 또는 다중 결합으로 함께 결합된 탄소에 결합되는 기를 지칭한다. 예시적인 인접한 R 기를 하기에 나타낸다:
Figure pat00004
용어 "알콕시"는 기 RO-(여기서, R은 알킬 기임)를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "알킬"은 지방족 탄화수소로부터 유도된 기를 의미하고자 하는 것으로, 선형, 분지형 또는 환형 기를 포함한다. 화합물"로부터 유도된" 기는 하나 이상의 H 또는 D의 제거에 의해 형성된 라디칼을 나타낸다. 용어 "분지형 알킬"은 적어도 하나의 2차 또는 3차 탄소를 갖는 지방족 탄화수소로부터 유도된 기를 의미하고자 하는 것이다. 일부 실시 형태에서, 알킬은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다.
용어 "방향족 화합물"은 4n+2개의 비편재화된 파이 전자(delocalized pi electron)를 갖는 적어도 하나의 불포화 환형 기를 포함하는 유기 화합물을 의미하고자 하는 것이다.
용어 "아릴"은 하나의 부착점을 갖는 방향족 탄화수소로부터 유도된 기를 의미하고자 하는 것이다. 이 용어는 단일 고리를 갖는 기, 및 단일 결합에 의해 연결될 수 있거나 함께 융합될 수 있는 다중 고리를 갖는 기를 포함한다. 탄화수소 아릴 기는 고리 구조에 단지 탄소만을 갖는다. 헤테로아릴 기는 고리 구조에 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는다. 용어 "알킬아릴"은 하나 이상의 알킬 치환체를 갖는 아릴 기를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "아릴옥시"는 기 RO-(여기서, R은 아릴 기임)를 의미하고자 하는 것이다.
층, 재료, 부재 또는 구조물을 언급할 때, 용어 "전하 수송"(charge transport)은 이러한 층, 재료, 부재 또는 구조물이 이러한 층, 재료, 부재 또는 구조물의 두께를 통한 이러한 전하의 이동을 상대적으로 효율적으로 그리고 적은 전하 손실로 촉진함을 의미하고자 하는 것이다. 정공 수송 재료는 양전하를 촉진하고; 전자 수송 재료는 음전하를 촉진한다. 발광 재료가 또한 일부 전하 수송 특성을 가질 수 있지만, "전하 수송 층, 재료, 부재, 또는 구조물"이라는 용어는 주된 기능이 발광인 층, 재료, 부재, 또는 구조물을 포함하고자 하는 것은 아니다.
용어 "중수소화된"은 적어도 하나의 수소("H")가 중수소("D")로 대체된 것을 의미하고자 한다. 용어 "중수소화 유사체"는 하나 이상의 이용가능한 수소가 중수소로 대체된 화합물 또는 기의 구조적 유사체를 지칭한다. 중수소화 화합물 또는 중수소화 유사체에서, 중수소는 자연 존재비 수준의 100 배 이상으로 존재한다. 용어 "% 중수소화된" 또는 "% 중수소화"는 양성자 + 중수소의 합에 대한 중수소의 비를 의미하고자 하며, 백분율로서 표현된다.
용어 "도펀트"는, 호스트 재료를 포함하는 층 내부에서, 이러한 재료의 부재 하에서의 층의 전자적 특성(들) 또는 방사선의 방출, 수용 또는 필터링의 파장(들)과 비교하여 층의 전자적 특성(들) 또는 방사선의 방출, 수용 또는 필터링의 목표 파장(들)을 변경시키는 재료를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "전자-구인"(electron-withdrawing)은, 치환기를 지칭할 때, 방향족 고리의 전자 밀도를 감소시키는 기를 의미하고자 하는 것이다. 일부 실시 형태에서, 전자-구인기(electron-withdrawing group)("EWG")는 플루오로, 시아노, 퍼플루오로알킬, 니트로, -SO2R(여기서, R은 알킬 또는 퍼플루오로알킬임), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
용어 "게르밀"은 기 R3Ge-(여기서, R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, H, D, C1-20 알킬, 중수소화 알킬, 플루오로알킬, 아릴 또는 중수소화 아릴임)를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, R 알킬 기 내의 하나 이상의 탄소가 Ge로 대체된다.
접두사 "헤테로"는 하나 이상의 탄소 원자가 상이한 원자로 대체되었음을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 상이한 원자는 N, O 또는 S이다.
용어 "호스트 재료"는 도펀트가 첨가될 수 있는, 일반적으로 층의 형태인 재료를 의미하고자 한다. 호스트 재료는 전자적 특성(들) 또는 방사선을 방출, 수용 또는 필터링하는 능력을 가지거나 가지지 않을 수 있다.
용어 "발광 재료", "방출 재료" 및 "방출체(emitter)"는 (발광 다이오드 또는 발광 전기화학 전지에서와 같이) 인가된 전압에 의해 활성화될 때 광을 방출하는 재료를 의미하고자 하는 것이다. 용어 "청색 발광 재료"는 대략 445 내지 490 nm 범위의 파장에서 방출 최대값을 갖는 방사선을 방출할 수 있는 재료를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "층"은 용어 "필름"과 상호 교환가능하게 사용되며 원하는 영역을 덮는 코팅을 지칭한다. 이 용어는 크기에 의해 한정되지 않는다. 상기 영역은 전체 디바이스만큼 크거나, 실제 시각 디스플레이와 같은 특정 기능 영역만큼 작거나 단일 서브픽셀(sub-pixel)만큼 작을 수 있다. 층 및 필름은 증착, 액체 침착(deposition) (연속 및 불연속 기술) 및 열 전사를 비롯한 임의의 종래의 침착 기술에 의해 형성될 수 있다. 연속 침착 기술에는 스핀 코팅, 그라비어(gravure) 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 슬롯-다이(slot-die) 코팅, 스프레이 코팅, 및 연속 노즐 코팅 또는 인쇄가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 불연속 침착 기술에는 잉크젯 인쇄(ink jet printing), 그라비어 인쇄 및 스크린 인쇄(screen printing)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
용어 "유기 전자 디바이스" 또는 때때로 단지 "전자 디바이스"는 하나 이상의 유기 반도체 층 또는 재료를 포함하는 디바이스를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "광활성"은 (발광 다이오드 또는 화학 전지에서와 같이) 인가된 전압에 의해 활성화될 때 광을 방출하거나 (광검출기 또는 광전지에서와 같이) 방사 에너지에 응답하여 인가된 바이어스 전압의 존재 또는 부재 하에 신호를 발생시키는 재료 또는 층을 지칭한다.
용어 "실록산"은 기 R3SiOR2Si-(여기서, R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, H, D, C1-20 알킬, 중수소화 알킬, 플루오로알킬, 아릴 또는 중수소화 아릴임)를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, R 알킬 기 내의 하나 이상의 탄소가 Si로 대체된다.
용어 "실록시"는 기 R3SiO-(여기서, R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, H, D, C1-20 알킬, 중수소화 알킬, 플루오로알킬, 아릴 또는 중수소화 아릴임)를 지칭한다.
용어 "실릴"은 기 R3Si-(여기서, R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, H, D, C1-20 알킬, 중수소화 알킬, 플루오로알킬, 아릴 또는 중수소화 아릴임)를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, R 알킬 기 내의 하나 이상의 탄소가 Si로 대체된다.
모든 기는 치환되지 않거나 치환될 수 있다. 치환기는 하기에 설명된다. 하기에 나타난 바와 같이, 치환체 결합이 하나 이상의 고리를 통과하는 경우의 구조에서는,
Figure pat00005
치환체 R이 하나 이상의 고리 상의 임의의 이용가능한 위치에 결합될 수 있음을 의미한다.
일부 실시 형태에서, 치환체는 중수소, 할라이드, 시아노, 알킬, 알콕시, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 실록시, 실록산, 중수소화 알킬, 중수소화 알콕시, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 실록시, 및 중수소화 실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 명세서에서, 명시적으로 달리 언급되거나 사용 맥락에 의해 반대로 지시되지 않는 한, 본 발명의 주제의 실시 형태가 소정의 특징부 또는 요소를 포함하거나, 비롯하거나, 함유하거나, 갖거나, 그로 이루어지거나, 그에 의해 또는 그로 구성되는 것으로 언급되거나 기술되는 경우, 명시적으로 언급되거나 기술된 것들에 더하여 하나 이상의 특징부 또는 요소가 실시 형태에 존재할 수 있다. 본 명세서에 개시된 주제의 대안적 실시 형태는 소정의 특징부 또는 요소로 본질적으로 이루어지는 것으로서 설명되는데, 이 실시 형태에서는 실시 형태의 작동 원리 또는 구별되는 특징을 현저히 변화시키는 특징부 또는 요소가 실시 형태 내에 존재하지 않는다. 본 명세서에 기재된 주제의 추가의 대안적 실시 형태는 소정의 특징부 또는 요소로 구성되는 것으로서 기재되며, 이 실시 형태에서 또는 이의 크지 않은 변형에서는 구체적으로 언급되거나 기재된 특징부 또는 요소만이 존재한다.
또한, 부정관사("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 기재된 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 일반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 단수형은 그 수가 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형을 또한 포함한다.
원소의 주기율표에서 컬럼(column)에 대응하는 족(group) 번호는 문헌[CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition(2000-2001)]에 나타난 바와 같은 "새로운 표기(New Notation)" 규정을 사용한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해서 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 형태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 또한, 재료, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에 기재되지 않은 경우, 특정 재료, 가공 작업 및 회로에 관한 많은 상세 사항은 통상적인 것이며, 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광검출기, 광전지 및 반도체 부재 기술 분야의 교재 및 기타 출처에서 확인할 수 있다.
2. 광활성 조성물
광활성 조성물이 제공되며, 본 광활성 조성물은
(a) 화학식 AI를 갖는 도펀트 재료:
Figure pat00006
(상기 식에서,
Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고;
BzF는 하기에 나타낸 화학식을 갖는 BzF-1, BzF-2, 및 BzF-3으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pat00007
여기서,
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수이고;
*는 부착점을 나타냄); 및
(b) 화학식 II를 갖는 호스트 재료:
Figure pat00008
(상기 식에서,
Q는 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R12 내지 R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
c는 0 내지 7의 정수이고;
d는 0 내지 8의 정수이고;
e는 0 내지 6의 정수이고;
f는 0 내지 4의 정수이고;
n은 0 또는 1임)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물은 군청색(deep blue color)을 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "군청색"은 C.I.E. 색도 스케일(Commission Internationale de L'Eclairage, 1931)에 따른 C.l.E. y-좌표가 0.10 미만인 것을 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물은 광발광(photoluminescence) y-좌표가 0.10 미만; 일부 실시 형태에서는 0.090 미만이다.
일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물을 포함하는 디바이스는 개선된 효율을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물을 포함하는 디바이스는 효율이 1000 니트(nit)에서 4.5 cd/A 초과; 일부 실시 형태에서는 1000 니트에서 5.0 cd/A 초과이다.
일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물을 포함하는 디바이스는 증가된 수명을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물을 포함하는 디바이스는 50℃에서 1000시간 초과의 T70을 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, T70은 초기 휘도의 70%에 도달하기까지의 시간을 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 신규 광활성 조성물을 포함하는 디바이스는 50℃에서 1500시간 초과의 T70을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 방출 재료로서 신규 광활성 조성물을 포함하는 전계발광 디바이스는 군청색을 갖는다. 일부 실시 형태에서, x-좌표는 0.15 미만이고 y-좌표는 0.10 미만이며; 일부 실시 형태에서, y-좌표는 0.090 미만이다.
광활성 조성물의 일부 실시 형태에서, 도펀트 대 호스트의 중량비는 99:1 내지 60:1; 일부 실시 형태에서는 95:5 내지 70:30; 일부 실시 형태에서는 90:10 내지 75:25의 범위이다.
(a) 화학식 AI를 갖는 도펀트 재료
신규 광활성 조성물 내의 도펀트 재료는 화학식 AI를 갖는다:
Figure pat00009
(상기 식에서,
Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고;
BzF는 하기에 나타낸 화학식을 갖는 BzF-1, BzF-2, 및 BzF-3으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pat00010
여기서,
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수이고;
*는 부착점을 나타냄).
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 화합물은 중수소화된다. 일부 실시 형태에서, 화합물은 10% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 20% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 30% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 40% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 50% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 60% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 70% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 80% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 90% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 100% 중수소화된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 코어 벤조플루오렌 기 상에 존재한다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 Ar1 및 Ar2 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 아미노 기들 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 상기 위치들 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 상기에 나타낸 화학식 BzF-1을 갖는다. 이러한 코어 벤조플루오렌 구조에 있어서, 하기의 번호는 코어 상의 위치를 나타낸다.
Figure pat00011
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 1에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 2에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 3에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 4에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 5에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 6에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 8에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 9에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 10에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-1을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 11에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 상기에 나타낸 화학식 BzF-2를 갖는다. 이러한 코어 벤조플루오렌 구조에 있어서, 하기의 번호는 코어 상의 위치를 나타낸다.
Figure pat00012
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 1에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 2에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 3에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 4에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 5에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 6에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 7에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 8에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 9에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-2를 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 10에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 상기에 나타낸 화학식 BzF-3을 갖는다. 이러한 코어 벤조플루오렌 구조에 있어서, 하기의 번호는 코어 상의 위치를 나타낸다.
Figure pat00013
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 1에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 2에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 3에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 4에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 5에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 6에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 7에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 8에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 9에 결합된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, BzF는 화학식 BzF-3을 갖고 적어도 하나의 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 10에 결합된다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5는 1 내지 12개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 3 내지 8개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 4개의 탄소를 갖는 알킬 및 중수소화 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5는 아릴 및 중수소화 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5는 페닐 및 중수소화 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5는 1 내지 8개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 4개의 탄소를 갖는 플루오로알킬 및 중수소화 부분-플루오르화 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5는 6 내지 18개의 고리 탄소; 일부 실시 형태에서는 6 내지 12개의 고리 탄소를 갖는 플루오로아릴 및 중수소화 부분-플루오르화 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R5에 대해 전술된 실시 형태 모두는 R6에도 동등하게 적용된다. 화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5 기와 R6 기는 함께 결합하여 5원 또는 6원 지방족 고리를 형성한다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5 기와 R6 기는 함께 결합하여 5원 또는 6원 플루오르화 지방족 고리를 형성한다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5 및 R6 기는 페닐 기이며, 이들은 함께 결합하여 플루오렌 기를 형성한다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, R5 및 R6 기는 페닐 기이며, 이들은 함께 결합하여 플루오르화 플루오렌 기를 형성한다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z = 0이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z = 1이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z = 2이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z = 3이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z > 0이고 적어도 하나의 R7은 D이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z > 0이고 적어도 하나의 R7은 1 내지 20개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 12개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 3 내지 8개의 탄소를 갖는 알킬 또는 중수소화 알킬이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, z > 0이고 적어도 하나의 R7은 6 내지 36개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 기이다. 탄화수소 아릴 기는 함께 결합된 하나 이상의 단일 고리 기, 하나 이상의 융합 고리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 = 0이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 = 1이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 = 2이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 = 3이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 = 4이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 = 5이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 > 0이고 적어도 하나의 R8은 D이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 > 0이고 적어도 하나의 R8은 1 내지 20개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 12개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 3 내지 8개의 탄소를 갖는 알킬 또는 중수소화 알킬이다.
화학식 BzF-1, 화학식 BzF-2 또는 화학식 BzF-3의 일부 실시 형태에서, x2 > 0이고 적어도 하나의 R8은 6 내지 36개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 기이다. 탄화수소 아릴 기는 함께 결합된 하나 이상의 단일 고리 기, 하나 이상의 융합 고리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, a = 0이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, a = 1이고 Ar1은 페닐, 나프틸, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 치환된 유도체의 일부 실시 형태에서, 치환기는 알킬, 실릴, 게르밀, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, b = 0이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, b = 1이고 Ar2는 페닐, 나프틸, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 치환된 유도체의 일부 실시 형태에서, 치환기는 알킬, 실릴, 게르밀, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 6 내지 36개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 기이다. 탄화수소 아릴 기는 함께 결합된 하나 이상의 단일 고리 기, 하나 이상의 융합 고리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 헤테로방향족 기를 갖지 않는다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 아미노 기를 갖지 않는다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 화학식 aa를 갖는다:
Figure pat00014
(상기 식에서,
R9는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 인접한 R9 기들은 함께 결합하여 융합 방향족 고리 또는 중수소화 융합 방향족 고리를 형성할 수 있고;
p는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 0 내지 4의 정수이고;
q 및 q1은 동일하거나 상이하며, 0 내지 5의 정수이고; *는 부착점을 나타냄).
화학식 aa의 일부 실시 형태에서, R9는 D, 알킬, 탄화수소 아릴, 실릴, 게르밀, 중수소화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 실릴, 및 중수소화 게르밀로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 화학식 bb를 갖는다:
Figure pat00015
(상기 식에서, R9, p, q, q1 및 *는 화학식 aa에서와 같음). 화학식 aa에서 R9의 전술된 실시 형태는 화학식 bb에서의 R9에도 동등하게 적용된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 N, O, 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고리 원자를 갖는 헤테로아릴 또는 중수소화 헤테로아릴이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 적어도 하나의 고리 원자가 N인 N-헤테로아릴 또는 중수소화 N-헤테로아릴이다.
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 피롤, 피리딘, 피리미딘, 카르바졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 이미다졸로벤즈이미다졸, 트라이아졸, 벤조트라이아졸, 트라이아졸로피리딘, 인돌로카르바졸, 인돌, 인돌로인돌, 페난트롤린, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 퀴녹살린, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 카르바졸 또는 중수소화 카르바졸로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 화학식 Cz-1을 갖는 카르바졸 또는 중수소화 카르바졸이다:
(상기 식에서,
R10은 아릴 및 중수소화 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R11은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, 알킬, 실릴, 아릴, 중수소화 알킬, 중수소화 실릴 및 중수소화 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
z1은 0 내지 3의 정수이고;
y2는 0 내지 4의 정수이고;
*는 부착점을 나타냄).
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 화학식 Cz-2를 갖는 카르바졸 또는 중수소화 카르바졸이다:
Figure pat00017
(상기 식에서, y3은 0 내지 4의 정수이고, R11, y2, 및 *는 Cz-1에 대해 상기에 정의된 바와 같음).
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 화학식 Cz-3을 갖는 카르바졸 또는 중수소화 카르바졸이다:
Figure pat00018
(상기 식에서, R11 및 *는 Cz-1에 대한 상기 정의와 같음).
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 화학식 Cz-4를 갖는 카르바졸 또는 중수소화 카르바졸이다:
Figure pat00019
(상기 식에서, R10, R11 및 *는 Cz-1에 대한 상기 정의와 같음).
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 화학식 Cz-5를 갖는 카르바졸 또는 중수소화 카르바졸이다:
Figure pat00020
(상기 식에서, R10, R11 및 *는 Cz-1에 대한 상기 정의와 같음).
일부 실시 형태에서, N-헤테로아릴은 피롤, 피리딘, 피리미딘, 인돌로카르바졸, 인돌, 인돌로인돌, 페난트롤린, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물로부터 유도된다. 치환된 유도체의 일부 실시 형태에서, 치환체는 D, 알킬, 실릴, 아릴, 중수소화 알킬, 중수소화 실릴, 및 중수소화 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 적어도 하나의 고리 원자가 S인 S-헤테로아릴이다.
일부 실시 형태에서, S-헤테로아릴은 티오펜, 벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, S-헤테로아릴은 다이벤조티오펜 또는 중수소화 다이벤조티오펜으로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, S-헤테로아릴은 화학식 DBT-1을 갖는 다이벤조티오펜 또는 중수소화 다이벤조티오펜이다:
Figure pat00021
(상기 식에서, R11, y2, z1, 및 *는 Cz-1에 대해 상기 정의된 바와 같음).
일부 실시 형태에서, S-헤테로아릴은 화학식 DBT-2를 갖는 다이벤조티오펜 또는 중수소화 다이벤조티오펜이다:
Figure pat00022
(상기 식에서, *는 부착점을 나타냄).
일부 실시 형태에서, S-헤테로아릴은 화학식 DBT-3을 갖는 다이벤조티오펜 또는 중수소화 다이벤조티오펜이다:
Figure pat00023
(상기 식에서, *는 부착점을 나타냄).
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 적어도 하나의 고리 원자가 O인 O-헤테로아릴이다.
일부 실시 형태에서, O-헤테로아릴은 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, O-헤테로아릴은 다이벤조푸란 또는 중수소화 다이벤조푸란으로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, O-헤테로아릴은 화학식 DBF-1을 갖는 다이벤조푸란 또는 중수소화 다이벤조푸란이다:
Figure pat00024
(상기 식에서, R11, y2, z1, 및 *는 Cz-1에 대해 상기 정의된 바와 같음).
일부 실시 형태에서, O-헤테로아릴은 화학식 DBF-2를 갖는 다이벤조푸란 또는 중수소화 다이벤조푸란이다:
Figure pat00025
(상기 식에서, *는 부착점을 나타냄).
일부 실시 형태에서, O-헤테로아릴은 화학식 DBF-3을 갖는 다이벤조푸란 또는 중수소화 다이벤조푸란이다:
Figure pat00026
(상기 식에서, *는 부착점을 나타냄).
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 적어도 하나의 고리 원자가 N이고 적어도 하나의 고리 원자가 O인 N,O-헤테로아릴이다.
일부 실시 형태에서, N,O-헤테로아릴은 옥사졸, 벤족사졸, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, N,O-헤테로아릴은 화학식 BzO-1을 갖는 벤족사졸 또는 중수소화 벤족사졸이다:
Figure pat00027
(상기 식에서, *는 부착점을 나타냄).
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 적어도 하나의 고리 원자가 N이고 적어도 하나의 고리 원자가 S인 N,S-헤테로아릴이다.
일부 실시 형태에서, N,S-헤테로아릴은 티아졸, 벤조티아졸, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물로로부터 유도된다.
일부 실시 형태에서, N,S-헤테로아릴은 화학식 BT-1을 갖는 벤조티아졸 또는 중수소화 벤조티아졸이다:
Figure pat00028
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 페닐, 나프틸, 화학식 a, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 D, F, CN, 알킬, 알콕시, 실릴, 실록시, 실록산, 게르밀, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 다이아릴아미노, 카르바졸릴, 중수소화 알킬, 중수소화 알콕시, 중수소화 실릴, 중수소화 실록시, 중수소화 실록산, 중수소화 게르밀, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 다이아릴아미노, 및 중수소화 카르바졸릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환체를 갖는다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 D, F, CN, 알킬, 실릴, 게르밀, 탄화수소 아릴, 중수소화 알킬, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 탄화수소 아릴, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환체를 갖는다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3은 적어도 하나의 헤테로아릴 치환체를 갖는 탄화수소 아릴 또는 그의 중수소화 유사체이다.
Ar3에 대해 전술된 실시 형태 모두는 Ar4, Ar5 및 Ar6에도 동등하게 적용된다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3 = Ar4이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3 ≠ Ar4이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar3 = Ar5이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar4 = Ar6이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar5 = Ar6이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, Ar5 ≠ Ar6이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 AI-a를 갖는다:
Figure pat00029
(상기 식에서, Ar3 내지 Ar6, R5 내지 R8, x2 및 z는 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 AI에서 Ar3 내지 Ar6, R5 내지 R8, x2 및 z에 대해 전술된 실시 형태 모두는 화학식 AI-a에서의 Ar3 내지 Ar6, R5 내지 R8, x2 및 z에도 동등하게 적용된다.
화학식 AI의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다. 예를 들어, a = 1이고, BzF = BzF-2이고, 아미노 질소가 벤조플루오렌 코어 상의 위치 3에 결합된 실시 형태는 Ar1이 페닐인 실시 형태와 조합될 수 있다. 상기에 논의된 상호 배타적이지 않은 다른 실시 형태에도 동등하게 적용된다. 당업자는 실시 형태가 상호 배타적이지 않은 것을 이해할 것이고, 따라서 본 출원에 의해서 고려된 실시 형태의 조합을 쉽게 결정할 수 있을 것이다.
화학식 AI의 일부 실시 형태에서, 재료는 화학식 I을 갖는다:
Figure pat00030
(상기 식에서,
Ar1 및 Ar2는 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R1 내지 R4는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 R1 내지 R4로부터 선택된 인접한 기들은 함께 결합하여 융합 고리를 형성할 수 있고;
a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고;
x, x1, y, 및 y1은 동일하거나 상이하며, 0 내지 5의 정수이고;
BzF는 하기에 나타낸 화학식을 갖는 BzF-1, BzF-2, 및 BzF-3으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pat00031
여기서,
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수이고;
*는 부착점을 나타냄).
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 화합물은 중수소화된다. 일부 실시 형태에서, 화합물은 10% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 20% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 30% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 40% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 50% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 60% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 70% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 80% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 90% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 100% 중수소화된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 코어 벤조플루오렌 기 상에 존재한다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 Ar1 및 Ar2 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 아미노 기들 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 상기 위치들 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 I의 화합물은 C-C 또는 C-N 결합을 생성할 임의의 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 스즈키(Suzuki), 야마모토(Yamamoto), 스틸(Stille), 및 금속-촉매된 C-N 커플링뿐만 아니라 금속 촉매된 산화적 직접 아릴화와 같은, 다양한 그러한 기술이 공지되어 있다.
중수소화된 화합물은, 중수소화된 전구체 재료를 사용하는 유사한 방식으로, 또는 더욱 일반적으로는, 루이스 산 H/D 교환 촉매, 예를 들어 트라이플루오로메탄설폰산, 알루미늄 트라이클로라이드 또는 에틸 알루미늄 다이클로라이드의 존재 하에서, 중수소화되지 않은 화합물을 중수소화된 용매, 예를 들어 벤젠-d6으로 처리함으로써 제조될 수 있다.
화학식 AI에서 BzF 및 아미노 질소 결합 위치에 대해 전술된 실시 형태 모두는 화학식 I에서의 BzF 및 아미노 질소 결합 위치에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x = 0이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x = 1이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x = 2이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x = 3이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x = 4이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x = 5이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 1 내지 20개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 12개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 3 내지 8개의 탄소를 갖는 알킬 또는 중수소화 알킬이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 6 내지 36개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 기이다. 탄화수소 아릴 기는 함께 결합된 하나 이상의 단일 고리 기, 하나 이상의 융합 고리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 헤테로방향족 기를 갖지 않는다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 아미노 또는 중수소화 아미노 기이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 화학식 a를 갖는다:
Figure pat00032
(상기 식에서,
R9는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 인접한 R9 기들은 함께 결합하여 융합 방향족 고리 또는 중수소화 융합 방향족 고리를 형성할 수 있고;
p는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 0 내지 4의 정수이고;
q는 0 내지 5의 정수이고;
r은 1 내지 5의 정수이고;
*는 부착점을 나타냄).
화학식 a의 일부 실시 형태에서, R9는 D, 알킬, 탄화수소 아릴, 실릴, 게르밀, 중수소화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 실릴, 및 중수소화 게르밀로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 화학식 b를 갖는다:
Figure pat00033
(상기 식에서, R9, p, q, r 및 *는 화학식 a에서와 같음).
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 N, O, 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고리 원자를 갖는 헤테로아릴이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 적어도 하나의 고리 원자가 N인 N-헤테로아릴 또는 중수소화 N-헤테로아릴이다.
화학식 AI에서 N-헤테로아릴의 전술된 실시 형태 모두는 화학식 I에서의 N-헤테로아릴에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 적어도 하나의 고리 원자가 S인 S-헤테로아릴이다.
화학식 AI에서 S-헤테로아릴의 전술된 실시 형태 모두는 화학식 I에서의 S-헤테로아릴에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 적어도 하나의 고리 원자가 O인 O-헤테로아릴이다.
화학식 AI에서 O-헤테로아릴의 전술된 실시 형태 모두는 화학식 I에서의 O-헤테로아릴에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 적어도 하나의 고리 원자가 N이고 적어도 하나의 고리 원자가 O인 N,O-헤테로아릴이다.
화학식 AI에서 N,O-헤테로아릴의 전술된 실시 형태 모두는 화학식 I에서의 N,O-헤테로아릴에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나는 적어도 하나의 고리 원자가 N이고 적어도 하나의 고리 원자가 S인 N,S-헤테로아릴이다.
화학식 AI에서 N,S-헤테로아릴의 전술된 실시 형태 모두는 화학식 I에서의 N,S-헤테로아릴에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 페닐, 나프틸, 화학식 a, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 D, F, CN, 알킬, 알콕시, 실릴, 실록시, 실록산, 게르밀, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 다이아릴아미노, 카르바졸릴, 중수소화 알킬, 중수소화 알콕시, 중수소화 실릴, 중수소화 실록시, 중수소화 실록산, 중수소화 게르밀, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 다이아릴아미노, 및 중수소화 카르바졸릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환체를 갖는다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x > 0이고 적어도 하나의 R1은 D, F, CN, 알킬, 실릴, 게르밀, 탄화수소 아릴, 중수소화 알킬, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 탄화수소 아릴, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환체를 갖는다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 = 0이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 = 1이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 = 2이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 = 3이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 = 4이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 = 5이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, x1 > 0이고 적어도 하나의 R3은 R1에 대해 전술된 바와 같다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y = 0이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y = 1이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y = 2이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y = 3이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y = 4이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y = 5이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y > 0이고 적어도 하나의 R2는 R1에 대해 전술된 바와 같다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 = 0이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 = 1이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 = 2이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 = 3이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 = 4이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 = 5이다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, y1 > 0이고 적어도 하나의 R4는 R1에 대해 전술된 바와 같다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 I-a를 갖는다:
Figure pat00034
(상기 식에서,
R1 내지 R4는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 R1 내지 R4로부터 선택된 인접한 기들은 함께 결합하여 융합 고리를 형성할 수 있고;
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x, x1, x2, y, 및 y1은 동일하거나 상이하며, 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수이되;
단, 적어도 2개의 R1, 적어도 2개의 R2, 적어도 2개의 R3, 또는 적어도 2개의 R4가 존재하고, 이들 적어도 2개의 기는 융합 고리를 형성함).
화학식 I에 대해 전술된 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, x, x1, x2, y, y1, 및 z의 실시 형태 모두는 화학식 I-a에도 동등하게 적용된다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, x = 2이고 2개의 R1 기는 융합 1-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, x = 2이고 2개의 R1 기는 융합 2-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, y = 2이고 2개의 R2 기는 융합 1-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, y = 2이고 2개의 R2 기는 융합 2-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, x1 = 2이고 2개의 R3 기는 융합 1-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, x1 = 2이고 2개의 R3 기는 융합 2-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, y = 2이고 2개의 R4 기는 융합 1-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I-a의 일부 실시 형태에서, y1 = 2이고 2개의 R4 기는 융합 2-나프틸 기를 형성한다.
화학식 I의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 I-b를 갖는다:
Figure pat00035
(상기 식에서,
R1 내지 R4는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 R1 내지 R4로부터 선택된 인접한 기들은 함께 결합하여 융합 고리를 형성할 수 있고;
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수이되;
단, R1 내지 R4 중 적어도 하나는 D가 아님).
화학식 I에 대해 전술된 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, x2 및 z의 실시 형태 모두는 화학식 I-b에도 동등하게 적용된다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1 내지 R4 중 2개는 D가 아니다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1 내지 R4 중 3개는 D가 아니다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1 내지 R4 모두는 D가 아니다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 알킬, 실릴, 게르밀, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 치환된 유도체의 일부 실시 형태에서, 치환기는 알킬, 실릴, 게르밀, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 그의 중수소화 유사체이다. 일부 실시 형태에서, 알킬 기는 1 내지 8개의 탄소 원자; 일부 실시 형태에서는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 그의 중수소화 유사체이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 6 내지 30개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 또는 그의 중수소화 유사체이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 전술된 바와 같은 화학식 a를 갖는다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 페닐, 나프틸, 바이페닐, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 3 내지 30개의 고리 탄소를 갖는 헤테로아릴 또는 그의 중수소화 유사체이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 전술된 바와 같은 N-헤테로아릴이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 전술된 바와 같은 O-헤테로아릴이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 전술된 바와 같은 S-헤테로아릴이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 전술된 바와 같은 N,O-헤테로아릴이다.
화학식 I-b의 일부 실시 형태에서, R1은 전술된 바와 같은 N,S-헤테로아릴이다.
화학식 I-b에서 R1에 대한 상기 실시 형태 모두는 화학식 I-b에서의 R2에도 동등하게 적용된다.
화학식 I-b에서 R1에 대한 상기 실시 형태 모두는 화학식 I-b에서의 R3에도 동등하게 적용된다.
화학식 I-b에서 R1에 대한 상기 실시 형태 모두는 화학식 I-b에서의 R4에도 동등하게 적용된다.
화학식 I의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
마찬가지로, 화학식 I-a의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
마찬가지로, 화학식 I-b의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
화학식 AI, 화학식 AI-a, 화학식 I, 화학식 I-a, 화학식 I-b를 갖는 화합물의 일부 비제한적인 예가 하기에 나타나 있다.
화합물 D1
Figure pat00036
화합물 D2
Figure pat00037
화합물 D3
Figure pat00038
화합물 D4
Figure pat00039
화합물 D5
Figure pat00040
화합물 D6
Figure pat00041
화합물 D7
Figure pat00042
화합물 D8
Figure pat00043
화합물 D9
Figure pat00044
화합물 D10
Figure pat00045
화합물 D11
Figure pat00046
화합물 D12
Figure pat00047
화합물 D13
Figure pat00048
화합물 D14
Figure pat00049
화합물 D15
Figure pat00050
화합물 D16
Figure pat00051
화합물 D17
Figure pat00052
화합물 D18
Figure pat00053
화합물 D19
Figure pat00054
화합물 D20
Figure pat00055
화합물 D21
Figure pat00056
화합물 D22
Figure pat00057
화합물 D23
Figure pat00058
화합물 D24
Figure pat00059
화합물 D25
Figure pat00060
화합물 D26
Figure pat00061
화합물 D27
Figure pat00062
화합물 D28
Figure pat00063
화합물 D29
Figure pat00064
화합물 D30
Figure pat00065
화합물 D31
Figure pat00066
화합물 D32
Figure pat00067
화합물 D33
Figure pat00068
화합물 D1-d 내지 D33-d는 10 내지 100% 중수소화를 갖는 중수소화 유사체이다.
(b) 화학식 II를 갖는 호스트 재료
신규 광활성 조성물 내의 호스트 재료는 화학식 II를 갖는다:
Figure pat00069
(상기 식에서,
Q는 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R12 내지 R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
c는 0 내지 7의 정수이고;
d는 0 내지 8의 정수이고;
e는 0 내지 6의 정수이고;
f는 0 내지 4의 정수이고;
n은 0 또는 1임).
화학식 II의 일부 실시 형태에서, 화합물은 중수소화된다. 일부 실시 형태에서, 화합물은 10% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 20% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 30% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 40% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 50% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 60% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 70% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 80% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 90% 이상 중수소화되고; 일부 실시 형태에서, 100% 중수소화된다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 코어 안트라센 기 상에 존재한다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 코어 안트라센에 결합된 아릴 기들 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, 중수소화는 상기 위치들 중 하나 이상의 것 상에 존재한다.
화학식 II의 화합물은 C-C 결합을 생성할 임의의 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 스즈키, 야마모토, 스틸, 및 금속-촉매된 커플링뿐만 아니라 금속 촉매된 산화적 직접 아릴화와 같은, 다양한 그러한 기술이 공지되어 있다.
중수소화된 화합물은, 중수소화된 전구체 재료를 사용하는 유사한 방식으로, 또는 더욱 일반적으로는, 루이스 산 H/D 교환 촉매, 예를 들어 트라이플루오로메탄설폰산, 알루미늄 트라이클로라이드 또는 에틸 알루미늄 다이클로라이드의 존재 하에서, 중수소화되지 않은 화합물을 중수소화된 용매, 예를 들어 벤젠-d6으로 처리함으로써 제조될 수 있다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 6 내지 36개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 기 또는 중수소화 아릴 기이다. 탄화수소 아릴 기는 함께 결합된 하나 이상의 단일 고리 기, 하나 이상의 융합 고리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 헤테로방향족 기를 갖지 않는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 아미노 기를 갖지 않는다. 화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 카르바졸릴 기를 갖지 않는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은 화학식 a를 갖는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은 화학식 b를 갖는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 알킬, 실릴, 게르밀, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 치환체를 갖는 탄화수소 아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 N, O, 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고리 원자를 갖는 헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은, 적어도 하나의 고리 원자가 N인 N-헤테로아릴 또는 중수소화 N-헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은, 적어도 하나의 고리 원자가 S인 S-헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은, 적어도 하나의 고리 원자가 O인 O-헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은, 적어도 하나의 고리 원자가 N이고 적어도 하나의 고리 원자가 O인 N,O-헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 전술된 바와 같은, 적어도 하나의 고리 원자가 N이고 적어도 하나의 고리 원자가 S인 N,S-헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, Q는 알킬, 실릴, 게르밀, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 치환체를 갖는 헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 0이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 1이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 2이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 3이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 4이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 5이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 6이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c = 7이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 1 내지 20개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 12개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 3 내지 8개의 탄소를 갖는 알킬 또는 중수소화 알킬이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 6 내지 36개의 고리 탄소를 갖는 탄화수소 아릴 기이다. 탄화수소 아릴 기는 함께 결합된 하나 이상의 단일 고리 기, 하나 이상의 융합 고리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 헤테로방향족 기를 갖지 않는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 아미노 또는 중수소화 아미노 기이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 전술된 바와 같은 화학식 a를 갖는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 전술된 바와 같은 화학식 b를 갖는다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, c > 0이고 적어도 하나의 R12는 N, O, 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고리 원자를 갖는 헤테로아릴이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 0이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 1이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 2이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 3이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 4이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 5이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 6이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 7이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d = 8이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, d > 0이고 적어도 하나의 R13은 R12에 대해 전술된 바와 같다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 0이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 1이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 2이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 3이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 4이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 5이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e = 6이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, e > 0이고 적어도 하나의 R14는 R12에 대해 전술된 바와 같다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, f = 0이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, f = 1이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, f = 2이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, f = 3이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, f = 4이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, f > 0이고 적어도 하나의 R15는 R12에 대해 전술된 바와 같다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, n = 0이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, n = 1이다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 II-a를 갖는다:
Figure pat00070
(상기 식에서,
Q는 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R12 내지 R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
c는 0 내지 7의 정수이고;
d는 0 내지 8의 정수이고;
e는 0 내지 6의 정수이고;
f는 0 내지 4의 정수이고;
n은 0 또는 1임).
화학식 II에 대해 전술된 Q, R12, R13, R14, R15, c, d, e, f, 및 n의 실시 형태 모두는 화학식 II-a에도 동등하게 적용된다.
화학식 II의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 II-b를 갖는다:
Figure pat00071
(상기 식에서,
Q는 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R12 내지 R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
c는 0 내지 7의 정수이고;
d는 0 내지 8의 정수이고;
e는 0 내지 6의 정수이고;
f는 0 내지 4의 정수이고;
n은 0 또는 1임).
화학식 II에 대해 전술된 Q, R12, R13, R14, R15, c, d, e, f, 및 n의 실시 형태 모두는 화학식 II-b에도 동등하게 적용된다.
화학식 II의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다. 예를 들어, n = 1인 실시 형태는 Q가 페닐인 실시 형태와 조합될 수 있다. 상기에 논의된 상호 배타적이지 않은 다른 실시 형태에도 동등하게 적용된다. 당업자는 실시 형태가 상호 배타적이지 않은 것을 이해할 것이고, 따라서 본 출원에 의해서 고려된 실시 형태의 조합을 쉽게 결정할 수 있을 것이다.
마찬가지로, 화학식 II-a의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
마찬가지로, 화학식 II-b의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
화학식 II를 갖는 화합물의 일부 비제한적인 예가 하기에 나타나 있다.
화합물 H1
Figure pat00072
화합물 H1-d
Figure pat00073
화합물 H2
Figure pat00074
화합물 H2-d
Figure pat00075
화합물 H3
Figure pat00076
화합물 H3-d
Figure pat00077
화합물 H4
Figure pat00078
화합물 H4-d
Figure pat00079
화합물 H5
Figure pat00080
화합물 H5-d
Figure pat00081
광활성 조성물에서, 실시 형태, 구체적인 실시 형태, 구체적인 실시예, 및 상기 논의된 실시 형태의 조합에 의해 나타낸 화학식 I의 화합물 중 어느 하나는 실시 형태, 구체적인 실시 형태, 구체적인 실시예, 및 상기 논의된 실시 형태의 조합에 의해 나타낸 화학식 II의 화합물 중 어느 하나와 조합될 수 있다.
3. 신규 화합물
또한, 신규 벤조플루오렌 화합물이 본 명세서에 제공된다. 신규 화합물은 화학식 II를 갖는 호스트 재료와 조합하여 사용될 수 있다. 신규 화합물은 또한 상이한 호스트 재료와 함께 사용될 수 있다.
(a) 화학식 III-1, 화학식 III-2, 또는 화학식 III-3을 갖는 화합물
화학식 III-1, 화학식 III-2, 또는 화학식 III-3을 갖는 신규 화합물이 제공된다:
Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00084
(상기 식에서,
Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
a1 및 b1은 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이되, 단, a1 + b1 = 1 또는 2이고;
x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수임).
일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 III-1을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 III-2를 갖는다.
일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 III-3을 갖는다.
화학식 III-1, 화학식 III-2, 및 화학식 III-3의 일부 실시 형태에서,
a1 = 1이고 b1 = 0이다.
화학식 III-1, 화학식 III-2, 및 화학식 III-3의 일부 실시 형태에서, a1 = 0이고 b1 = 1이다.
화학식 III-1, 화학식 III-2, 및 화학식 III-3의 일부 실시 형태에서, a1 = b1 = 1이다.
화학식 AI에서 Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, x2 및 z에 대해 전술된 실시 형태 모두는 화학식 III-1, 화학식 III-2, 및 화학식 III-3에서의 Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, x2 및 z에도 동등하게 적용된다.
화학식 III-1의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 III-1a를 갖는다:
Figure pat00085
(상기 식에서, Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, a1, b1, x2 및 z는 화학식 III-1에서 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 III-2의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 III-2a를 갖는다:
Figure pat00086
(상기 식에서, Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, a1, b1, x2 및 z는 화학식 III-2에서 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 III-3의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 III-3a를 갖는다:
Figure pat00087
(상기 식에서, Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, a1, b1, x2 및 z는 화학식 III-3에서 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 III-1에서 Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, a1, b1, x2 및 z에 대해 전술된 실시 형태 모두는 화학식 III-1a, 화학식 III-2a, 및 화학식 III-3a에서의 Ar1 내지 Ar6, R5 내지 R8, a1, b1, x2 및 z에도 동등하게 적용된다.
화학식 III-1의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
화학식 III-2의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
화학식 III-3의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 화학식 III-1, 화학식 III-2, 및 화학식 III-3을 갖는 화합물은 호스트 재료와 조합하여 청색 발광 도펀트로서 사용된다.
호스트 재료의 예에는 크리센, 페난트렌, 트라이페닐렌, 페난트롤린, 나프탈렌, 안트라센, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 퀴녹살린, 페닐피리딘, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 벤조다이푸란, 나프토다이푸란, 금속 퀴놀리네이트 착물, 이들의 치환된 유도체, 이들의 중수소화 유사체, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 호스트는 안트라센, 트라이페닐렌, 안트라센, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 벤조다이푸란, 나프토다이푸란, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 화학식 III-1, 화학식 III-2, 및 화학식 III-3을 갖는 화합물은 상기 정의된 바와 같은, 화학식 II를 갖는 호스트 재료와 조합하여 청색 발광 도펀트로서 사용된다.
(b) 화학식 IV-1, 화학식 IV-2, 또는 화학식 IV-3을 갖는 화합물
화학식 IV-1, 화학식 IV-2, 또는 화학식 IV-3을 갖는 신규 화합물이 제공된다:
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
(상기 식에서,
Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R5a 및 R6a는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 탄화수소 아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5a 및 R6a 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5a 및 R6a 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있되, 단, R5a, R6a, R5a와 R6a로부터 형성된 사이클로알킬 고리, 및 R5a와 R6a로부터 형성된 플루오렌 기 중 적어도 하나는 적어도 하나의 전자-구인기를 포함하고;
R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고; a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고; x2는 0 내지 5의 정수이고;
z는 0 내지 3의 정수임).
일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 IV-1을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 IV-2를 갖는다.
일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 IV-3을 갖는다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 적어도 하나의 전자-구인기를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 전자-구인기는 플루오로, 퍼플루오로알킬, 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 전자-구인기는 플루오로 및 퍼플루오로알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 플루오로알킬, 퍼플루오로알킬, 및 중수소화 부분-플루오르화 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 알킬은 1 내지 20개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 8개의 탄소를 갖는다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 적어도 하나의 시아노 치환체를 갖는 알킬 또는 그의 중수소화 유사체이다. 일부 실시 형태에서, 알킬은 1 내지 20개의 탄소; 일부 실시 형태에서는 1 내지 8개의 탄소를 갖는다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 플루오로아릴, 퍼플루오로아릴, 및 중수소화 부분-플루오르화 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 아릴은 6 내지 18개의 고리 탄소; 일부 실시 형태에서는 6 내지 12개의 고리 탄소를 갖는다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 적어도 하나의 시아노 치환체를 갖는 탄화수소 아릴 또는 그의 중수소화 유사체이다. 일부 실시 형태에서, 탄화수소 아릴은 6 내지 18개의 고리 탄소; 일부 실시 형태에서는 6 내지 12개의 고리 탄소를 갖는다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 2 내지 5개의 불소를 갖는 페닐 기이다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 -CF3, -CH2CF3, C6H3F2, 및 -C6F5로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R5a에 대해 전술된 실시 형태 모두는 R6a에도 동등하게 적용된다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a와 R6a는 함께 결합하여, 1 내지 8개의 불소; 일부 실시 형태에서는 2 내지 8개의 불소; 일부 실시 형태에서는 2 내지 5개의 불소를 갖는 5원 지방족 고리를 형성한다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a와 R6a는 함께 결합하여, 1 내지 10개의 불소; 일부 실시 형태에서는 2 내지 10개의 불소; 일부 실시 형태에서는 2 내지 6개의 불소를 갖는 6원 지방족 고리를 형성한다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a 및 R6a는 페닐 기이며, 이들은 함께 결합하여 1 내지 8개의 불소; 일부 실시 형태에서는 2 내지 8개의 불소; 일부 실시 형태에서는 4 내지 8개의 불소를 갖는 플루오렌 기를 형성한다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a = R6a이다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a ≠ R6a이다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 플루오로알킬이고, R6a는 불소를 갖지 않는 알킬이다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, R5a는 플루오로아릴이고, R6a는 불소를 갖지 않는 아릴이다.
화학식 IV-1에서 R5a 및 R6a에 대한 전술된 실시 형태 모두는 화학식 IV-2 및 화학식 IV-3에서의 R5a 및 R6a에도 적용된다.
화학식 IV-1의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 IV-1a를 갖는다:
Figure pat00091
(상기 식에서, Ar1 내지 Ar6, R5a, R6a, R7, R8, a, b, x2 및 z는 화학식 IV-1에서 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 IV-2의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 IV-2a를 갖는다:
Figure pat00092
(상기 식에서, Ar1 내지 Ar6, R5a, R6a, R7, R8, a, b, x2 및 z는 화학식 IV-2에서 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 IV-3의 일부 실시 형태에서, 화합물은 화학식 IV-3a를 갖는다:
Figure pat00093
(상기 식에서, Ar1 내지 Ar6, R5a, R6a, R7, R8, a, b, x2 및 z는 화학식 IV-3에서 상기에 정의된 바와 같음).
화학식 IV-1에서 Ar1 내지 Ar6, R5a, R6a, R7, R8, a, b, x2 및 z에 대해 전술된 실시 형태 모두는 화학식 IV-1a, 화학식 IV-2a, 및 화학식 IV-3a에서의 Ar1 내지 Ar6, R5a, R6a, R7, R8, a, b, x2 및 z에도 동등하게 적용된다.
화학식 IV-1의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
화학식 IV-2의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
화학식 IV-3의 상기 실시 형태 중 어느 하나는 상호 배타적이지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시 형태와 조합될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 화학식 IV-1, 화학식 IV-2, 및 화학식 IV-3을 갖는 화합물은 호스트 재료와 조합하여 청색 발광 도펀트로서 사용된다.
호스트 재료의 예에는 크리센, 페난트렌, 트라이페닐렌, 페난트롤린, 나프탈렌, 안트라센, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 퀴녹살린, 페닐피리딘, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 벤조다이푸란, 금속 퀴놀리네이트 착물, 이들의 치환된 유도체, 이들의 중수소화 유사체, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 호스트는 안트라센, 트라이페닐렌, 안트라센, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 벤조다이푸란, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 화학식 IV-1, 화학식 IV-2, 및 화학식 IV-3을 갖는 화합물은 상기 정의된 바와 같은, 화학식 II를 갖는 호스트 재료와 조합하여 청색 발광 도펀트로서 사용된다.
4. 디바이스
본 명세서에 기재된 신규 광활성 조성물을 포함하는 하나 이상의 층을 갖는 것으로부터 이익을 얻을 수 있는 유기 전자 디바이스는 (1) 전기 에너지를 방사로 변환하는 디바이스(예를 들어, 발광 다이오드, 발광 다이오드 디스플레이, 조명 장치, 조명 기기(luminaire), 또는 다이오드 레이저), (2) 전자공학적 공정을 통해 신호를 검출하는 디바이스(예를 들어, 광검출기, 광전도성 전지, 포토레지스터, 광스위치, 광트랜지스터, 광전관, IR 검출기, 바이오센서), (3) 방사를 전기 에너지로 변환하는 디바이스(예를 들어, 광기전 디바이스 또는 태양 전지), 및 (4) 하나 이상의 유기 반도체 층을 포함하는 하나 이상의 전자 구성요소를 포함하는 디바이스(예를 들어, 트랜지스터 또는 다이오드)를 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 디바이스는 본 명세서에 기재된 신규 광활성 조성물의 광활성 층을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 디바이스는 애노드와 캐소드, 및 이들 사이의 광활성 층을 포함하며, 여기서 광활성 층은 본 명세서에 기재된 신규 광활성 조성물을 포함한다.
본 명세서에 기재된 신규 광활성 조성물을 포함하는 유기 전자 디바이스 구조의 일 예시가 도 1에 도시되어 있다. 디바이스(100)는 제 1 전기 접촉층인 애노드 층(110)과 제2 전기 접촉층인 캐소드 층(160), 및 이들 사이의 광활성 층(140)을 갖는다. 애노드에 인접하여 정공 주입 층(120)이 존재한다. 정공 주입 층에 인접하여, 정공 수송 재료를 포함하는 정공 수송 층(130)이 존재한다. 캐소드에 인접하여, 전자 수송 재료를 포함하는 전자 수송 층(150)이 존재할 수 있다. 선택 사양으로서, 디바이스는 애노드(110) 옆의 하나 이상의 추가적인 정공 주입 또는 정공 수송 층(도시하지 않음) 및/또는 캐소드(160) 옆의 하나 이상의 추가적인 전자 주입 또는 전자 수송 층(도시하지 않음)을 사용할 수 있다. 추가 선택 사양으로서, 디바이스는 광활성 층(140)과 전자 수송 층(150) 사이에 퀀칭 방지층(anti-quenching layer)(도시하지 않음)을 가질 수 있다.
층들(120 내지 150) 및 이들 사이의 임의의 추가적인 층은 개별적으로 및 종합적으로 활성 층으로 지칭된다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 도 2에 도시된 바와 같이 픽셀화된다. 디바이스(200)에서, 층(140)은 층 전반에서 반복되는 픽셀 또는 서브픽셀 단위(141, 142, 143)로 나누어진다. 각각의 픽셀 또는 서브픽셀 단위는 상이한 색을 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 서브픽셀 단위는 적색, 녹색 및 청색을 위한 것이다. 도면에는 3종의 서브픽셀 단위가 도시되어 있지만, 2종의 또는 3종 초과의 단위가 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 상이한 층은 하기 범위의 두께를 갖는다: 애노드(110)는 500 내지 5000 Å이고, 일부 실시 형태에서는 1000 내지 2000 Å이며; 정공 주입 층(120)은 50 내지 2000 Å이고, 일부 실시 형태에서는 200 내지 1000 Å이며; 정공 수송 층(130)은 50 내지 2000 Å이고, 일부 실시 형태에서는 200 내지 1000 Å이며; 광활성 층(140)은 10 내지 2000 Å이고, 일부 실시 형태에서는 100 내지 1000 Å이며; 전자 수송 층(150)은 50 내지 2000 Å이고, 일부 실시 형태에서는 100 내지 1000 Å이며; 캐소드(160)는 200 내지 10000 Å이고, 일부 실시 형태에서는 300 내지 5000 Å이다. 디바이스 내의 전자-정공 재조합 구역의 위치 및 이에 따른 디바이스의 방출 스펙트럼은 각 층의 상대적인 두께에 의해 영향을 받을 수 있다. 층 두께의 요구되는 비는 사용된 재료의 정확한 성질에 따라 좌우될 것이다.
a. 광활성 층
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 화학식 II를 갖는 호스트 재료 및 화학식 AI를 갖는 도펀트 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제2 호스트 재료가 존재한다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 단지 화학식 II를 갖는 호스트 재료 및 화학식 AI를 갖는 도펀트 재료만을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 이 층의 기능을 유의하게 변화시키지 않는 한, 소량의 다른 재료가 존재한다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 단지 화학식 II를 갖는 호스트 재료, 화학식 AI를 갖는 도펀트 재료, 및 제2 호스트 재료만을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 이 층의 기능을 유의하게 변화시키지 않는 한, 소량의 다른 재료가 존재한다.
도펀트 대 총 호스트 재료의 중량비는 2:98 내지 50:50; 일부 실시 형태에서는 3:97 내지 30:70; 일부 실시 형태에서는 5:95 내지 20:80의 범위이다.
제2 호스트 재료의 예에는 크리센, 페난트렌, 트라이페닐렌, 페난트롤린, 나프탈렌, 안트라센, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 퀴녹살린, 페닐피리딘, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 벤조다이푸란, 나프토다이푸란, 금속 퀴놀리네이트 착물, 이들의 치환된 유도체, 이들의 중수소화 유사체, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 제2 호스트는 트라이페닐렌, 안트라센, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 푸란, 벤조푸란, 다이벤조푸란, 벤조다이푸란, 나프토다이푸란, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 화학식 II를 갖는 호스트 재료 대 제2 호스트 재료의 중량비는 10:1 내지 1:10; 일부 실시 형태에서는 4:1 내지 1:4의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 화학식 II를 갖는 호스트 재료 대 제2 호스트 재료의 중량비는 10:1 내지 1:1; 일부 실시 형태에서는 5:1 내지 2:1의 범위이다.
광활성 층에서, 실시 형태, 구체적인 실시 형태, 구체적인 실시예, 및 상기 논의된 실시 형태의 조합에 의해 나타낸 화학식 AI의 화합물 중 어느 하나는 실시 형태, 구체적인 실시 형태, 구체적인 실시예, 및 상기 논의된 실시 형태의 조합에 의해 나타낸 화학식 II의 화합물 중 어느 하나와 조합될 수 있다.
b. 기타 디바이스 층
디바이스 내의 기타 층은 이러한 층에 유용한 것으로 알려진 임의의 재료로 만들어질 수 있다.
애노드(110)는 양전하 캐리어를 주입하는 데 있어서 특히 효율적인 전극이다. 이것은, 예를 들어, 금속, 혼합 금속, 합금, 금속 산화물 또는 혼합-금속 산화물을 함유하는 재료로 제조될 수 있거나, 또는 이것은 전도성 중합체, 및 그 혼합물일 수 있다. 적합한 금속에는 11족 금속, 4, 5 및 6족의 금속, 및 8 내지 10족 전이 금속이 포함된다. 애노드가 광투과성이라면, 12, 13 및 14족 금속의 혼합된-금속 산화물, 예컨대 인듐-주석-산화물이 일반적으로 사용된다. 애노드는 또한 문헌["Flexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymer, " Nature vol. 357, pp 477 479 (11 June 1992)]에 설명된 바와 같이 폴리아닐린과 같은 유기 재료로 구성될 수 있다. 발생된 광을 관찰할 수 있도록, 애노드 및 캐소드 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 투명해야만 한다.
정공 주입 층(120)은 정공 주입 재료를 포함하며, 유기 전자 디바이스에서 하부 층의 평탄화, 전하 수송 및/또는 전하 주입 특성, 산소 또는 금속 이온과 같은 불순물의 제거, 및 유기 전자 디바이스의 성능을 증진 또는 개선하는 다른 측면들을 포함하지만 이로 한정되지 않는 하나 이상의 기능을 가질 수 있다. 정공 주입 층은 양성자성 산(protonic acid)으로 종종 도핑되는, 폴리아닐린(PANI) 또는 폴리에틸렌다이옥시티오펜(PEDOT)과 같은 중합체성 재료로 형성될 수 있다. 양성자성 산은, 예를 들어, 폴리(스티렌설폰산), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산) 등일 수 있다.
정공 주입 층은 구리 프탈로시아닌 및 테트라티아풀발렌-테트라시아노퀴노다이메탄(TTF-TCNQ) 시스템과 같은 전하 수송 화합물 등을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 적어도 하나의 전기 전도성 중합체 및 적어도 하나의 플루오르화 산 중합체를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 콜로이드를 형성하는 중합체성 산으로 도핑된 전기 전도성 중합체의 수성 분산물로부터 제조된다. 이러한 재료는, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2004/0102577호, 제2004/0127637호, 제2005/0205860호 및 국제 특허 공개 WO 2009/018009호에 기재되어 있다.
층(130)에 대한 정공 수송 재료의 예는, 예를 들어 문헌[Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, Vol. 18, p. 837-860, 1996, by Y. Wang]에 요약되어 있다. 정공 수송 분자 및 중합체 둘 모두가 사용될 수 있다. 통상적으로 사용되는 정공 수송 분자는 N,N'-다이페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(TPD), 1,1-비스[(다이-4-톨릴아미노) 페닐]사이클로헥산(TAPC), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-비스(4-에틸페닐)-[1,1'-(3,3'-다이메틸)바이페닐]-4,4'-다이아민(ETPD), 테트라키스-(3-메틸페닐)-N,N,N',N'-2,5-페닐렌다이아민(PDA), a-페닐-4-N,N-다이페닐아미노스티렌(TPS), p-(다이에틸아미노)벤즈알데하이드 다이페닐하이드라존(DEH), 트라이페닐아민(TPA), 비스[4-(N,N-다이에틸아미노)-2-메틸페닐](4-메틸페닐)메탄(MPMP), 1-페닐-3-[p-(다이에틸아미노)스티릴]-5-[p-(다이에틸아미노)페닐] 피라졸린(PPR 또는 DEASP), 1,2-트랜스-비스(9H-카르바졸-9-일)사이클로부탄(DCZB), N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)-(1,1'-바이페닐)-4,4'-다이아민(TTB), N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스-(페닐)벤지딘(θ-NPB), 및 포르피린계 화합물, 예를 들어, 구리 프탈로시아닌이다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 정공 수송 중합체를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 중합체는 다이스티릴아릴 화합물이다. 일부 실시 형태에서, 아릴 기는 둘 이상의 융합 방향족 고리를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 아릴 기는 아센이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "아센"이라는 용어는 둘 이상의 오르토-융합 벤젠 고리를 직선형 배열로 포함하는 탄화수소 부모 성분을 지칭한다. 통상적으로 사용되는 기타 정공 수송 중합체는 폴리비닐카르바졸, (페닐메틸)-폴리실란 및 폴리아닐린이다. 전술된 것과 같은 정공 수송 분자를 폴리스티렌 및 폴리카르보네이트와 같은 중합체 내로 도핑함으로써 정공 수송 중합체를 또한 얻을 수 있다. 일부 경우에는, 트라이아릴아민 중합체, 특히 트라이아릴아민-플루오렌 공중합체를 사용한다. 일부 경우에는, 중합체 및 공중합체는 가교결합가능하다.
일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 p-도펀트를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 p-도펀트로 도핑된다. p-도펀트의 예에는 테트라플루오로테트라시아노퀴노다이메탄(F4-TCNQ) 및 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실릭-3,4,9,10-다이언하이드라이드(PTCDA)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 정공 수송 층이 존재한다(도시하지 않음).
층(150)에 사용할 수 있는 전자 수송 재료의 예에는 트리스(8-하이드록시퀴놀레이토)알루미늄(AlQ), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(p-페닐페놀레이토) 알루미늄(BAlq), 테트라키스-(8-하이드록시퀴놀레이토)하프늄(HfQ) 및 테트라키스-(8-하이드록시퀴놀레이토)지르코늄(ZrQ)과 같은 금속 퀴놀레이트 유도체를 포함하는 금속 킬레이트 옥시노이드 화합물; 및 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(PBD), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트라이아졸(TAZ) 및 1,3,5-트라이(페닐-2-벤즈이미다졸)벤젠(TPBI)과 같은 아졸 화합물; 2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살린과 같은 퀴녹살린 유도체; 3-(4-(4-메틸스티릴)페닐-p-톨릴아미노)플루오란텐과 같은 플루오란텐 유도체; 4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(DPA) 및 2,9-다이메틸-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(DDPA)과 같은 페난트롤린; 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 전자 수송 층은 n-도펀트를 추가로 포함한다. n-도펀트 재료는 잘 알려져 있다. n-도펀트는 1족 및 2족 금속; 1족 및 2족 금속 염, 예를 들어 LiF, CsF, 및 Cs2CO3; 1족 및 2족 금속 유기 화합물, 예를 들어 Li 퀴놀레이트; 및 분자 n-도펀트, 예를 들어 류코 염료, 금속 착물, 예를 들어 W2(hpp)4(여기서 hpp=1,3,4,6,7,8-헥사하이드로-2H-피리미도-[1,2-a]-피리미딘임) 및 코발토센, 테트라티아나프타센, 비스(에틸렌다이티오)테트라티아풀발렌, 헤테로사이클릭 라디칼 또는 다이라디칼, 및 헤테로사이클릭 라디칼 또는 다이라디칼의 이량체, 올리고머, 중합체, 다이스피로 화합물, 및 폴리사이클을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 퀀칭 방지층은 광활성 층과 전자 수송 층 사이에 위치하여 전자 수송 층에 의한 청색 발광의 퀀칭을 방지할 수 있다. 에너지 수송 퀀칭을 방지하기 위하여, 퀀칭 방지 재료의 일중항(singlet) 에너지는 청색 방출체의 일중항 에너지보다 높아야만 한다. 전자 수송 퀀칭을 방지하기 위하여, 퀀칭 방지 재료의 LUMO 수준은 (진공 수준에 비해) 충분히 얕아서, 방출체 엑시톤(exciton)과 퀀칭 방지 재료 사이의 전자 수송이 흡열성이어야만 한다. 나아가, 퀀칭 방지 재료의 HOMO 수준은 (진공 수준에 비해) 충분히 깊어서, 방출체 엑시톤과 퀀칭 방지 재료 사이의 전자 수송이 흡열성이어야만 한다. 일반적으로, 퀀칭 방지 재료는 높은 단일선 및 삼중선 에너지를 갖는 큰 밴드-갭(band-gap) 재료이다.
캐소드(160)는 전자 또는 음전하 캐리어를 주입하는 데 있어서 특히 효율적인 전극이다. 캐소드는 애노드보다 일함수(work function)가 더 낮은 임의의 금속 또는 비금속일 수 있다. 캐소드를 위한 재료는 1족의 알칼리 금속 (예를 들어, Li, Cs), 2족 (알칼리 토)금속, 12족 금속 (희토류 원소 및 란탄족 및 악티늄족을 포함함)으로부터 선택될 수 있다. 알루미늄, 인듐, 칼슘, 바륨, 사마륨 및 마그네슘뿐만 아니라 그 조합과 같은 재료가 사용될 수 있다.
알칼리 금속을 함유하는 무기 화합물, 예를 들어, LiF, CsF, Cs2O 및 Li2O, 또는 Li을 함유하는 유기 금속 화합물을 또한 유기 층(150)과 캐소드 층(160) 사이에 침착시켜, 작동 전압을 낮출 수 있다. 이러한 층(도시하지 않음)을 전자 주입 층이라고 부를 수 있다.
유기 전자 디바이스 내에 다른 층이 있는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 주입되는 양전하의 양을 제어하고/하거나 층의 밴드갭 매칭(band-gap matching)을 제공하거나 또는 보호 층으로서 작용하는 층(도시되지 않음)이 애노드(110)와 정공 주입 층(120) 사이에 있을 수 있다. 당업계에 공지된 층, 예를 들어, 구리 프탈로시아닌, 옥시질화규소(silicon oxy-nitride), 플루오로카본, 실란, 또는 Pt와 같은 금속의 초박층(ultra-thin layer)을 사용할 수 있다. 대안적으로, 애노드 층(110), 활성 층(120, 130, 140, 150), 또는 캐소드 층(160)의 일부 또는 전부를 표면 처리하여 전하 담체 수송 효율을 증가시킬 수 있다. 각각의 구성 요소 층을 위한 재료의 선택은 바람직하게는, 방출체 층 내의 양전하 및 음전하의 균형을 맞추어 높은 전계발광 효율을 갖는 디바이스를 제공하도록 결정된다.
각각의 기능 층은 하나를 초과하는 층으로 구성될 수 있는 것으로 이해된다.
c. 디바이스 제작
디바이스 층은 증착, 액체 침착 및 열전사를 포함하는 임의의 침착 기술 또는 기술의 조합에 의해 형성될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 증착에 의해 제작된다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 액체 침착에 의해 제작된다.
일부 실시 형태에서, 디바이스는 층들의 증착에 의해 제작된다. 증착 방법은 당업계에 잘 알려져 있다.
일부 실시형태에서, 디바이스는 정공 주입 층, 정공 수송 층 및 광활성 층의 액체 침착, 및 애노드, 전자 수송 층, 전자 주입 층 및 캐소드의 증착에 의해서 제작된다.
정공 주입 층은 그것이 용해 또는 분산되어 있는 임의의 액체 매체로부터 침착될 수 있는데, 정공 주입 층은 액체 매체로부터 필름을 형성할 것이다. 일부 실시 형태에서, 액체 매체는 단지 하나 이상의 유기 용매만을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 액체 매체를 현저히 변화시키지 않는 한, 소량의 다른 재료가 존재한다.
일부 실시 형태에서, 액체 매체는 물만 포함하거나, 물과 유기 용매만을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 액체 매체를 현저히 변화시키지 않는 한, 소량의 다른 재료가 존재한다.
정공 주입 재료는 액체 매체 중에 0.5 내지 10 중량%의 양으로 존재한다.
일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 임의의 연속 또는 불연속 액체 침착 방법에 의해서 형성된다. 일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 스핀 코팅에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 잉크젯 인쇄에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 연속 노즐 인쇄에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 정공 주입 층은 슬롯-다이 코팅에 의해 적용된다. 액체 침착 후에, 액체 매체는 공기 중에서, 불활성 분위기에서, 또는 진공에 의해, 실온에서 또는 가열에 의해 제거될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 액체 매체 중의 정공 수송 재료의 액체 침착에 의해서 형성된다. 액체 매체는 정공 수송 재료가 용해 또는 분산되며, 그로부터 필름을 형성하는 것이다. 일부 실시 형태에서, 액체 매체는 하나 이상의 유기 용매를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 액체 매체는 물을 포함하거나, 물과 유기 용매를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 유기 용매는 방향족 용매이다. 일부 실시 형태에서, 유기 액체는 클로로포름, 다이클로로메탄, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 아니솔 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 정공 수송 재료는 액체 매체 중에 0.2 내지 2 중량%의 농도로 존재할 수 있다. 정공 수송 층은 임의의 연속 또는 불연속 액체 침착 기술에 의해 적용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 스핀 코팅에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 잉크젯 인쇄에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 연속 노즐 인쇄에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 층은 슬롯-다이 코팅에 의해 적용된다. 액체 침착 후에, 액체 매체는 공기 중에서, 불활성 분위기에서 또는 진공에 의해, 실온에서 또는 가열에 의해 제거될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 증착에 의해 형성된다. 이러한 기술은 본 기술 분야에 잘 알려져 있다.
일부 실시 형태에서, 광활성 층은 액체 매체 중의 광활성 재료 및 하나 이상의 호스트 재료의 액체 침착에 의해서 형성된다. 액체 매체는 광활성 층의 재료가 용해 또는 분산되며, 그로부터 필름을 형성하는 것이다. 일부 실시 형태에서, 액체 매체는 하나 이상의 유기 용매를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광활성 층의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 한, 소량의 추가의 재료가 존재한다.
적합한 용매 부류는 지방족 탄화수소(예컨대, 데칸, 헥사데칸, 및 데칼린), 할로겐화 탄화수소(예컨대, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 클로로벤젠, 벤조트라이플루오라이드, 및 퍼플루오로헵탄), 방향족 탄화수소(예컨대, 비치환된 및 알킬- 및 알콕시-치환된 벤젠, 톨루엔 및 자일렌), 방향족 에테르(예컨대, 아니솔, 다이벤질 에테르, 및 플루오르화 유도체), 헤테로방향족(예컨대, 피리딘) 극성 용매(예컨대, 테트라하이드로피란, 다이메틸아세트아미드, N-메틸 피롤리돈, 및 니트릴, 예컨대 아세토니트릴), 에스테르(예컨대, 에틸아세테이트, 프로필렌 카르보네이트, 메틸 벤조에이트, 및 포스페이트 에스테르, 예컨대 트라이부틸포스페이트), 알코올 및 글리콜(예컨대, 아이소프로판올 및 에틸렌 글리콜), 글리콜 에테르 및 유도체(예컨대, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), 및 케톤(예컨대, 사이클로펜타논 및 다이아이소부틸 케톤)을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
광활성 재료는 액체 매체 중에 0.2 내지 2 중량%의 농도로 존재할 수 있다. 액체 매체에 따라 다른 중량 백분율의 광활성 재료를 사용할 수 있다. 광활성 층은 임의의 연속 또는 불연속 액체 침착 기술에 의해 적용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광활성 층은 스핀 코팅에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 광활성 층은 잉크젯 인쇄에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 광활성 층은 연속 노즐 인쇄에 의해 적용된다. 일부 실시 형태에서, 광활성 층은 슬롯-다이 코팅에 의해 적용된다. 액체 침착 후에, 액체 매체는 공기 중에서, 불활성 분위기에서 또는 진공에 의해, 실온에서 또는 가열에 의해 제거될 수 있다.
전자 수송 층은 임의의 증착법에 의해 침착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그것은 진공 하에서 열 증발에 의해 침착된다.
전자 주입 층은 임의의 증착법에 의해 침착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그것은 진공 하에서 열 증발에 의해 침착된다.
캐소드는 임의의 증착법에 의해 침착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그것은 진공 하에서 열 증발에 의해 침착된다.
실시예
합성 실시예 1
이 실시예는 다이브로모벤조플루오렌 중간체의 제조를 예시한다.
a. 벤조플루오렌 코어 재료 48C1(코어 BzF-2) 및 48C2(코어 BzF-3)의 합성
Figure pat00094
트라이플루오로아세트산(431 g, 2.265 mol)과 다이클로로메탄 890 mL를 배합하고 질소로 스파징(sparging)하였다. 다이클로로메탄 170 mL 중의 상기의 화합물 48B 37.2 g을 한 시간에 걸쳐 적가하였다. 50% NaOH 용액을 서서히 첨가하여 산을 중화하였다. 유기 층을 분리하여, 실리카(136 g) 상에 사전흡수시켰다. 100% 헥산, 이어서 헥산 중의 1% DCM에서 헥산 중의 4% DCM으로 증가하는 구배를 사용하는 4" ×10" 실리카 컬럼을 사용하는 컬럼 크로마토그래피를 수행하였다. 4개 중 리딩 스팟(leading spot)이 의도한 생성물이었으며, 이는 화합물 48C1과 화합물 48C2의 혼합물로서의 백색 고체 21.5 g(61%)으로 농축되었다.
b. 다이브로모-7,7-다이메틸-7H-벤조플루오렌의 합성
Figure pat00095
상기 화합물 48C1과 화합물 48C2의 혼합물(9.68 g, 0.0396 mol), 다이클로로메탄 80 mL, 아세트산 55 mL 및 염화아연(13.66 g, 0.1 mol)을 교반하고, -6℃로 냉각시켰다. 다이클로로메탄 150 mL, 아세트산 5 mL 및 트라이메틸암모늄 벤질트라이브로마이드(34.11 g, 0.0396 mol)의 용액을 90분에 걸쳐서 적가하였다. 첨가 동안 추가의 다이클로로메탄 20 mL와 아세트산 20 mL를 포트에 첨가하였다. 반응물을 하룻밤 동안 교반하여, 주위 온도로 서서히 가온시켰다. 색이 없어질 때까지 아황산수소나트륨을 첨가하고, 이어서 용액을 증발 건조시켰다. 고체를 다이클로로메탄과 물에 분배하고, 탄산칼륨으로 중화시켰다. 유기 층을 갈색 고체 17.8 g으로 농축시키고 이것을 DCM에서 실리카 겔 35 g에 사전흡수시킨 후, 헥산으로 용리시켜 실리카 상에서 크로마토그래피하였다. 제1 분획은 화합물 48D1이 풍부한 화합물 48D1, 48D2 및 48D3의 혼합물인 백색 고체 9.4 g으로 농축된 반면, 제2 분획은 순수 48D3(코어 BzF-3)인 백색 고체 4.6 g으로 농축되었다(x-선 단일 결정학에 의해 확인됨). 실리카 겔 컬럼 상에서 헥산 용리제를 사용하여 혼합물(화합물 48D1, 48D2 및 48D3)의 세심한 크로마토그래피를 행하여 화합물 48D1(코어 BzF-3) 및 48D2(코어 BzF-2)를 단리하였다.
화합물 5,9-다이브로모-7,7-다이메틸-7H-벤조[c]플루오렌(코어 BzF-1)은 구매가능하다.
합성 실시예 2
이 실시예는 화학식 A1을 갖는 벤조플루오렌 화합물의 제조를 예시한다.
이들 화합물은 일반적으로 다이브로모벤조플루오렌을 2차 아민과 반응시킴으로써 제조된다.
a. 2차 아민
원하는 2차 아민은 하기의 반응도식에 따라 제조될 수 있다:
Figure pat00096
(상기 식에서, Ra 및 Rb는 원하는 치환체를 나타냄).
등몰량의 적절한 아닐린 및 브로모아릴을 1 몰 당량의 소듐 t-부톡사이드와, 이들 시약에 대해 1 몰% 비로 Pd2(DBA)3:P(t-Bu)3 1:2의 촉매를 사용하여 2 내지 4시간 동안 70C의 톨루엔 중에서 반응시킬 수 있다. 생성된 용액을 증발시키고, 알루미나 플러그를 통해 톨루엔 용리제로 크로마토그래피를 행하고, 2차 아민을 증발에 의해 단리하고 메탄올을 첨가할 수 있다. 2차 아민에 대한 브로마이드 및 아닐린은 일반적으로 구매가능하다.
다른 합성 반응도식이 하기에 나타나 있다:
Figure pat00097
b. 벤조플루오렌 화합물
화합물 D6은 하기 반응도식에 따라 제조될 수 있다:
Figure pat00098
1 몰 당량의 다이브로모벤조플루오렌 및 2 몰 당량의 2차 아민을 2 몰 당량의 소듐 t-부톡사이드와, 이들 시약에 대해 1 몰% 비로 Pd2(DBA)3:P(t-Bu)3 1:2의 촉매를 사용하여 8 내지 10시간 동안 톨루엔 중에서 반응시킬 수 있다. 생성된 용액을 증발시키고, 알루미나 플러그를 통해 1:3 헥산 중 클로로포름으로 크로마토그래피를 행할 수 있다. 이들 분획을 건조시키고, 다이클로로메탄으로부터 메탄올 내로 침전시켜 화합물 D6을 얻을 수 있다.
합성 실시예 3
이 실시예는 화학식 IA를 갖는 화합물인 화합물 D10의 제조를 예시한다.
a. 3,9-다이브로모-11-메틸-11-(트라이플루오로메틸)벤조[a]플루오렌
다이브로모 중간 화합물을 다음 반응도식에 따라 제조하였다.
Figure pat00099
(1) 단계 (1)에서는, 2개의 반응물질(reactant)을 톨루엔 중에서 Pd(PPh3)4, 2M Na2CO3, 및 알리쿼트(aliquat)-336과 배합하고, 80℃에서 16시간 동안 가열하였다.
(2) 이어서, 단계 (1)의 생성물을 THE 중에서 1,1,1-트라이플루오로아세톤과 배합하고 -78℃로 냉각시켰다. 이것에 n-부틸리튬을 첨가하고, 혼합물을 16시간 동안 교반하면서 실온으로 가온되게 하였다.
(3) 단계 (2)의 생성물을 0℃에서 다이클로로메탄 중에서 메탄설폰산과 배합하고, 32시간 동안 교반하면서 실온으로 가온되게 하였다.
(4) 단계 (3)의 생성물을 0℃에서 다이클로로메탄 중에서 Br2로 처리하고, 32시간 동안 교반하면서 실온으로 가온되게 하여, 3,9-다이브로모-11-메틸-11-(트라이플루오로메틸)벤조[a]플루오렌을 얻었다.
b. 화합물 D10
Figure pat00100
Pd2/DBA(0.0183 g, 0.0197 mmol), 트라이-t-부틸포스핀(0.0090 g, 0.0445 mmol), 소듐-t-부톡사이드(0.18 g, 1.873 mol), 10.0 ml의 톨루엔, 3,9-다이브로모-11-메틸-11-(트라이플루오로메틸)벤조[a]플루오렌(0.2026 g, 0.444 mmol), 및 [1,1'-바이페닐]-4-아민, N-페닐- (0.2396 g, 0.977 mmol)을 드라이박스 내에서 배합하였다. 혼합물을 2.75시간 동안 100℃에서 가열하였다. 반응 혼합물을 0.9 g의 실리카에 사전흡수시키고, 헥산 중 톨루엔을 사용하여 실리카를 통해 용리시켰다. 생성물 컷(cut)을 농축시키고, 톨루엔 및 아세토니트릴로부터 그리고 이어서 톨루엔 및 메탄올로부터, UPLC에 의해 125 mg(35% 수율)의 99.7% 순수 생성물이 되도록 재결정화하였다.
합성 실시예 4
이 실시예는 화학식 II를 갖는 화합물인 화합물 H1-d의 제조를 예시한다.
이 화합물은 하기에 나타낸 반응도식에 따라 공지된 C-C 커플링 기술 및 중수소화 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
Figure pat00101
합성 실시예 5
이 실시예는 화학식 II를 갖는 화합물인 화합물 H3의 제조를 예시한다.
이 화합물은 하기에 나타낸 반응도식에 따라 공지된 C-C 커플링 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
Figure pat00102
Figure pat00103
디바이스 실시예
(1) 재료
비교 호스트 X는 화학식 II의 구조를 갖지 않는 중수소화 나프틸안트라센이다. 호스트 X는 Q 치환체가 메타 위치에 있는 페닐 기를 갖지 않는다.
ET-1은 아릴 포스핀 옥사이드이다.
ET-2는 리튬 퀴놀레이트이다.
HIJ-1은 전기 전도성 중합체 및 중합체성 플루오르화 설폰산의 수성 분산물로부터 제조되는 정공 주입 재료이다.
HIJ-2는 1,4,5,8,9,12-헥사아자트라이페닐렌헥사카르보니트릴("HAT-CN")이다.
HTM-1은 트라이아릴아민 중합체이다.
HTM-2는 바이나프틸 기를 갖는 트라이아릴아민 중합체이다.
HTM-3은 트라이아릴아민 화합물이다.
NPD는 N,N′-다이(1-나프틸)-N,N′-다이페닐-(1,1′-바이페닐)-4,4′-다이아민이다.
(2) 디바이스 제작
용액 가공 및 열 증발 기술의 조합에 의해 OLED 디바이스를 제작하였다. 씬 필름 디바이시즈, 인크(Thin Film Devices, Inc)로부터의 패턴화된 인듐 주석 산화물(ITO) 코팅된 유리 기재를 사용하였다. 이들 ITO 기재는, 시트 저항이 30 옴/스퀘어(ohm/square)이고 광투과율이 80%인, ITO로 코팅된 코닝(Corning) 1737 유리를 기반으로 한다. 패턴화된 ITO 기재를 수성 세제 용액 중에서 초음파로 세정하고 증류수로 헹구었다. 그 후, 패턴화된 ITO를 아세톤 중에서 초음파로 세정하고, 아이소프로판올로 헹구고, 질소 스트림에서 건조하였다.
디바이스 유형 1. 디바이스 제작 직전에, 세정되고 패턴화된 ITO 기재를 UV 오존으로 10분 동안 처리하였다. 냉각 직후에, HIJ-1의 수성 분산액을 ITO 표면 위에 스핀-코팅하고 가열하여 용매를 제거하여, 정공 주입 층("HIL")을 형성하였다. 냉각 후에, 이어서 기재를 정공 수송 재료의 용액으로 스핀-코팅하고, 이어서 가열하여 용매를 제거하여, 정공 수송 층("HTL")을 형성하였다. 이어서, 공작물(workpiece)을 진공 챔버 내에 넣었다. 이어서, 광활성 및 호스트 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 및 Al 캐소드를 적절한 마스크를 사용하여 열 증발에 의해 순차적으로 침착시켜, 광활성 층 또는 방출 층("EML"), 전자 수송 층("ETL"), 및 전자 주입 층("EIL")에 이어서, 캐소드를 형성하였다. 챔버를 통기시키고, 유리 덮개, 건조제 및 UV 경화성 에폭시를 사용하여 디바이스를 봉지하였다(encapsulated).
디바이스 유형 2: 디바이스 제작 직전에, 세정되고 패턴화된 ITO 기재를 UV 오존으로 10분 동안 처리하였다. 냉각 직후에, HIJ-1의 수성 분산액을 ITO 표면 위에 스핀-코팅하고 가열하여 용매를 제거하여, 단락 저하 층(short reduction layer)("SRL")을 형성하였다. 이어서, 공작물을 진공 챔버 내에 넣었다. 이어서, 정공 주입 재료, 하나 이상의 정공 수송 재료, 광활성 및 호스트 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 및 Al 캐소드를 적절한 마스크를 사용하여 열 증발에 의해 순차적으로 침착시켜, 정공 주입 층, 하나 이상의 정공 수송 층, 광활성 층 또는 방출 층, 전자 수송 층, 및 전자 주입 층에 이어서, 캐소드를 형성하였다. 챔버를 통기시키고, 유리 덮개, 건조제 및 UV 경화성 에폭시를 사용하여 디바이스를 봉지하였다.
(3) 디바이스 특성화
OLED 디바이스를 그의 (1) 전류-전압(I-V) 곡선, (2) 전계발광 방사 휘도 대 전압, 및 (3) 전계발광 스펙트럼 대 전압을 측정함으로써 특성화하였다. 3가지 측정 모두를 동시에 수행하였고 컴퓨터로 제어하였다. 소정 전압에서의 디바이스의 전류 효율은 LED의 전계발광 방사 휘도를, 디바이스를 작동하는 데 필요한 전류 밀도로 나누어서 결정한다. 단위는 cd/A이다. 전력 효율은 전류 효율을 작동 전압으로 나눈 것이다. 단위는 lm/W이다. 미놀타(Minolta) CS-100 측정기 또는 포토리서치(Photoresearch) PR-705 측정기 중 어느 하나를 사용하여 색 좌표를 결정하였다.
디바이스 실시예 1 및 비교예 A
이 실시예는 디바이스에서의 본 명세서에 기재된 광활성 조성물의 용도를 예시한다. 디바이스 유형 1에 기술된 바와 같이 디바이스를 제조하였다.
실시예 1에서, 도펀트는 화합물 D6이고, 호스트는 화합물 H3이었다.
비교예 A에서, 도펀트는 화합물 D6이고, 호스트는 비교 호스트 X였다.
이 디바이스는 하기 층들을 가졌다:
애노드 = ITO (50 nm)
HIL = HIJ-1 (60 nm)
HTL = HTM-1 (19 nm)
EML = 13:1 중량비의 호스트:도펀트 (20 nm)
ETL = ET-1:ET-2 (3:2) (20 nm)
EIL = ET-2 (3.8 nm)
캐소드 = Al (100 nm)
결과는 하기의 표 1에 주어져 있다.
[표 1]
Figure pat00104
디바이스 실시예 2 및 비교예 B
이 실시예는 디바이스에서의 본 명세서에 기재된 광활성 조성물의 용도를 예시한다. 디바이스 유형 1에 기술된 바와 같이 디바이스를 제조하였다.
실시예 2에서, 도펀트는 화합물 D7이고, 호스트는 화합물 H1-d였다.
비교예 B에서, 도펀트는 화합물 D7이고, 호스트는 비교 호스트 X였다.
이 디바이스는 하기 층들을 가졌다:
애노드 = ITO (50 nm)
HIL = HIJ-1 (60 nm)
HTL = HTM-2 (19 nm)
EML = 20:1 중량비의 호스트:도펀트 (20 nm)
ETL = ET-1:ET-2 (3:2) (20 nm)
EIL = ET-2 (3.8 nm)
캐소드 = Al (100 nm)
결과는 하기의 표 2에 주어져 있다.
[표 2]
Figure pat00105
디바이스 실시예 3 및 비교예 C
이 실시예는 디바이스에서의 본 명세서에 기재된 광활성 조성물의 용도를 예시한다. 2개의 정공 수송 층을 갖도록, 디바이스 유형 2에 기술된 바와 같이 디바이스를 제조하였다.
실시예 3에서, 도펀트는 화합물 D8이고, 호스트는 화합물 H1-d였다.
비교예 C에서, 도펀트는 화합물 D8이고, 호스트는 비교 호스트 X였다.
이 디바이스는 하기 층들을 가졌다:
애노드 = ITO (50 nm)
SRL = HIJ-1 (100 nm)
HIL = HIJ-2 (7 nm)
HTL1 = NPD (90 nm)
HTL2 = HTM-3 (20 nm)
EML = 32:1 중량비의 호스트:도펀트 (25 nm)
ETL = ET-1:ET-2 (1:1) (26.2 nm)
EIL = ET-2 (3.5 nm)
캐소드 = Al (100 nm)
결과는 하기의 표 3에 주어져 있다.
[표 3]
Figure pat00106
디바이스 실시예 4 및 비교예 D
이 실시예는 디바이스에서의 본 명세서에 기재된 광활성 조성물의 용도를 예시한다. SRL이 없는 것을 제외하고는, 디바이스 유형 2에 기술된 바와 같이 디바이스를 제조하였다.
실시예 4에서, 도펀트는 화합물 D6이고, 호스트는 화합물 H1-d였다.
비교예 D에서, 도펀트는 화합물 D6이고, 호스트는 비교 호스트 X였다.
이 디바이스는 하기 층들을 가졌다:
애노드 = ITO (50 nm)
HIL = HIJ-2 (10 nm)
HTL1 = NPD (168 nm)
HTL2 = HTM-3 (20 nm)
EML = 20:1 중량비의 호스트:도펀트 (25 nm)
ETL = ET-1:ET-2 (1:1) (24.2 nm)
EIL = ET-2 (3.5 nm)
캐소드 = Al (100 nm)
결과는 하기의 표 4에 주어져 있다.
[표 4]
Figure pat00107
디바이스 실시예 5 및 비교예 E
이 실시예는 디바이스에서의 본 명세서에 기재된 광활성 조성물의 용도를 예시한다. SRL이 없는 것을 제외하고는, 디바이스 유형 2에 기술된 바와 같이 디바이스를 제조하였다.
실시예 5에서, 도펀트는 화합물 D9이고, 호스트는 화합물 H1-d였다.
비교예 E에서, 도펀트는 화합물 D9이고, 호스트는 비교 호스트 X였다.
이 디바이스는 하기 층들을 가졌다:
애노드 = ITO (50 nm)
HIL = HIJ-2 (10 nm)
HTL1 = NPD (168 nm)
HTL2 = HTM-3 (20 nm)
EML = 20:1 중량비의 호스트:도펀트 (25 nm)
ETL = ET-1:ET-2 (1:1) (24.2 nm)
EIL = ET-2 (3.5 nm)
캐소드 = Al (100 nm)
결과는 하기의 표 5에 주어져 있다.
[표 5]
Figure pat00108
본 명세서에 기재된 광활성 조성물을 사용하여 제조된 디바이스는 더 높은 효율 및/또는 더 우수한 색상(더 낮은 C.I.E. y-좌표) 및/또는 더 긴 수명을 가짐을 상기 결과로부터 알 수 있다.
일반적인 설명 또는 실시예에서 전술된 모든 작용이 요구되지는 않으며, 특정 작용의 일부가 요구되지 않을 수 있고, 기재된 것에 더하여 하나 이상의 추가의 작용이 수행될 수 있음에 유의한다. 또한, 작용들이 열거된 순서는 반드시 그들이 수행되는 순서는 아니다.
상기 명세서에서는, 구체적인 실시 형태를 참조하여 개념들이 설명되었다. 그러나, 당업자는 이하의 청구범위에서 기술되는 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 제한적이 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 하며, 모든 그러한 수정은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다.
이득, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책이 구체적인 실시 형태와 관련하여 상기에 기재되었다. 그러나, 이득, 이점, 문제에 대한 해결책, 그리고 임의의 이득, 이점 또는 해결책을 유발하거나 더 명확해지게 할 수 있는 임의의 특징부(들)는 임의의 또는 모든 청구범위의 결정적이거나, 요구되거나, 필수적인 특징부로서 해석되어서는 안된다.
명확함을 위해 별개의 실시 형태들과 관련하여 본 명세서에 설명된 소정 특징부들이 조합되어 단일 실시 형태로 또한 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 역으로, 간략함을 위해 단일 실시 형태와 관련하여 설명된 다양한 특징부는 별개로 또는 임의의 하위 조합으로 또한 제공될 수 있다. 또한, 범위로 언급된 값에 대한 언급은 그 범위 내의 각각의 그리고 모든 값을 포함한다.

Claims (8)

  1. (a) 화학식 AI를 갖는 도펀트(dopant) 재료:
    Figure pat00109

    (상기 식에서,
    Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체(deuterated analog)로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고;
    BzF는 BzF-1, BzF-2, 및 BzF-3으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
    Figure pat00110

    여기서,
    R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
    R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀(germyl), 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    x2는 0 내지 5의 정수이고;
    z는 0 내지 3의 정수이고;
    *는 부착점을 나타냄); 및
    (b) 화학식 II를 갖는 호스트 재료:
    Figure pat00111

    (상기 식에서,
    Q는 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R12 내지 R15는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    c는 0 내지 7의 정수이고;
    d는 0 내지 8의 정수이고;
    e는 0 내지 6의 정수이고;
    f는 0 내지 4의 정수이고;
    n은 0 또는 1임)를 포함하는 광활성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 도펀트는 화학식 AI-a, 화학식 AI-b, 또는 화학식 AI-c를 갖는, 광활성 조성물:
    Figure pat00112
  3. 제1항에 있어서, 도펀트는 화학식 I을 갖는, 광활성 조성물:
    Figure pat00113

    (상기 식에서,
    R1 내지 R4는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 R1 내지 R4로부터 선택된 인접한 기들은 함께 결합하여 융합 고리를 형성할 수 있고;
    x, x1, y, 및 y1은 동일하거나 상이하며, 0 내지 5의 정수임).
  4. 화학식 III-1, 화학식 III-2, 또는 화학식 III-3을 갖는 화합물:
    Figure pat00114

    Figure pat00115

    (상기 식에서,
    Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R5 및 R6은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5 및 R6 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5 및 R6 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있고;
    R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    a1 및 b1은 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이되, 단, a1 + b1 = 1 또는 2이고;
    x2는 0 내지 5의 정수이고;
    z는 0 내지 3의 정수임).
  5. 화학식 IV-1, 화학식 IV-2, 또는 화학식 IV-3을 갖는 화합물:
    Figure pat00116

    (상기 식에서,
    Ar1 내지 Ar6은 동일하거나 상이하며, 탄화수소 아릴, 헤테로아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R5a 및 R6a는 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 알킬, 탄화수소 아릴, 및 이들의 중수소화 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 2개의 R5a 및 R6a 알킬 기는 함께 결합하여 사이클로알킬 고리를 형성할 수 있고, 2개의 R5a 및 R6a 페닐 기는 결합하여 플루오렌 기를 형성할 수 있되, 단, R5a, R6a, R5a와 R6a로부터 형성된 사이클로알킬 고리, 및 R5a와 R6a로부터 형성된 플루오렌 기 중 적어도 하나는 적어도 하나의 전자-구인기(electron-withdrawing group)를 포함하고;
    R7 및 R8은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, D, F, CN, 알킬, 플루오로알킬, 탄화수소 아릴, 플루오로아릴, 헤테로아릴, 아미노, 실릴, 게르밀, 알콕시, 아릴옥시, 플루오로알콕시, 실록산, 실록시, 중수소화 알킬, 중수소화 부분-플루오르화 알킬, 중수소화 탄화수소 아릴, 중수소화 부분-플루오르화 아릴, 중수소화 헤테로아릴, 중수소화 아미노, 중수소화 실릴, 중수소화 게르밀, 중수소화 알콕시, 중수소화 아릴옥시, 중수소화 플루오로알콕시, 중수소화 실록산, 및 중수소화 실록시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    a 및 b는 동일하거나 상이하며, 0 또는 1이고;
    x2는 0 내지 5의 정수이고;
    z는 0 내지 3의 정수임).
  6. 제5항에 있어서, R5a는 플루오로알킬, 퍼플루오로알킬, 및 중수소화 부분-플루오르화 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물.
  7. 적어도 하나의 광활성 층을 포함하며, 광활성 층은 제1항의 광활성 조성물을 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 제4항 또는 제5항의 화합물을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 전자 디바이스.
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