KR20170098860A - 유기 화합물 및 유기 화합물을 포함하는 유기 층을 포함하는 전자 디바이스 - Google Patents

유기 화합물 및 유기 화합물을 포함하는 유기 층을 포함하는 전자 디바이스 Download PDF

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KR20170098860A
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젱밍 탕
소광 펑
홍 엽 나
총 씽
민룽 쮸
로버트 라이트
데이비드 디. 데보레
지창 펑
경 주 이
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

감소된 구동 전압, 증가된 발광 효율 및/또는 증가된 전력 효율을 나타내는 전자 디바이스의 유기 층에 적합한 유기 화합물.

Description

유기 화합물 및 유기 화합물을 포함하는 유기 층을 포함하는 전자 디바이스{ORGANIC COMPOUNDS AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING ORGANIC LAYER COMPRISING ORGANIC COMPOUNDS}
본 발명은 유기 화합물, 및 유기 화합물을 포함하는 유기 층을 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 유기 방향족 화합물을 전자 수송층(ETL) 및 정공 수송층(HTL)으로서 함유하는 필름의 스택을 이용하는 디스플레이 장치에서 사용된다. 다른 디스플레이 예컨대 평판 액정 디스플레이(LCD)와 경쟁하기 위해, 특히 배터리가 전원으로서 사용되는 모바일 어플리게이션에 대해 OLED 디스플레이에서 전력 소비를 최소화하기 위해 특성 예컨대 감소된 구동 전압, 증가된 발광 효율 및/또는 증가된 전력 효율을 갖는 물질을 개발하는 것이 중요하다. 주로 정공 주입 물질(HIM), 예컨대 문헌[Synthetic Metals, 2009, 159, 69 및 J. Phys. D: Appl . Phys. 2007, 40, 5553]에 기재된 것에 대한 구동 전압을 감소시키고 발광 효율을 증가시키기 위해 물질을 개발하기 위한 엄청난 연구가 있었다:. 정공 수송층에 대해, 물질 예컨대 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민(NPB)은 발광성 특성을 제공하기 위해 전통적으로 사용되었다. 전통적, 예를 들면, NPB-기반, 정공 수송층을 포함하는 것보다 개선된 특성을 갖는 OLED의 정공 수송층을 제조하는데 적합한 신규 화합물이 여전히 필요하다.
본 발명은 신규한 유기 화합물, 및 유기 화합물을 포함하는 유기 층을 포함하는 전자 디바이스를 제공한다. 본 발명의 전자 디바이스는 NPB를 정공 수송 물질로서 포함하는 디바이스보다 더 낮은 구동 전압, 더 높은 발광 효율 및 고전력 효율을 나타낸다.
제1 측면에서, 본 발명은 하기 식 (1)로 나타낸 구조를 갖는 유기 화합물을 제공한다:
Figure pct00001
식 (1),
식 중, R1, R3, 및 R4 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
R2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 R1은 R2와 함께, R2는 R3과 함께 또는 R3은 R4와 함께, 1개 이상의 고리 구조를 선택적으로 형성할 수 있고;
R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
R6 및 R7 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 카보닐, 및 치환된 아미노기 (이것은
Figure pct00002
의 구조를 가짐)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되되; 단, R6 및 R7 중 적어도 1개는 치환된 아미노기이고; 그리고
Ll 및 L2 각각은 하기 구조로부터 독립적으로 선택된다:
Figure pct00003
식 (L'), 또는
Figure pct00004
식 (L''),
식 중, A1는 O, P, S, NR', PR', 또는 P(=O)R'로부터 선택된 치환된 또는 비치환된 헤테로원자로부터 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고;
A2 내지 A5 각각은 CR'2 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로원자 (이것은 N, P, PR'2, 또는 P(=O)로부터 선택됨)로부터 독립적으로 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고;
A6 내지 A11 각각은 CH, N, P, PR'2, P(=O), 또는 C로부터 독립적으로 선택되고; 그리고, 단, A6 내지 A11 각각은, 인돌 모이어티 또는 X에 결합될 때, C만을 독립적으로 나타내고; 그리고
X는 화학 결합이거나 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 X는, 이것이 결합된 고리를 갖는 1개 이상의 고리를 형성할 수 있다.
제2 측면에서, 본 발명은 유기 층을 포함하는 전자 디바이스이고, 상기 유기 층은 제1 측면의 유기 화합물을 포함한다.
본 발명의 유기 화합물은 식 (1)로 나타낸 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00005
식 (1),
식 (1)에서, L1 및 L2는 동일 또는 상이할 수 있다. L1 및 L2 각각은 식 (L')로 나타낸 구조를 독립적으로 가질 수 있다:
Figure pct00006
식 (L'),
식 중, A1은 O, P, S, NR', PR', 또는 P(=O)R'로부터 선택된 치환된 또는 비치환된 헤테로원자일 수 있고; 식 중, 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이다. A2 내지 A5 중 2개 이하는 치환된 또는 비치환된 헤테로원자일 수 있다. 바람직한 치환된 또는 비치환된 헤테로원자는 N, P, PR'2, 또는 P(=O)이고; 식 중, 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이다. L1 및 L2 각각은 하기 구조로부터 독립적으로 선택될 수 있다:
Figure pct00007
또는
Figure pct00008
; 식 중, 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이다.
일부 구현예에서, Ll 및 L2 각각은 독립적으로 식 (L'')로 나타낸 구조를 갖는다,
Figure pct00009
식 (L''),
바람직하게는, A6 내지 A11 각각 중 3개 이하는 N, P, PR'2, 또는 P(=O)로부터 독립적으로 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고; 그리고 단, A6 내지 A11 각각은, 인돌 모이어티 또는 X에 결합될 경우 C만이다. L1 및 L2 각각은 치환된 또는 비치환된 아릴렌, 예를 들면, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, C6-C30 아릴렌, C6-C20 아릴렌, 또는 C6-C12 아릴렌일 수 있다.
일부 구현예에서, X는 화학 결합이다. 본 명세서의 "화학 결합"은, 화학 결합에 의해 결합된 2개의 기가 서로 직접적으로 연결된다는 것을 의미한다. 예를 들어, X가 화학 결합일 때, R6 또는 R7가 A1 내지 A5에 의해 형성된 고리, 또는 A6 내지 A11에 의해 형성된 고리에 직접적으로 연결된다는 것을 의미한다.
Ll 및 L2의 예는 하기를 포함한다:
Figure pct00010
Figure pct00011
또는
Figure pct00012
본 발명의 유기 화합물은 식 (2)로 나타낸 구조를 가질 수 있다,
Figure pct00013
식 (2),
식 중, Xl 및 X2는 동일 또는 상이할 수 있다. Xl 및 X2 각각은 화학 결합일 수 있거나 각각은 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 그리고 R1 내지 R7는 식 (1)과 관련하여 이전에 정의된 바와 같다.
R6 및 R7 중 단 하나가 치환된 아미노기일 때, 식 (2)는 식 (2a) 또는 식 (2b)로 나타낼 수 있다,
Figure pct00014
식 (2a),
Figure pct00015
식 (2b),
식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴 및 바람직하게는 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 식 (2b) 중 R6 및 식 (2a) 중 R7 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C50 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 아릴티오, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 그리고 R1 내지 R5, 및 X1 및 X2는 식 (2)와 관련하여 이전에 정의된 바와 같다. 일 구현예에서, 식 (2b) 중 R6 및 식 (2a) 중 R7 각각은 독립적으로 F이다. 더 바람직하게는, 식 (2b) 중 R6는 F이고, 그리고 X1은 화학 결합이다. 더 바람직하게는, 식 (2a) 중 R7은 F이고, 그리고 X2는 화학 결합이다.
일부 바람직한 구현예에서, 본 발명의 유기 화합물은 식 (2c) 또는 (2d)로 나타낸 구조를 갖는다:
Figure pct00016
식 (2c),
Figure pct00017
식 (2d),
식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 및 바람직하게는 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 그리고 R1 내지 R5, 및 X1 및 X2는 식 (2)와 관련하여 이전에 정의된 바와 같다.
본 발명의 유기 화합물은 식 (3)로 나타낸 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00018
식 (3),
식 중, A7 및 A7' 각각은 C이고;
A6 및 A6', A8 내지 A11, 및 A8' 내지 A11' 각각은 CH, N, P, PR'2, 및 P(=O)로부터 독립적으로 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고; 그리고 단, A6 및 A8 내지 A11 각각은, 인돌 모이어티 또는 X1에 결합될 때, 독립적으로 C만이고, 그리고 A6' 및 A8' 내지 A11' 각각은, 인돌 모이어티 또는 X2에 결합될 때, 독립적으로 C만이다. 바람직하게는, A6 및 A8 내지 A11 중 3개 이하, 및 A6' 및 A8' 내지 A11' 중 3개 이하는 N이고; 그리고
X 1 및 X2 각각은 화학 결합이거나 각각은 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; X1 및 X2 각각은, 이것이 결합된 고리를 갖는 1개 이상의 고리를 독립적으로 형성할 수 있고; 그리고
R5 내지 R7는 식 (1)과 관련하여 이전에 정의된 바와 같다.
본 발명의 유기 화합물은 식 (3-I)로 나타낸 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00019
식 (3-I),
식 중, R1 내지 R7는 식 (1)과 관련하여 이전에 정의된 바와 같고, A6 내지 A11, A6' 내지 A11', 및 X1 및 X2는 식 (3)과 관련하여 이전에 정의된 바와 같고; 단, R1 내지 R4, R6 및 R7 중 적어도 1개는 F 또는 플루오로-함유 C1-C30 알킬 또는 C6-C60 아릴기, 바람직하게는 플루오로-함유 C1-C20 알킬 또는 C1-10 알킬기, 또는 플루오로-함유 C6-C30 아릴 또는 C6-C20 아릴기이다. 일 구현예에서, R1 내지 R4 중 적어도 1개는 F이고, 나머지 R1 내지 R4 각각은 수소이고, 그리고 R5는 -CH3이다. 또 다른 구현예에서, R6 및 R7 중 1개는 F이고, R6 및 R7 중 다른 1개는 치환된 아미노기이며, 그리고 R5는 -CH3이다. 놀랍게도, (F 또는 플루오로-함유 치환체를 갖는) 식 (3-I)의 구조를 갖는 유기 화합물은 개선된 효율을 추가로 갖는 그와 같은 유기 화합물의 층을 포함하는 디바이스를 제공할 수 있다.
식 (1) 중 X; 식 (2), (2a), (2b), (3) 및 (3-I) 중 Xl 및 X2; 식 (2c) 중 Xl; 및 식 (2d) 중 X2 각각은 독립적으로 화학 결합이거나 각각은 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, C1-C30 알킬렌, C1-C20 알킬렌, 또는 C1-C10 알킬렌; 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, C3-C30 사이클로알킬렌, C4-C20 사이클로알킬렌, 또는 C5-C10 사이클로알킬렌; 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, C6-C30 아릴렌, C6-C20 아릴렌, 또는 C6-C12 아릴렌; 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌, C1-C30 헤테로아릴렌, C1-C20 헤테로아릴렌, 또는 C1-C10 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. 일부 구현예에서, X, X1, 및 X2 각각은 화학 결합. X, Xl, 및 X2의 예는 하기를 포함한다:
Figure pct00020
Figure pct00021
또는
Figure pct00022
식 (1), (2), (2a), (2b), (2c), (2d), (3) 및 (3-I)에서, R5는 치환된 또는 비치환된 C1-C30 알킬, C1-C20 알킬, C1-C10 알킬, C1-C5 알킬, 또는 C1-C3 알킬; 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, C4-C30 사이클로알킬, C4-C20 사이클로알킬, 또는 C4-C12 사이클로알킬; 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, C6 -C30 아릴, C6 -C20 아릴, 또는 C6 -C12 아릴; 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, C1-C30 헤테로아릴, C2-C20 헤테로아릴, 또는 C4-C12 헤테로아릴일 수 있다. 바람직하게는, R5는 하기로부터 선택된다:
Figure pct00023
Figure pct00024
또는.
Figure pct00025
더 바람직하게는, R5는 ―CH3이다.
식 (1), (2), (3), 및 (3-I) 각각에서, R6 및 R7는 동일 또는 상이할 수 있다. 중 하나 또는 둘 모두는 R6 및 R7는 아미노기이고, 이것은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴 (이하에서 "치환된 아미노기")로 치환된다.
본 발명의 유기 화합물 중 치환된 아미노기는 식 (A)로 나타낼 수 있다,
Figure pct00026
식 (A),
식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. 일부 구현예에서, R6 및 R7 중 단 하나는 치환된 아미노기이다. 식 (1), (2), (3), 및 (3-I)에서, 바람직하게는 R6 및 R7 중 1개는 치환된 아미노기이고, 그리고 R6 및 R7 중 다른 1개는 수소, 할로겐 예컨대 F, 또는 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴로부터 선택된다.
식 (1), (2), (2a), (2b), (2c), (2d), (3) 및 (3-I) 중 치환된 아미노기; 및 식 (A)의 치환된 아미노기 각각은 식 (4a) 내지 식 (4c)로 나타낸 하기 구조로부터 독립적으로 선택될 수 있다:
Figure pct00027
식 (4a),
Figure pct00028
식 (4b),
Figure pct00029
식 (4c),
식 중, Ar3 및 Ar4 각각은 독립적으로 비치환된 C6-C60 아릴, Ar5 내지 Ar7 각각은 독립적으로 비치환된 C6-C40 아릴이고, 그리고 Ar8 내지 Ar11 각각은 독립적으로 비치환된 C6-C30 아릴이고; 그리고 X3 내지 X5 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. 바람직하게는, R6 및 R7 중 적어도 하나는 식 (4a)의 구조를 갖는다. X3 내지 X5 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, C6 -C30 아릴렌, C6-C20 아릴렌, 또는 C6-C12 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌, C1-C30 헤테로아릴렌, C2-C20 헤테로아릴렌, 또는 C4-C12 헤테로아릴렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 바람직하게는, Ar3 내지 Ar11 각각은 비치환된 C6-C30 아릴, C6-C20 아릴, C6-C15 아릴, 또는 C6-C12 아릴일 수 있다.
본 발명의 유기 화합물 중 적합한 치환된 아미노기의 예는 하기 구조 (5-1) 내지 (5-6)을 포함한다:
Figure pct00030
Figure pct00031
또는
Figure pct00032
식 (1), (2), (A), (2a), (2b), (2c), (2d), (3) 및 (3-I) 각각에서, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, C6-C30 아릴, C6-C20 아릴, 또는 C6-C15 아릴; 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, C1-C30 헤테로아릴, C2-C20 헤테로아릴, 또는 C4-C12 헤테로아릴로부터 독립적으로 선택된다. 바람직하게는, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, C6-C30 아릴, C6-C20 아릴, 또는 C6-C15 아릴이다. 더 바람직하게는, Ar1 및 Ar2 각각은 독립적으로 치환된 또는 비치환된 C12-C30 아릴이다.
식 (1) 및 (2), (2a), (2b), (2c), (2d) 및 (3-I) 각각에서, R1 내지 R4 각각은 하기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있다: 수소; 중수소; 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, C1-C30 알킬, C1-C20 알킬, 또는 C1-C10 알킬; 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, C1-C30 헤테로아릴, C2-C20 헤테로아릴, 또는 C4-C12 헤테로아릴; 알콕시 또는 알콕시카보닐 (이것은 C1-C50 알킬, C1-C30 알킬, C1-C20 알킬, 또는 C1-C10 알킬을 함유함); 치환된 또는 비치환된 C6-C50 아릴옥시, C6-C30 아릴옥시, C6-C20 아릴옥시, 또는 C6-C10 아릴옥시; 치환된 또는 비치환된 C6-C50 아릴티오, C6-C30 아릴티오, C6-C20아릴티오, 또는 C6-C10 아릴티오; 할로겐 예컨대 F, Cl, Br 또는 I; 시아노; 하이드록실; 및 카보닐. R1 및 R2, R2 및 R3, 또는 R3 및 R4는 4- 내지 8-원 융합 고리 각각을 형성할 수 있다. R1, R3 및 R4 또한 각각은 수소, 할로겐, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, C6 -C30 아릴, C6 -C20 아릴, 또는 C6 -C12 아릴로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 바람직하게는, R1, R3 및 R4 각각은 수소, F, 메틸, 페닐, 나프틸, 또는 바이페닐로부터 독립적으로 선택된다. 일부 구현예에서, R1 내지 R4 중 적어도 2개는 수소이고, 그리고 바람직하게는 R2 및 R4는 수소이다. 더 바람직하게는, 모든 R1 내지 R4는 수소이다. 일부 다른 구현예에서, R1 내지 R4 중 적어도 1개는 F이다. 더 바람직하게는, R1 내지 R4 중 적어도 1개는 F이고, 그리고 나머지 R1 내지 R4 각각은 수소이다.
본 발명의 유기 화합물은 하기 화합물 (1) 내지 (36)으로부터 선택될 수 있다:
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
또는
Figure pct00040
본 발명의 유기 화합물은 500 g/몰 이상, 600 g/몰 이상, 또는 심지어 700 g/몰 이상, 및 동시에, 1,000 g/몰 이하, 900 g/몰 이하, 또는 심지어 800 g/몰 이하의 분자량을 가질 수 있다.
본 발명의 유기 화합물은, 아래의 실시예 부문에서 기재된 시험 방법에 따라 측정시, 110℃ 이상, 130℃ 이상, 또는 150℃ 이상, 및 동시에, 250℃ 이하, 220℃ 이하, 또는 심지어 200℃ 이하의 유리전이 온도(T g )를 가질 수 있다.
본 발명의 유기 화합물은, 아래의 실시예 부문에서 기재된 시험 방법에 따라 측정시, 300℃ 이상, 350℃ 이상, 또는 400℃ 이상, 및 동시에, 650℃ 이하, 600℃ 이하, 또는 심지어 550℃ 이하의 5% 중량 감소에서 분해 온도(T d )를 가질 수 있다.
본 발명의 유기 화합물은, 예를 들면, 아래의 반응식 1에서 나타낸 바와 같이 제조될 수 있다. 아릴하이드라진 하이드로클로라이드는 피셔 인돌 합성 반응을 통해 구조 1의 케톤 유도제와 반응하여 구조 2의 인돌 유도체를 얻을 수 있다. 피셔 인돌 합성 반응에서 사용된 조건 및 원료는 문헌[J. Org. Chem., 2012, 77, 8049]에 기재된 것일 수 있다. 피셔 인돌 합성을 위한 적합한 용매의 예는 브뢴스테드산 예컨대 HCl, H2SO4, 다인산, 및 p-톨루엔설폰산; 및 루이스산 예컨대 붕소 트리플루오라이드, 아연 클로라이드, 철 클로라이드, 및 알루미늄 클로라이드; 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 그 다음 인돌 유도체는 R5X1(여기서 L1, L2 및 R1 내지 R5는 식 (1)과 관련하여 이전에 정의된 바와 같고 그리고 X1는 할로겐 예컨대 F, Cl, Br 또는 I, 및 바람직하게는 Br 또는 I임)의 구조를 갖는 할로겐 함유 화합물과 반응될 수 있다. 구조 3의 수득한 화합물은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 치환된 아민 화합물과의 부흐발트-하트비그(Buchwald-Hartwig) 커플링 반응을 겪을 수 있다.
[반응식 1]
Figure pct00041
구조 1 구조 2 구조 3 식 (1)
본 발명의 유기 화합물은 전자 디바이스, 예컨대 OLED 디바이스에서 전하 수송층 및 다른 유기 층으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 유기 화합물은 전하 차단층 및 전하 발생층으로서 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기에서 기재된 본 발명의 유기 화합물을 포함하는 적어도 1개의 층을 포함하는 필름을 제공한다.
본 발명은 또한, 본 발명의 유기 화합물을 포함하는 유기 층을 포함하는 전자 디바이스를 제공한다. 본 명세서의 용어 "전자 디바이스는" 전자장치의 원리에 좌우되고 그것의 작동을 위해 전자 흐름의 조작을 이용하는 디바이스를 의미한다. 전자 디바이스는 유기 광전지, 유기 전계 효과 트랜지스터, 및 발광 소자 예컨대 OLED 디바이스를 포함할 수 있다. 본 명세서의 용어 "발광 소자"는, 전류가 2개의 전극을 가로질러 인가될 때 광을 방출하는 디바이스를 지칭한다.
본 발명의 유리 디바이스는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재된 1개 이상의 유기 층을 포함할 수 있고, 상기 유기 층은 1종 이상의 본 발명의 유기 화합물을 포함한다. 유기 층은 전하 보유 모이어티인, 정공 또는 전자를 수송할 수 있는 전하 이동층일 수 있다. 유기 층은 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 또는 정공 주입층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 유기 층은 정공 수송층 또는 정공 주입층이다. 본 발명의 유기 화합물에 추가하여, 유기 층은 1종 이상의 도펀트를 포함할 수 있다. "도펀트"는 첨가제로서 유기 층에 첨가될 때 유기 전자 디바이스의 유기 층의 전도도를 증가시키는 전자 수용체 또는 공여체를 지칭한다. 유기 전자 디바이스는 마찬가지로, 도핑에 의해 그것의 전기전도도에 관해서 영향을 받을 수 있다. 본 발명의 유기 화합물을 포함하는 유기 층은 증발 진공 증착 또는 용액 공정 예컨대 스핀 코팅 및 잉크-젯 인쇄에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서, "아릴"은 방향족 탄화수소로부터 하나의 수소 원자의 제거에 의해 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼을 지칭한다. 아릴기는 단환식 및/또는 융합 고리계일 수 있고, 그것의 각 고리는 적합하게 4 내지 6, 바람직하게는 5 또는 6개의 원자를 함유한다. 2개 이상의 아릴기가 단일 결합(들)을 통해서 결합된 구조가 또한 포함된다. 아릴의 예는 페닐, 나프틸, 바이페닐, 안트릴, 인데닐, 플루오레닐, 벤조플루오레닐, 펜안트릴, 트리페닐에닐, 피레닐, 페릴레닐, 크리세닐, 나프타세닐, 플루오르안테닐 등을 포함한다. 나프틸은 1-나프틸 또는 2-나프틸일 수 있다. 안트릴은 1-안트릴, 2-안트릴 또는 9-안트릴일 수 있다. 플루오레닐은 1-플루오레닐, 2-플루오레닐, 3-플루오레닐, 4-플루오레닐 및 9-플루오레닐 중 임의의 하나일 수 있다.
본 발명에서, "치환된 아릴"은, 적어도 1개의 수소 원자가 헤테로원자 또는 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기로 치환된 아릴을 지칭한다. 헤테로원자는, 예를 들면, O, N, P 및 S를 포함할 수 있다. 본 명세서의 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기는, 예를 들면, OR', NR'2, PR'2, P(=O)R'2, SiR'3를 포함할 수 있고; 식 중, 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이다.
본 발명에서, "헤테로아릴"은, 적어도 1종의 탄소 원자 또는 CH기 또는 CH2기가 헤테로원자(예를 들면, B, N, O, S, P(=O), Si 및 P) 또는 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기로 치환된 아릴기를 지칭한다. 헤테로아릴은 5- 또는 6-원 단환식 헤테로아릴 또는 다환식 헤테로아릴(이것은 1종 이상의 벤젠 고리(들)와 융합됨)일 수 있고, 부분적으로 포화될 수 있다. 단일 결합에 결합된 1개 이상의 헤테로아릴기(들)를 갖는 구조가 또한 포함된다. 헤테로아릴기는, 헤테로원자가 산화되거나 4차화되어 N-산화물, 4차 염, 등을 형성하는 2가 아릴 기을 포함할 수 있다. 구체적인 예는, 예를 들면, 단환식 헤테로아릴기, 예컨대 퓨릴, 티오페닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 테트라지닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 푸라자닐, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐; 다환식 헤테로아릴기, 예컨대 벤조푸라닐, 플루오레노[4,3-b]벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 플루오레노[4,3-b]벤조티오페닐, 이소벤조푸라닐, 벤즈이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤즈이소티아졸릴, 벤즈이속사졸릴, 벤즈옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아- 디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 펜안트리디닐 및 벤조디옥솔릴; 및 이들의 상응하는 N-산화물(예를 들면, 피리딜 N-산화물, 퀴놀릴 N-산화물) 및 4차 염을 포함한다.
본 발명에서, "치환된 헤테로아릴"은, 적어도 1개의 수소 원자가 헤테로원자 또는 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기로 치환된 헤테로아릴을 지칭한다. 헤테로원자는, 예를 들면, O, N, P 및 S를 포함할 수 있다. 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기는, 예를 들면, OR', NR'2, PR'2, P(=O)R'2, 또는 SiR'3를 포함할 수 있고, 식 중, 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이다.
본 발명에서, "하이드로카르빌"은 수소 원자와 탄소 원자만을 함유하는 화학기를 지칭한다.
본 발명에서, "알킬" 및 "알킬" 모이어티를 함유하는 다른 치환체는 선형 및 분지형 종 모두를 포함한다. 알킬의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 부틸, 이소-부틸, tert-부틸, 펜틸, 또는 헥실을 포함한다.
본 발명에서, "치환된 알킬"은, 적어도 1개의 수소 원자가 헤테로원자 또는 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기로 치환된 알킬을 지칭한다. 헤테로원자는, 예를 들면, O, N, P 및 S를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 적어도 1종의 헤테로원자를 함유하는 화학기는, 예를 들면, OR', NR'2, PR'2, P(=O)R'2, 또는 SiR'3를 포함할 수 있고; 식 중, 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이다.
본 발명에서, "사이클로알킬"은 단환식 탄화수소 및 다환식 탄화수소 예컨대 치환된 또는 비치환된 아다만틸 또는 치환된 또는 비치환된 C7-C30 바이사이클로알킬을 포함한다.
본 발명에서, 본 명세서에서 기재된 다른 치환된 기는 1종 이상의 치환체를 갖는다. 치환체는 예를 들면, 중수소, 할로겐, 할로겐 치환체(들)가 있거나 없는 C1-C30 알킬, C6-C30 아릴, C6-C30 아릴 치환체(들)가 있거나 없는 C1-C30 헤테로아릴, 예를 들면, B, N, O, S, P(=O), Si 및 P로부터 선택된 1종 이상의 헤테로원자(들)를 함유하는 5- 내지 7-원 헤테로사이클로알킬, 1종 이상의 방향족 고리(들)와 융합된 5 내지 7-원 헤테로사이클로알킬, C3-C30 사이클로알킬, 1종 이상의 방향족 고리(들)와 융합된 C5-C30 사이클로알킬, 트리(C1-C30) 알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 아다만틸, C7-C30 바이사이클로알킬, C2-C30 알케닐, C2-C30 알키닐, 시아노, 카바졸릴; BR8R9, PR10R11, P(=O)R12R13(식 중, R8 내지 R13는 독립적으로 C1-C30 알킬, C6-C30 아릴 또는 C1-C30 헤테로아릴을 나타냄); C1-C30 알킬옥시, C1-C30 알킬티오, C6-C30 아릴옥시, C6-C30 아릴티오, C1-C30 알콕시카보닐, C1-C30 알킬카보닐, C6-C30 아릴카보닐, C6-C30 아릴옥시카보닐, C1-C30 알콕시카보닐옥시, C1-C30 알킬카보닐옥시, C6-C30 아릴카보닐옥시, C6-C30 아릴옥시카보닐옥시, 카복실, 니트로 및 하이드록실을 포함할 수 있거나; 또는 상기 치환체는 함께 연결되어 고리를 형성한다. 예를 들어, 치환체는 상기 치환체를 포함하는 골격 분자 상의 1종 이상의 원자와 함께 고리를 형성할 수 있다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 구현예를 설명한다. 모든 부 및 백분율은 달리 명시되지 않는 한 중량에 의한다.
모든 용매 및 시약은 상업적 판매사로부터 입수되었고, 최고 이용가능한 순도로 사용되고/거나, 필요할 때, 사용 전에 재결정화되었다. 건조 용매는 인하우스 정제/분배 시스템(헥산, 톨루엔, 및 테트라하이드로푸란)으로부터 입수되거나 Sigma-Aldrich로부터 구매되었다. "수감수성 화합물"을 수반하는 모든 실험은 질소(N2) 분위기 하에서, 또는 글러브박스에서 "오븐 건조된" 유리그릇에서 수행되었다. 반응은 UV 광 및/또는 칼륨 과망간산염 염색에 의해 시각화된 사전코팅된 알루미늄 플레이트(VWR 60 F254) 상에서 분석적 박-층 크로마토그래피(TLC)로 모니터링된다. 플래시 크로마토그래피는 GRACERESOLV 카트리지를 갖는 ISCO 콤비플래시 시스템 상에서 수행되었다.
Figure pct00042
하기 표준 분석 장비 및 방법이 실시예에서 사용된다.
모델링
모든 계산은 하기에서 기재된 Gaussian09 프로그램을 이용했다: Gaussian 09, Revision A.02, Frisch, M.J. 등, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009. 계산은 하이브리드 밀도 함수 이론(DFT) 방법, B3LYP(Becke, A.D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648; Lee, C. 등, Phys. Rev B 1988, 37, 785; 및 Miehlich, B. 등 Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 200에서 기재됨); 및 6-31G* (5d) 바탕 집합(Ditchfield, R. 등, J. Chem. Phys. 1971, 54, 724; Hehre, W.J. 등, J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257; 및 Gordon, M.S. Chem. Phys. Lett. 1980, 76, 163에서 기재됨)으로 수행되었다. 단일항 상태 계산은 폐쇄된 쉘 근사치를 사용하고, 삼중항 상태 계산은 개방 쉘 근사치를 사용한다. 모든 값은 전자볼트(eV)로 표시된다. 최고 점거된 분자 궤도함수 (HOMO) 및 최저 비점유 분자 궤도함수 (LUMO) 값은 단일항 바닥 상태의 최적화된 기하학의 궤도 에너지로부터 결정된다. 삼중항 에너지는 최적화된 삼중항 상태 및 최적화된 단일항 상태의 총 에너지 사이의 차이로서 결정된다. 문헌[Lin, B. C 등, J. Phys. Chem. 2003, 107, 5241-5251]에 기재된 절차는, 전자 및 정공 이동도의 지표로서 각 분자의 재구성 에너지를 계산하기 위해 적용된다.
NMR
1H-NMR 스펙트럼(500 MHZ 또는 400 MHZ)은 30℃에서 Varian VNMRS-500 또는 VNMRS-400 분광기 상에서 수득된다. 화학적 이동은 CDCl3 중 테트라메틸 실란(TMS)(6:000)을 기준으로 한다.
시차주사열량계(DSC)
DSC 측정은 모든 주기 동안에 N2 분위기 하에서 10 ℃/min의 스캔 속도로 TA Instruments Q2000 기기 상에서 수행된다. 샘플(약 7-10 mg)은 실온 내지 300℃에서 스캐닝되고, -60℃로 냉각되고, 300℃로 재가열된다. T g 는 제2 가열 스캔에 대해 측정된다. 데이터 분석은 TA Universal Analysis 소프트웨어를 사용하여 수행된다. Tg 값은 "굴절 개시(onset-at-inflection)" 방법을 사용하여 계산된다.
열적 중량측정 분석(TGA)
TGA 측정은 N2 분위기 하에서 TA Instruments TGA-Q500 상에서 수행된다. 샘플(약 7-10 mg)은 백금 표준 플레이트에서 계량되고 기기에 장입된다. 샘플은 먼저 60℃로 가열되고 30분 동안 평형을 이루어 샘플 중 용매 잔류물을 제거한다. 그 다음 샘플은 30℃로 냉각된다. 온도는 10 ℃/min 속도로 30℃에서 600℃로 승온되고 중량 변화는 기록되어 샘플의 분해 온도(T d )를 결정한다. 온도-중량%(T-Wt%) 곡선은 TGA 스캔에 의해 수득된다. 5% 중량 감소에서의 온도는 T d 로서 결정된다.
액체 크로마토그래피-질량 분광분석법(LC/MS)
샘플은 약 0.6 mg/mL로 테트라하이드로푸란(THF)에서 용해된다. 5 μL 샘플 용액은 Agilent 1220 HPLC/G6224A TOF 질량 분광분석기 상에 주입된다. 하기 분석 조건이 사용된다:
칼럼: 4.6 x 150mm, 3.5 μm ZORBAX Eclipse Plus C18; 칼럼 온도: 40℃; 이동상: THF/탈이온(DI)수 = 65/35 용적 비(등용매 방법); 유량: 1.0 mL/min; 및
MS 조건: 모세관 전압: 3500 kV (Pos); 방식: Pos; 스캔: 100-2000 amu; 속도: 1s/스캔; 및 탈용매화 온도: 300℃.
고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)
샘플은 약 0.6 mg/mL에서 THF에 용해된다. 샘플 용액은 마지막에 0.45 μm 주사기 필터로 여과되고 5 μL의 여과액이 HPLC 시스템에 주입된다. 하기 분석 조건이 사용된다:
주입 용량: 5 μL; 기기: Agilent 1200 HPLC; 칼럼: 4.6 x 150mm, 3.5μm ZORBAX Eclipse Plus C18; 칼럼 온도: 40℃; 검출기: DAD=250, 280, 350 nm; 이동상: THF/DI수 = 65/35 용적 비(등용매 방법); 및 유량: 1 mL/min.
화합물 1의 합성
Figure pct00043
디클로로메탄 (30 mL) 중 (4-브로모페닐)아세트산 (20 mmol)의 용액에 첨가된 티오닐 클로라이드 (30 mmol) 및 2 방울의 N,N-디메틸포름아미드 (DMF) (0.1 mL)를 첨가하고, 수득한 용액을 실온 (20-25 ℃)에서 5시간 동안 N2 분위기 하에서 교반했다. 그 후, 과도한 티오닐 클로라이드를 진공 하에서 증발시키고 잔류물을 벤젠 (60 mmol)과 함께 0 ℃에서 N2 분위기 하에서 교반했다. 알루미늄 (III) 클로라이드 (22 mmol)을 서서히 3 부분으로 첨가하고 그 다음 실온에서 4시간 동안 교반했다. 반응 혼합물을 그 다음 플라스크 내의 세절된 얼음에 부었고, 디클로로메탄 (40 mL x 3)로 추출하고, 염수로 세정했다. 수득한 유기상을 감압 하에서 건조시키고 헥산으로 세정하여 화합물 1을 90%의 수율로 얻었다.
화합물 2의 합성
Figure pct00044
환류 콘덴서가 구비된 100 mL 3-구 플라스크에서, 페닐하이드라진 하이드로클로라이드 (8.90 mmol)을 빙초산 (14.3 mL) 중 상기로부터 수득된 화합물 1 (8.90 mmol)의 용액에 첨가했다. 수득된 용액을 120 ℃에서 12시간 동안 교반하고 박층 크로마토그래피 (TLC)을 이용하여 반응을 모니터링했다. 반응이 완료된 후, 수득한 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, DI수 (14.3 mL)를 첨가했다. 수득된 밝은 황색 분말을 여과하고 물 및 석유 에테르로 세정하여 화합물 2를 88%의 수율로 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): δ 8.28 (s, 1H), 7.63-7.65 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.48-7.50 (m, J = 8.0 Hz, 2H), 7.41-7.45 (m, 3H), 7.30-7.37 (m, 5H), 7.24-7.28 (m, J = 14.8 Hz, 1H), 7.15-7.19 (m, 1H). LC-MS-ESI (m/z): C20H14BrN에 대해 계산된 질량: 347.03, 실측치 (M+H)+: 348.
화합물 3의 합성
Figure pct00045
환류 콘덴서가 구비된 100 mL 3-구 플라스크에서, 상기에서 수득된 화합물 2 (3.48 g, 10 mmol, 348 g/mol), 아이오도벤젠 (6.12 g, 30 mmol, 204 g/mol), K3PO4 (6.36 g, 30 mmol, 212 g/mol), N,N'-디메틸에틸렌디아민 (88 mg, 1.0 mmol, 88 g/mol) 및 CuI (190 mg, 1.0 mmol, 190.5 g/mol)을 첨가하고 그 다음 톨루엔 (40 mL)를 첨가했다. 혼합물을 환류에서 N2 분위기 하에서 12시간 동안 교반했다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물을 에틸 아세테이트 (EtOAc) (60 mL)로 추출하고 염수로 세정하였다 (2 × 150 mL). 수득한 유기상을 NaHCO3 (150 mL)의 포화된 용액으로 세정하고 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 유기상의 용매를 감압 하에서 증류로 제거하여 조 생성물을 얻었고, 이것을 실리카겔 크로마토그래피 칼럼으로 추가로 정제하고 재결정화하여 회색 분말의 화합물 3을 85%의 수율로 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): δ 7.75-7.76 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 7.62-7.64 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.43-7.45 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.31-7.39 (m, 5H), 7.19-7.24 (m, 5H), 7.15-7.17 (m, 2H), 7.06-7.13 (m, 3H). LC-MS-ESI (m/z): C26H18BrN에 대해 계산된 질량: 423.06, 실측치 (M+H)+: 424.0689.
화합물 4의 합성
Figure pct00046
상기에서 수득된 화합물 2 (1.0 mmol, 348 g/mol, 348 mg)을 THF (20 mL) 중 3-구 플라스크에 첨가하고, 그 다음 0 ℃로 냉각했다. NaH (1.5 mmol, 24 g/mol, 36 mg)을 용액에 0 ℃에서 첨가했다. 30 분 후, 아이오도메탄 (MeI) (1.5 mmol, 142 g/mol, 213 mg)을 첨가하고 TLC를 이용하여 반응을 모니터링했다. 반응이 완료된 후, DI수를 첨가하여 반응을 켄칭했다. 반응 혼합물을 EtOAc로 추출하고 염수로 세정했다. 수득한 유기상을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 유기상의 용매를 감압 하에서 증류로 제거하여 조 생성물을 얻었다. 조 생성물을 무수 에틸 알코올 (EtOH)에서 재결정화로 정제하여 밝은 황색 분말의 화합물 4를 95%의 수율로 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): δ 7.73-7.75 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.37-7.43 (m, 6H), 7.30-7.34 (m, 3H), 7.18-7.22 (m, 1H), 7.15-7.17 (m, 2H), 3.67 (s, 3H). LC-MS-ESI (m/z): C21H16BrN에 대해 계산된 질량: 361.05, 실측치 (M+H)+: 362.0562.
실시예 (실시예) 1 HTL -1의 합성
상기에서 수득된 화합물 3 (424 mg, 1.0 mmol, 424 g/mol), N-([1,1'-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (542 mg, 1.5 mmol, 361.5 g/mol), NaOBu -t (145 mg, 1.5 mmol, 96 g/mol), X-Phos (24 mg, 5% mmol, 476.7 g/mol) 및 Pd(OAc)2 (11 mg, 5% mmol, 224.5 g/mol)을 톨루엔 (30 mL)에서 100 mL 3-구 플라스크에 첨가하고, 용액을 110 ℃에서 N2 분위기 하에서 4시간 동안 교반했다. 반응 혼합물을 염수 (2 × 150 mL) 및 NaHCO3의 포화된 용액으로 세정하고 그 다음 EtOAc (60 mL)로 추출했다. 수득한 유기상을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 유기상의 용매를 감압 하에서 증류로 제거하여 조 생성물을 얻었다. 조 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피에서 추가로 정제하고 재결정화하여 백색 분말의 HTL-1을, HPLC로 측정시, 99.7%의 순도 및 91%의 수율로 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CD2Cl2, ppm): δ 7.81-7.83 (m, 1H), 7.60-7.67 (m, 4H), 7.52-7.54 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.38-7.45 (m, 5H), 7.26-7.35 (m, 9H), 7.17-7.24 (m, 10H), 7.11-7.13 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.43 (s, 6H). LC-MS-ESI (m/z): C53H40N2에 대해 계산된 질량: 704.32, 실측치 (M+H)+: 705.3279. 수득된 HTL-1은, 상기 기재된 모델링 방법으로 측정시 -4.64 eV의 HOMO 수준, -0.89 eV의 LUMO 수준, 2.60 eV의 삼중항 에너지, 및 0.25의 정공 이동도 수준을 갖는다. 상기에서 수득된 HTL-1의 구조는 아래와 같이 나타낸다.
Figure pct00047
실시예 2 HTL -2의 합성
100 mL 3-구 플라스크에서, 상기에서 수득된 화합물 4 (362 mg, 1.0 mmol, 362 g/mol), N-([1,1'-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민 (542 mg, 1.5 mmol, 361.5 g/mol), NaOBu -t (145 mg, 1.5 mmol, 96 g/mol), X-Phos (24 mg, 5% mmol, 476.7 g/mol) 및 Pd(OAc)2 (11 mg, 5% mmol, 224.5 g/mol)을 첨가하고 그 다음 톨루엔 (30 mL)를 첨가했다. 수득한 용액을 110 ℃에서 N2 분위기 하에서 12시간 동안 교반했다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물을 염수로 세정하고 EtOAc로 추출했다. 수득한 유기상을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 유기상의 용매를 감압 하에서 증류로 제거하여 조 생성물을 얻었다. 조 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 통해 정제하고, 그 뒤에 재결정화하여 백색 분말의 HTL-2을, HPLC로 측정시 99.8%의 순도 및 92%의 수율로 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): δ 7.81-7.83 (m, 1H), 7.60-7.67 (m, 4H), 7.52-7.54 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.38-7.45 (m, 5H), 7.26-7.35 (m, 7H), 7.17-7.24 (m, 8H), 7.11-7.13 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 3.69 (s, 3H), 1.43 (s, 6H). LC-MS-ESI (m/z): C48H38N2에 대해 계산된 질량: 642.30, 실측치 (M+H)+: 643.3101. HTL-2의 구조는 아래와 같이 나타낸다.
Figure pct00048
상기에서 수득된 HTL-2는 상기 기재된 모델링 방법으로 측정시 -4.62 eV의 HOMO 수준, -0.87 eV의 LUMO 수준, 2.60 eV의 삼중항 에너지, 및 0.24의 정공 이동도 수준을 갖는다.
HTL-1 및 HTL-2의 열적 특성을 DSC 및 TGA로 분석했고 결과는 표 1에 나타나 있다. 표 1에서 나타낸 바와 같이, HTL-1은 124.1 ℃의 T g 및 401.4 ℃의 T d 를 가지며; 그리고 HTL-2는 111.0 ℃의 T g 및 363.7 ℃의 T d 를 갖는다.
Figure pct00049
실시예 3-4 및 비교 실시예 A OLED 디바이스 제작
모든 유기 물질은 증착 전에 승화로 정제되었다. OLED는 애노드로서 쓰이고, 알루미늄 캐소드를 올려 놓은 ITO(인듐 주석 옥사이드) 코팅된 유리 기판 상에서 제작되었다. 모든 유기 층은 10-7 torr 미만의 기저 압력으로 진공 챔버에서 열 증착되었다. 유기 층의 증착 속도는 0.1~0.05 nm/s에서 유지되었다. 알루미늄 캐소드는 0.5 nm/s로 증착되었다. OLED 디바이스의 활성 면적은 캐소드 증착용 섀도우 마스크에 의해 정의되는 바와 같이 "3 mm x 3 mm" 였다.　
표 2에서 열거된 물질을 기반으로 하는 HIL(정공 주입층), HTL, EML(발광 물질층), ETL 및 EIL(전자 주입층)을 함유하는 각 셀은 10-6 torr에 도달할 때까지 진공 챔버 내부에 두었다. 각 물질을 증발시키기 위해, 제어된 전류는 셀의 온도를 상승시키기 위해 물질을 함유하는 셀에 인가되었다. 적절한 온도는 증발 과정 내내 물질의 증발 속도를 일정하게 유지하도록 적용되었다.
정공 주입층을 위하여, N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민을, 층의 두께가 600 옹스트롬에 도달할 때까지 일정한 1A/s 속도로 증발시켰다. 동시에, 정공 주입층의 화합물을, 두께가 200 옹스트롬에 도달할 때까지 일정한 1A/s 속도로 증발시켰다. N4,N4'-디(나프탈렌-1-일)-N4,N4'-디페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민(NPB)을 본 발명의 화합물과 비교하기 위한 참조 물질로서 사용했다.
발광 물질층을 위하여, 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN, 호스트) 및 (E)-9,9-디메틸-7-(4-(나프탈렌-2-일(페닐)아미노)스티릴)-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(도펀트)을, 두께가 350 옹스트롬에 도달할 때까지 공-증발시켰다.　호스트 물질의 증착 속도는 1.0 A/s이고 도펀트 물질의 증착은 0.02 A/s였고, 그 결과, 호스트 재료의 2 중량%로 도핑을 유발했다.
전자 수송층을 위하여, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄(Alq3)을 일정한 1A/s 속도로 증발시켰다, 두께가 200 옹스트롬에 도달할 때까지. 마지막으로, "20 옹스트롬"의 얇은 전자 주입층(Liq)은 0.5 A/s 속도로 증발되었다.
OLED 디바이스에 대한 전류-전압-휘도(J-V-L) 특성규명은 공급원 측정 장치(KEITHLY 238) 및 발광 측정기(MINOLTA CS-100A)로 수행되었다. OLED 디바이스의 전계발광 스펙트럼은 보정된 CCD 분광기에 의해 수집되었다. 결과는 아래의 표 3에 나타나 있다.
Figure pct00050
표 3 에서 나타낸 바와 같이, HTL-1을 HTL로서 함유하는 필름 층을 함유하는 본 발명의 OLED 디바이스는 비교 HTL (비교 실시예 A)을 포함하는 디바이스와 비교하여 더 낮은 구동 전압 및 유의미하게 더 높은 발광 효율 (31% 초과)을 나타내었다.
표 3 에서 나타낸 바와 같이, 비교 HTL (비교 실시예 A)을 포함하는 디바이스와 비교하여 HTL-2를 HTL로서 함유하는 필름 층을 함유하는 본 발명의 OLED 디바이스는 비교할만한 구동 전압 및 유의미하게 더 높은 발광 효율 (28% 초과)을 나타내었다.
Figure pct00051
실시예 5 HTL -102의 합성
HTL-102의 합성의 반응식은 아래에 나타나 있다:
Figure pct00052
AcOH (20 mL) 중 4-플루오로페닐하이드라진 하이드로클로라이드 (3.24 g, 20 mmol)의 용액에 2-(4-브로모페닐)-1-페닐에탄-1-온 (5.5 g, 20 mmol)을 실온에서 첨가했다. 반응 혼합물을 N2 분위기 하에서 100 ℃에서 12시간 동안 교반했다. TLC를 사용하여 반응을 모니터링했다. 반응의 완료 후, 100 mL DI수를 반응 혼합물에 첨가하여 생성물을 침전시켰다. 수득된 침전물을 여과하고 NaHCO3의 100 mL 포화된 수용액 및 물로 3회 세정하고, 그 다음 다음 단계에서 직접적으로 사용했다. NaH (960 mg, 40 mmol)을 20 mL DMF 중 이러한 반응 혼합물에 첨가했다. 실온에서 30분 동안 교반한 후, MeI (4.26 g, 30 mmol)을 용액에 첨가하고 반응 혼합물을 실온에서 12시간 동안 추가로 교반했다. 반응의 완료 후, 100 mL DI수를 첨가하고 침전물을 여과했다. 침전물을 칼럼 크로마토그래피로 추가로 정제하여 화합물 A의 순수한 생성물을 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): 7.36-7.42 (m, 6H), 7.28-7.33 (m, 3H), 7.10-7.12 (m, 2H), 7.02-7.07 (m, 1H), 3.66 (s, 3H). LC-MS-ESI (m/z): C21H15BrFN: 379.04에 대한 계산치, 실측치 (M+H)+: 380.0477.
PhCH3 (50 mL) 중 상기에서 수득된 화합물 A (3.04 g, 8 mmol) 및 디아릴 아민 (3.18 g, 8.8 mmol)의 용액에 Pd(OAc)2 (89.6 mg, 0.4 mmol), PCy3HBF4 (296 mg, 0.8 mmol) 및 NaOBu -t (1.08g, 11.2 mmol)을 첨가했다. 반응 혼합물을 100 ℃에서 N2 분위기 하에서 12시간 동안 교반했다. TLC를 사용하여 반응을 모니터링했다. 반응의 완료 후, 100 mL DI수를 첨가하고 침전물을 여과했다. 침전물을 칼럼 크로마토그래피로 추가로 정제하여 HTL-102의 순수한 생성물을 얻었다. 반복된 칼럼 및 재결정화를 적용하여 순도를 >99.5%로 더욱 개선시켰다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): 7.02-7.64 (m, 28H), 3.68 (br, 3H), 1.42 (s, 6H). LC-MS-ESI (m/z): C48H37FN2에 대해 계산된 질량: 660.29, 실측치 (M+H)+: 661.2986.
상기에서 수득된 HTL-102는 상기 기재된 모델링 방법으로 측정시 -4.66 eV의 HOMO 수준, -0.95 eV의 LUMO 수준, 2.61 eV의 삼중항 에너지, 및 0.22의 정공 이동도 수준을 갖는다.
실시예 6 HTL -93의 합성
HTL-93의 합성의 반응식은 아래에 나타나 있다:
Figure pct00053
AcOH (20 mL) 중 페닐하이드라진 하이드로클로라이드 (2.88 g, 20 mmol)의 용액에 2-(4-브로모페닐)-1-(4-플루오로페닐)에탄-1-온 (5.86 g, 20 mmol)을 실온에서 첨가했다. 반응 혼합물을 N2 분위기 하에서 100 ℃에서 12시간 동안 교반했다. TLC를 사용하여 반응을 모니터링했다. 반응의 완료 후, 100 mL DI수를 반응 혼합물에 첨가하여 생성물을 침전시켰다. 수득된 침전물을 여과하고 NaHCO3의 100 mL 포화된 수용액 및 물로 3회 세정하고, 그 다음 다음 단계에서 직접적으로 사용했다. NaH (960 mg, 40 mmol)을 20 mL DMF 중 이러한 반응 혼합물에 첨가했다. 실온에서 30분 동안 교반한 후, MeI (4.26 g, 30 mmol)을 용액에 첨가하고 반응 혼합물을 실온에서 12시간 동안 추가로 교반했다. 반응의 완료 후, 100 mL DI수를 첨가하고 침전물을 여과했다. 침전물을 칼럼 크로마토그래피로 추가로 정제하여 화합물 B의 순수한 생성물을 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): 7.73 (d, 1H, J = 8 Hz), 7.39-7.43 (m, 3H), 7.28-7.34 (m, 3H), 7.19-7.23 (m, 1H), 7.19-7.23 (m, 4H), 3.68 (s, 3H). LC-MS-ESI (m/z): C21H15BrFN에 대해 계산된 질량: 379.04, 실측치 (M+H)+: 380.0437.
PhCH3 (50 mL) 중 상기에서 수득된 화합물 B (3.04 g, 8 mmol) 및 디아릴 아민 (3.18 g, 8.8 mmol)의 용액에 Pd(OAc)2 (89.6 mg, 0.4 mmol), PCy3HBF4 (296 mg, 0.8 mmol) 및 NaOBu -t (1.08g, 11.2 mmol)을 첨가했다. 반응 혼합물을 100 ℃에서 N2 분위기 하에서 12시간 동안 교반했다. TLC를 사용하여 반응을 모니터링했다. 반응의 완료 후, 100 mL DI수를 첨가하고 침전물을 여과했다. 침전물을 칼럼 크로마토그래피로 추가로 정제하여 HTL-93의 순수한 생성물을 얻었다. 반복된 칼럼 및 재결정화를 적용하여 순도를 >99.5%로 더욱 개선시켰다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm): 7.83 (br, 1H), 7.63 (d, 1H, J = 5.2 Hz), 7.58 (d, 3H, J = 4.8 Hz), 7.49 (d, 2H, J = 5.6 Hz), 7.38-7.43 (m, 4H), 7.29-7.35 (m, 5H), 7.18-7.22 (m, 8H), 7.09-7.12 (m, 4H), 3.67 (br, 3H), 1.42 (s, 6H). LC-MS-ESI (m/z): C48H37FN2에 대해 계산된 질량: 660.29, 실측치 (M)+: 660.2933. 상기에서 수득된 HTL-93은, 상기 기재된 모델링 방법으로 측정시 -4.65 eV의 HOMO 수준, -0.89 eV의 LUMO 수준, 2.61 eV의 삼중항 에너지, 및 0.23의 정공 이동도 수준을 갖는다.
HTL-102 및 HTL-93의 열적 특성을 DSC 및 TGA로 분석했고 결과는 표 4에 나타나 있다. 표 4 에서 나타낸 바와 같이, HTL-102는 118 ℃의 T g 및 374.6 ℃의 T d 를 가지며; 그리고 HTL-93은 115.3 ℃의 T g 및 382.0 ℃의 T d 를 갖는다.
Figure pct00054
실시예 7-8 및 비교 실시예 B OLED 디바이스 제작
모들 유기 물질을 승화로 정제한 후, 증착시켰다. OLED를 애노드로서 쓰이고 알루미늄 캐소드로 덮힌 ITO 코팅된 유리 기판 상에서 제작했다. 모든 유기 층을 10-7 torr 미만의 기저 압력과 함께 진공 챔버에서 화학적 기상 증착으로 열적으로 증착시켰다. 유기 층의 증착 속도를 0.1~0.05 nm/s로 유지했다. 알루미늄 캐소드를 0.5 nm/s로 증착시켰다. OLED 디바이스의 활성 면적은 캐소드 증착용 섀도우 마스크에 의해 정의되는 바와 같이 "3 mm x 3 mm"였다.
표 5에서 열거된 물질을 기반으로 하는 HIL, HTL, EML, ETL 및 EIL을 함유하는 각 셀을 10-6 torr에 도달할 때까지 진공 챔버 내에 두었다. 각 물질을 증발시키기 위해, 제어된 전류를, 셀의 온도를 상승시키기 위해 물질을 함유하는 셀에 인가했다. 적절한 온도를, 물질의 증발 속도가 증발 과정을 통해 일정하게 유지되도록 적용했다.
정공 주입층에 대해, N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민을, 층의 두께가 600 옹스트롬에 도달할 때까지 일정한 1A/s 속도로 증발시켰다. 동시에, 정공 주입층의 화합물을, 두께가 250 옹스트롬에 도달할 때까지 일정한 1A/s 속도로 증발시켰다. NPB를 본 발명의 화합물과 비교하기 위한 참조 물질로서 사용했다.
발광 물질 층에 대해, 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN, 호스트) 및 (E)-9,9-디메틸-7-(4-(나프탈렌-2-일(페닐)아미노)스티릴)-N,N-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(도펀트)을, 두께가 200 옹스트롬에 도달할 때까지 공-증발시켰다. 호스트 재료에 대한 증착 속도는 1.0 A/s였고, 도펀트 물질에 대한 증착은 0.02 A/s였고, 이것은 호스트 재료의 2중량 % 도핑을 야기한다.
전자 수송층에 대해, 2,4-비스(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-6-(나프탈렌-2-일)-1,3,5-트리아진을, 두께가 300 옹스트롬에 도달할 때까지 리튬 퀴놀레이트(Liq)로 공-증발시켰다. 전자 수송층 및 Liq의 화합물에 대한 증발 속도는 0.5 A/s였다. 마지막으로, "20 옹스트롬"의 얇은 전자 주입층(Liq)을 0.5 A/s 속도로 증발시켰다.
OLED 디바이스에 대한 전류 -전압-휘도(J-V-L) 특성규명을 공급원 측정 장치(KEITHLY 238) 및 발광 측정기(MINOLTA CS-100A)로 수행했다. OLED 디바이스의 전계발광 스펙트럼을 보정된 CCD 분광기로 수집했다. 결과는 아래의 표 5에 나타나 있다.
Figure pct00055
표 6 에서 나타낸 바와 같이, HTL-102 또는 HTL-93를 HTL로서 함유하는 필름 층을 함유하는 본 발명의 OLED 디바이스 (실시예 7 및 8) 각각은 비교 HTL (비교 실시예 B)을 포함하는 디바이스와 비교하여 더 낮은 구동 전압, 더 높은 발광 효율 및 유의미하게 고전력 효율을 나타내었다.
Figure pct00056

Claims (19)

  1. 하기 식 (1)로 나타낸 구조를 갖는 유기 화합물:
    Figure pct00057
    식 (1)
    식 중, R1, R3, 및 R4 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 R1은 R2와 함께, R2는 R3과 함께 또는 R3은 R4와 함께, 1개 이상의 고리 구조를 선택적으로 형성할 수 있고;
    R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R6 및 R7 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 카보닐, 및 치환된 아미노기 (이것은
    Figure pct00058
    의 구조를 가짐)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되되; 단, R6 및 R7 중 적어도 1개는 치환된 아미노기이고; 그리고
    Ll 및 L2 각각은 하기 구조로부터 독립적으로 선택되고:
    Figure pct00059
    식 (L'), 또는
    Figure pct00060
    식 (L''),
    식 중, A1는 O, P, S, NR', PR', 또는 P(=O)R'로부터 선택된 치환된 또는 비치환된 헤테로원자로부터 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고;
    A2 내지 A5 각각은 CR'2 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로원자 (이것은 N, P, PR'2, 또는 P(=O)로부터 선택됨)로부터 독립적으로 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고;
    A6 내지 A11 각각은 CH, N, P, PR'2, P(=O), 또는 C로부터 독립적으로 선택되고; 그리고, 단, A6 내지 A11 각각은, 인돌 모이어티 또는 X에 결합될 때, C만을 독립적으로 나타내고; 그리고
    X는 화학 결합이거나 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 X는, 이것이 결합된 고리를 갖는 1개 이상의 고리를 형성할 수 있다.
  2. 청구항 1에 있어서, L1 및 L2 각각은 독립적으로 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌인, 유기 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 화합물은 식 (2)로 나타낸 구조를 갖는, 유기 화합물:
    Figure pct00061
    식 (2),
    식 중, Xl 및 X2 각각은 화학 결합이거나 각각은 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 그리고 X1 및 X2 각각은, 이것이 결합된 고리를 갖는 1개 이상의 고리를 독립적으로 형성할 수 있고;
    R1, R3, 및 R4 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 R1은 R2와 함께, R2는 R3과 함께 또는 R3은 R4와 함께, 1개 이상의 고리 구조를 선택적으로 형성할 수 있고;
    R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고
    R6 및 R7 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 카보닐, 및 치환된 아미노기 (이것은
    Figure pct00062
    의 구조를 가짐)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되되; 단, R6 및 R7 중 적어도 1개는 치환된 아미노기이다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 화합물은 식 (3-I)의 구조를 갖는, 유기 화합물:
    Figure pct00063
    식 (3-I),
    식 중, A7 및 A7' 각각은 C이고;
    A6 및 A6', A8 내지 A11, 및 A8' 내지 A11' 각각은 CH, N, P, PR'2, 및 P(=O)로부터 독립적으로 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고; 그리고 A6 및 A8 내지 A11 중 3개 이하, 및 A6' 및 A8' 내지 A11' 중 3개 이하는 N이고; 그리고, 단, A6 및 A8 내지 A11 각각은, 인돌 모이어티 또는 X1, 및 A6'에 결합될 때, 독립적으로 C만이고, 그리고 A8' 내지 A11' 각각은, 인돌 모이어티 또는 X2에 결합될 때, 독립적으로 C만이고;
    X1 및 X2 각각은 화학 결합이거나 각각은 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 그리고 X1 및 X2 각각은, 이것이 결합된 고리를 갖는 1개 이상의 고리를 독립적으로 형성할 수 있고;
    R1, R3, 및 R4 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 R1은 R2와 함께, R2는 R3과 함께 또는 R3은 R4와 함께, 1개 이상의 고리 구조를 선택적으로 형성할 수 있고;
    R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고
    R6 및 R7 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 카보닐, 및 치환된 아미노기 (이것은
    Figure pct00064
    의 구조를 가짐)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    단, R6 및 R7 중 적어도 1개는 치환된 아미노기이고, 그리고 R1 내지 R4, R6 및 R7 중 적어도 1개는 F 또는 플루오로-함유 C1-C30 알킬 또는 C6-C60 아릴 기이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 화합물은 식 (3)의 구조를 갖는, 유기 화합물:
    Figure pct00065
    식 (3),
    식 중, A7 및 A7' 각각은 C이고;
    A6 및 A6', A8 내지 A11, 및 A8' 내지 A11' 각각은 CH, N, P, PR'2, 및 P(=O)로부터 독립적으로 선택되고; 각 R'는 수소 또는 C1-C30 하이드로카르빌이고; 그리고 A6 및 A8 내지 A11 중 3개 이하, 및 A6' 및 A8' 내지 A11' 중 3개 이하는 N이고; 그리고, 단, A6 및 A8 내지 A11 각각은, 인돌 모이어티 또는 X1에 결합될 때, 독립적으로 C만이고, 그리고 A6' 및 A8' 내지 A11' 각각은, 인돌 모이어티 또는 X2에 결합될 때, 독립적으로 C만이고;
    X1 및 X2 각각은 화학 결합이거나 각각은 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 그리고 X1 및 X2 각각은, 이것이 결합된 고리를 갖는 1개 이상의 고리를 독립적으로 형성할 수 있고;
    R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고
    R6 및 R7 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 카보닐, 및 치환된 아미노기 (이것은
    Figure pct00066
    의 구조를 가짐)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 식 중, Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되되; 단, R6 및 R7 중 적어도 1개는 치환된 아미노기이다.
  6. 청구항 1에 있어서, Ar1 및 Ar2 각각은 독립적으로 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴인, 유기 화합물.
  7. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, R1 내지 R4, R6 및 R7 중 적어도 1개는 F인, 유기 화합물.
  8. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, R6 및 R7 중 1개는 치환된 아미노기이고, 그리고 R6 및 R7 중 다른 1개는 수소, 할로겐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴로부터 선택되는, 유기 화합물.
  9. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 화합물은 식 (2c)로 나타내는, 유기 화합물:
    Figure pct00067
    식 (2c),
    식 중, Xl는 화학 결합이거나, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R1, R3, 및 R4 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 R1은 R2와 함께, R2는 R3과 함께 또는 R3은 R4와 함께, 1개 이상의 고리 구조를 선택적으로 형성할 수 있고; 그리고
    R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택된다.
  10. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 화합물은 식 (2d)로 나타내는, 유기 화합물:
    Figure pct00068
    식 (2d),
    식 중, X2는 화학 결합이거나, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬렌, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴렌, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Ar1 및 Ar2 각각은 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R1, R3, 및 R4 각각은 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R2는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알콕시카보닐, 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시, 치환된 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오, 할로겐, 시아노, 하이드록실, 및 카보닐로 구성된 군으로부터 선택되고; 그리고 R1은 R2와 함께, R2는 R3과 함께 또는 R3은 R4와 함께, 1개 이상의 고리 구조를 선택적으로 형성할 수 있고; 그리고
    R5는 수소, 중수소, 치환된 또는 비치환된 C1-C50 알킬, 치환된 또는 비치환된 C3-C50 사이클로알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 -C60 아릴, 및 치환된 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택된다.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 치환된 아미노기는 하기 구조 (5-1) 내지 (5-6)로부터 선택되는, 유기 화합물:
    Figure pct00069

    Figure pct00070
    또는
    Figure pct00071
  12. 청구항 1에 있어서, L1 및 L2 각각은 하기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는, 유기 화합물:
    Figure pct00072
    및
    Figure pct00073
  13. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, R5는 하기로 구성된 군으로부터 선택되는, 유기 화합물:
    Figure pct00074

    Figure pct00075
    및
    Figure pct00076
  14. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, R1 내지 R4 중 적어도 1개는 F이고, 그리고 나머지 R1 내지 R4 각각은 수소이고, 그리고 R5는 -CH3인, 유기 화합물.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 화합물은 하기 화합물 (1) 내지 (24)로부터 선택되는, 유기 화합물:
    Figure pct00077

    Figure pct00078

    Figure pct00079

    Figure pct00080
    또는
    Figure pct00081
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 화합물은 하기 화합물 (25) 내지 (34)로부터 선택되는, 유기 화합물:
    Figure pct00082

    Figure pct00083
    또는
  17. 유기 층을 포함하는 전자 디바이스로서, 상기 유기 층은 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항의 유기 화합물을 포함하는, 전자 디바이스.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 유기 층은 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 또는 정공 주입층을 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 전자 디바이스는 발광 소자인, 전자 디바이스.
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