KR20190024780A - 유기 분자, 특히 광전자 디바이스에 사용하기 위한 유기 분자 - Google Patents

유기 분자, 특히 광전자 디바이스에 사용하기 위한 유기 분자 Download PDF

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KR20190024780A
KR20190024780A KR1020180101094A KR20180101094A KR20190024780A KR 20190024780 A KR20190024780 A KR 20190024780A KR 1020180101094 A KR1020180101094 A KR 1020180101094A KR 20180101094 A KR20180101094 A KR 20180101094A KR 20190024780 A KR20190024780 A KR 20190024780A
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Abstract

본 발명은 유기 화합물, 특히 광전자 디바이스에 사용하기 위한 유기 화합물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 유기 화합물은
- 식 I의 구조를 가진 제1 화학적 모이어티:
Figure pat00083

및
- 각각 서로 독립적으로 식 II의 구조를 가진 2개의 제2 화학적 모이어티들:
Figure pat00084

을 포함하고,
여기서, 제1 화학적 모이어티는 단일 결합을 통해 2개의 제2 화학적 모이어티들 각각에 연결되며;
T, V, X, Y는 각각 서로 독립적으로, 제1 화학적 모이어티를 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이며;
Rx는 CF3 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
T, V, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 정확하게 2개의 치환기들은 제1 화학적 모이어티를 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타낸다.

Description

유기 분자, 특히 광전자 디바이스에 사용하기 위한 유기 분자{ORGANIC MOLECULES, IN PARTICULAR FOR USE IN OPTOELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 발광 유기 분자, 및 유기 발광 다이오드(OLED) 및 그 밖에 다른 광전자 디바이스에서의 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 광전자 디바이스에 사용하기에 적합한 분자를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 새로운 부류의 유기 분자를 제공하는 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 유기 분자는 순수한 유기 분자이며, 즉 이들 분자는 광전자 디바이스에 사용되는 것으로 공지된 금속 착화합물과는 대조적으로 어떠한 금속 이온도 함유하지 않는다.
본 발명에 따르면, 유기 분자는 청색, 하늘색 또는 녹색 스펙트럼 범위에서 최대 발광을 나타낸다. 유기 분자는 특히, 420 nm 내지 520 nm, 바람직하게는 440 nm 내지 495 nm, 보다 바람직하게는 450 nm 내지 470 nm에서 최대 발광을 나타낸다. 본 발명에 따른 유기 분자의 광발광(photoluminescence) 양자 수율은 특히 20% 이상이다. 본 발명에 따른 분자는 특히, 열적으로 활성화된 지연된 형광(TADF; thermally activated delayed fluorescence)을 나타낸다. 광전자 디바이스, 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED)에서 본 발명에 따른 분자를 사용하면 상기 디바이스의 효율이 더 높아진다. 상응하는 OLED는 공지된 이미터 물질을 이용한 OLED보다 더 높은 안정성 및 유사한 색상을 가진다.
본 발명의 유기 발광 분자는
- 식 I의 구조를 포함하거나 또는 구성된 1개의 제1 화학적 모이어티:
Figure pat00001
및
- 각각 서로 독립적으로, 식 II의 구조를 포함하거나 또는 구성된 2개의 제2 화학적 모이어티들:
Figure pat00002
을 포함하거나 또는 구성되고,
여기서, 상기 제1 화학적 모이어티는 단일 결합을 통해 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 각각에 연결된다.
T는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이다.
V는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이다.
X는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이다.
Y는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이다.
#은 제1 화학적 모이어티를 2개의 제2 화학적 모이어티 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타낸다.
Z는 각각의 경우 서로 독립적으로, 직접 결합, CR3R4, C=CR3R4, C=O, C=NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Rx는 CF3 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R1은 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소,
중수소,
C1-C5-알킬,
여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
C2-C8-알케닐,
여기서 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
C2-C8-알키닐,
여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며; 및
C6-C18-아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환된다.
R2는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소,
중수소,
C1-C5-알킬,
여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
C2-C8-알케닐,
여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
C2-C8-알키닐,
여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며; 및
C6-C18-아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환된다.
Ra, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다: 수소, 중수소, N(R5)2, OR5, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
C1-C40-알킬,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C1-C40-알콕시,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C1-C40-티오알콕시,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C2-C40-알케닐,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C2-C40-알키닐,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C6-C60-아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며; 및
C3-C57-헤테로아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환된다.
R5는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다: 수소, 중수소, N(R6)2, OR6, Si(R6)3, (OR6)2, SO2R6, CF3, CN, F, Br, I,
C1-C40-알킬,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
C1-C40-알콕시,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
C1-C40-티오알콕시,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
C2-C40-알케닐,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
C2-C40-알키닐,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
C6-C60-아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되며; 및
C3-C57-헤테로아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환된다.
R6은 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다: 수소, 중수소, OPh, CF3, CN, F,
C1-C5-알킬,
여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
C1-C5-알콕시,
여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
C1-C5-티오알콕시,
여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
C2-C5-알케닐,
여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
C2-C5-알키닐,
여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
C6-C18-아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환되며;
C3-C17-헤테로아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기된다;
N(C6-C18-아릴)2;
N(C3-C17-헤테로아릴)2; 및
N(C3-C17-헤테로아릴)(C6-C18-아릴).
치환기 Ra, R3, R4 또는 R5는 서로 독립적으로 선택적으로, 하나 이상의 치환기 Ra, R3, R4 또는 R5와 함께 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭, 지방족, 방향족 및/또는 벤조-융합된 고리 시스템을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, T, V, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 정확하게 2개의 치환기들은 제1 화학적 모이어티와 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나를 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타낸다.
본 발명에 따르면, V 및 X가 제1 화학적 모이어티와 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나를 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타내는 경우, Rx는 CF3이다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 식 Ia의 구조를 포함하거나 또는 구성된 제1 화학적 모이어티를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00003
상기 식 Ia에서, Ra, R1, R2, RX 및 Z는 상기 정의된 바와 같다.
일 구현예에서, R1 및 R2는 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소(H), 메틸 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, R1 및 R2는 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소(H)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, Rx는 CF3이다.
일 구현예에서, Y는 R2이다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 2개의 제2 화학적 모이어티는 각각, 각각의 경우 서로 독립적으로 식 IIa의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00004
여기서, # 및 Ra는 상기 정의된 바와 같다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 2개의 제2 화학적 모이어티는 각각, 서로 독립적으로 식 IIb의 구조, 식 IIb-2의 구조, 식 IIb-3의 구조 또는 식 IIb-4의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00005
여기서,
Rb는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소,
중수소,
N(R5)2,
OR5,
Si(R5)3,
B(OR5)2,
OSO2R5,
CF3,
CN,
F,
Br,
I,
C1-C40-알킬,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C1-C40-알콕시,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C1-C40-티오알콕시,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C2-C40-알케닐,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C2-C40-알키닐,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
C6-C60-아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고; 및
C3-C57-헤테로아릴,
이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환된다.
모든 다른 변수에 대해서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 부가적인 구현예에서, 2개의 제2 화학적 모이어티는 각각 서로 독립적으로, 식 IIc의 구조, 식 IIc-2의 구조, 식 IIc-3의 구조 또는 식 IIc-4의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00006
여기서, 상기 언급된 정의가 사용된 변수에 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, Rb는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
Ph, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며,
피리디닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며,
카르바졸릴, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며,
트리아지닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환됨; 및
N(Ph)2.
하기에, 제2 화학적 모이어티의 예들이 나타나 있다:
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
여기서, #, Z, Ra, R3, R4 및 R5에 대해, 상기 언급된 정의가 적용된다.
일 구현예에서, Ra 및 R5는 각각의 경우 서로 독립적으로, 수소(H), 메틸(Me), i-프로필(CH(CH3)2)(iPr), t-부틸(tBu), 페닐(Ph), CN, CF3 및 디페닐아민(NPh2)으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 식 III-1 및 식 III-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00010
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IIIa-1 및 식 IIIa-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00011
여기서,
Rc는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Me,
iPr,
tBu,
Ph, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며,
피리디닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며,
피리미디닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며,
카르바졸릴, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되고,
트리아지닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환됨; 및
N(Ph)2.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IIIb-1 및 식 IIIb-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00012
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IIIc-1 및 식 IIIc-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00013
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IIId-1 및 식 IIId-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00014
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 식 IV-1 및 식 IV-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00015
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IVa-1 및 식 IVa-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00016
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IVb-1 및 식 IVb-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00017
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IVc-1 및 식 IVc-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00018
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 IVd-1 및 식 IVd-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00019
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 식 V로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00020
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 Va의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00021
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 Vb의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00022
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 Vc의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00023
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 Vd의 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00024
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 식 VI-1 및 식 VI-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00025
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 VIa-1 및 식 VIa-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00026
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 VIb-1 및 식 VIb-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00027
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 VIc-1 및 식 VIc-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00028
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 유기 분자는 식 VId-1 및 식 VId-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 포함하거나 또는 구성된다:
Figure pat00029
여기서, 상기 언급된 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, Rc는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Me,
iPr,
tBu,
Ph로서, 이는 서로 독립적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환됨; 및
트리아지닐, 이는 서로 독립적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환됨.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 "아릴" 및 "방향족"은 가장 넓은 의미에서 임의의 모노사이클릭, 비사이클릭 또는 폴리사이클릭 방향족 모이어티로서 이해될 수 있다. 이에, 아릴기는 6 내지 60개의 방향족 고리 원자를 함유하고, 헤테로아릴기는 5 내지 60개의 방향족 고리 원자를 함유하며, 이들 중 하나 이상은 헤테로원자이다. 그렇지만, 출원 전체를 통해, 방향족 고리 원자의 수는 소정의 치환기의 정의에서 아래첨자 숫자로 주어질 수 있다. 특히, 헤테로방향족 고리는 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함한다. 또한, 용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로방향족"은 가장 넓은 의미에서 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 임의의 모노사이클릭, 비사이클릭 또는 폴리사이클릭 헤테로-방향족 모이어티로서 이해될 수 있다. 헤테로원자는 각각의 경우 동일하거나 또는 서로 다를 수 있고, 개별적으로 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이에, 용어 "아릴렌"은 다른 분자 구조에 대해 2개의 결합 부위들을 가지며 이로써 링커 구조로서 역할을 하는 2가(divalent) 치환기를 지칭한다. 예시적인 구현예에서 기(group)가 여기서 주어진 정의와 서로 다르게 정의되는 경우, 예를 들어 방향족 고리 원자의 수 또는 헤테로원자의 수가 주어진 정의와 서로 다른 경우, 예시적인 구현예에서의 정의가 적용되어야 한다. 본 발명에 따르면, 축합된(고리화된(annulated)) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리사이클은 2개 이상의 단일 방향족 또는 헤테로방향족 사이클들로 구성되고, 이들은 축합 반응을 통해 폴리사이클을 형성하였다.
특히, 본 출원 전체를 통해 사용된 바와 같이, 용어 아릴기 또는 헤테로아릴기는, 벤젠, 나프탈린, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센(chrysene), 페릴렌, 플루오란텐(fluoranthene), 벤즈안트라센, 벤즈페난트렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 다이벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜; 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프토이미다졸, 페난트로이미다졸, 피리도이미다졸, 피라지노이미다졸, 퀴녹살리노이미다졸, 옥사졸, 벤족사졸, 나프토옥사졸, 안트로옥사졸, 페난트르옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 1,3,5-트리아진, 퀴녹살린, 피라진, 페나진, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,2,3,4-테트라진, 퓨린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸 또는 상기 언급된 기들의 조합으로부터 유래되는, 방향족 또는 헤테로방향족 기의 임의의 위치를 통해 결합될 수 있는 기들을 포함한다.
본 출원 전체를 통해 사용된 바와 같이, 용어 사이클릭 기는 가장 넓은 의미에서 임의의 모노사이클릭, 비사이클릭 또는 폴리사이클릭 모이어티로서 이해될 수 있다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 치환기로서 용어 "비페닐"은 가장 넓은 의미에서 오르토-비페닐, 메타-비페닐, 또는 파라-비페닐로서 이해될 수 있으며, 여기서 오르토, 메타 및 파라는 또 다른 화학적 모이어티에 대한 결합 부위에 관한 것으로 정의된다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 "알킬기"는 가장 넓은 의미에서 임의의 선형, 분지형 또는 환형 알킬 치환기로서 이해될 수 있다. 특히, 용어 알킬은 치환기 메틸(Me), 에틸(Et), n-프로필(nPr), i-프로필(iPr), 사이클로프로필, n-부틸(nBu), i-부틸(iBu), s-부틸(sBu), t-부틸(tBu), 사이클로부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, t-펜틸, 2-펜틸, 네오-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, s-헥실, t-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 네오-헥실, 사이클로헥실, 1-메틸사이클로펜틸, 2-메틸펜틸, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 4-헵틸, 사이클로헵틸, 1-메틸사이클로헥실, n-옥틸, 2-에틸헥실, 사이클로옥틸, 1-비사이클로[2.2.2]옥틸, 2-비사이클로[2.2.2]-옥틸, 2-(2,6-다이메틸)옥틸, 3-(3,7-다이메틸)옥틸, 아다만틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 1,1-다이메틸-n-헥스-1-일, 1,1-다이메틸-n-헵트-1-일, 1,1-다이메틸-n-옥트-1-일, 1,1-다이메틸-n-데스-1-일, 1,1-다이메틸-n-도데스-1-일, 1,1-다이메틸-n-테트라데스-1-일, 1,1-다이메틸-n-헥사데스-1-일, 1,1-다이메틸-n-옥타데스-1-일, 1,1-다이에틸-n-헥스-1-일, 1,1-다이에틸-n-헵트-1-일, 1,1-다이에틸-n-옥트-1-일, 1,1-다이에틸-n-데스-1-일, 1,1-다이에틸-n-도데스-1-일, 1,1-다이에틸-n-테트라데스-1-일, 1,1-다이에틸-n-헥사데스-1-일, 1,1-다이에틸-n-옥타데스-1-일, 1-(n-프로필)사이클로헥스-1-일, 1-(n-부틸)사이클로헥스-1-일, 1-(n-헥실)사이클로헥스-1-일, 1-(n-옥틸)사이클로헥스-1-일 및 1-(n-데실)사이클로헥스-1-일을 포함한다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 알케닐은 선형, 분지형, 및 환형 알케닐 치환기를 포함한다. 용어 알케닐기는 예시적으로, 치환기 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 사이클로펜테닐, 헥세닐, 사이클로헥세닐, 헵테닐, 사이클로헵테닐, 옥테닐, 사이클로옥테닐 또는 사이클로옥타다이에닐을 포함한다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 알키닐은 선형, 분지형, 및 환형 알키닐 치환기를 포함한다. 용어 알키닐기 예시적으로, 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐 또는 옥티닐을 포함한다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 알콕시는 선형, 분지형, 및 환형 알콕시 치환기를 포함한다. 용어 알콕시기는 예시적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시 또는 2-메틸부톡시를 포함한다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 티오알콕시는 선형, 분지형, 및 환형 티오알콕시 치환기를 포함하며, 여기서, 예시적으로 알콕시기의 O는 S로 대체된다.
본 출원 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 "할로겐" 및 "할로"는 가장 넓은 의미에서 바람직하게는, 불소, 염소, 브롬 또는 요오드로서 이해될 수 있다.
수소(H)가 본원에서 언급되는 경우에는 언제나, 수소는 또한 각각의 경우 중수소로 대체될 수 있을 것이다.
분자 단편이 치환기인 것으로 기재되어 있거나 또는 그렇지 않다면 또 다른 모이어티에 부착되어 있는 경우, 이의 명칭은 이러한 분자 단편이 단편(예를 들어 나프틸, 디벤조푸릴)인 것처럼 기재되거나 또는 이러한 분자 단편이 전체 분자(예를 들어 나프탈렌, 디벤조푸란)인 것처럼 기재될 수 있음을 이해한다. 본원에 사용된 바와 같이, 치환기 또는 부착된 단편을 명명하는 이러한 서로 다른 방식들은 동등한 것으로 여겨진다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 실온에서 10 중량%의 유기 분자를 포함하는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 필름 내에서 150　μs 이하, 100　μs 이하, 특히 50　μs 이하, 보다 바람직하게는 10　μs 이하 또는 7　μs 이하의 여기 상태 수명(excited state lifetime)을 가진다.
본 발명의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 열적으로 활성화된 지연된 형광(TADF) 이미터를 나타내며, 이는 제1 여기된 단일항 상태(S1)와 제1 여기된 삼중항 상태(T1) 사이의 에너지 차이에 상응하는 △EST　값을 5000　cm-1 미만, 바람직하게는 3000　cm-1 미만, 보다 바람직하게는 1500　cm-1 미만, 보다 더 바람직하게는 1000　cm-1 미만 또는 심지어 500　cm-1 미만으로 나타낸다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 380 내지 800 nm의 파장 범위에서 방출 피크를 가지며, 이때 반값 전폭(full width at half maximum)은 실온에서 10 중량%의 유기 분자를 포함하는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 필름에서 0.50　eV 미만, 바람직하게는 0.48　eV 미만, 보다 바람직하게는 0.45　eV 미만, 보다 더 바람직하게는 0.43 eV 미만 또는 심지어 0.40　eV 미만이다.
본 발명의 추가의 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 광발광 양자 수율(PLQY; photoluminescence quantum yield)%를 방출된 광의 CIEy 색 좌표로 나눔으로써 계산된 "청색 물질 지수"(BMI; blue material index)를 150 초과, 특히 200 초과, 바람직하게는 250 초과, 보다 바람직하게는 300 초과 또는 심지어 500 초과로 가진다.
오비탈 및 여기 상태 에너지는 실험 방법에 의해, 또는 양자-화학 방법을 이용하는 계산, 특히 밀도 함수 이론 계산에 의해 확인될 수 있다. 최고준위 점유 분자 오비탈 EHOMO의 에너지는 사이클릭 볼타메트리 측정으로부터 당업자에게 공지된 방법에 의해 0.1 eV의 정확도로 확인된다. 최저준위 비점유 분자 오비탈 ELUMO의 에너지는 흡수 스펙트럼의 시작으로서 확인된다.
흡수 스펙트럼의 시작은 흡수 스펙트럼에 대한 탄젠트와 x-축의 교차를 계산함으로써 정의된다. 흡수 스펙트럼에 대한 탄젠트는 흡수 밴드의 저-에너지 사이드(energy side), 그리고 흡수 스펙트럼의 최대 강도의 반최대(half maximum)에서의 포인트에서 설정된다.
제1 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는 저온, 전형적으로 77 K에서 발광 스펙트럼의 시작으로부터 확인된다. 호스트 화합물의 경우, 제1 여기된 단일항 상태 및 최저 삼중항 상태가 > 0.4 eV만큼 에너지적으로 분리되는 경우, 인광은 통상 2-Me-THF에서 정상-상태(steady-state) 스펙트럼에서 가시적이다. 따라서, 삼중항 에너지는 인광 스펙트럼의 시작으로서 확인될 수 있다. TADF 이미터 분자의 경우, 제1 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는, 다르게 언급되지 않는 한 10 중량%의 이미터를 포함하는 PMMA 필름에서 측정되는 경우 77 K에서 지연된 발광 스펙트럼의 시작으로부터 확인된다. 호스트 화합물 및 이미터 화합물 둘 다에 대해, 제1 여기된 단일항 상태 S1의 에너지는, 다르게 언급되지 않는 한 10 중량%의 호스트 화합물 또는 이미터 화합물을 포함하는 PMMA 필름에서 측정되는 경우 발광 스펙트럼의 시작으로부터 확인된다.
발광 스펙트럼의 시작은 발광 스펙트럼에 대한 탄젠트와 x-축의 교차를 계산함으로써 확인된다. 발광 스펙트럼의 탄젠트는 방출 밴드의 고-에너지 사이드에서, 그리고 발광 스펙트럼의 최대 강도의 반최대의 포인트에서 설정된다.
본 발명의 추가의 양태는 (선택적인 후속 반응을 포함하는) 본 발명에 따른 유기 분자의 제조 방법에 관한 것이며, 여기서, 디-R2 치환된 4-클로로-디플루오로-피리딘이 반응물로서 사용된다:
Figure pat00030
본 발명에 따르면, E1의 합성 반응에서, 보론산이 보론산 에스테르 대신에 사용될 수 있다.
친핵성 방향족 치환에서 질소 헤테로사이클과 아릴 할라이드, 바람직하게는 아릴 플루오라이드의 반응의 경우, 전형적인 조건은 예를 들어 반양성자성 극성 용매, 예컨대 디메틸 설폭사이드(DMSO) 또는 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 내에서 염기, 예컨대 트리베이직(트리베이직) 포타슘 포스페이트 또는 소듐 하이드라이드의 사용을 포함한다.
대안적인 합성 경로는 질소 헤테로사이클을 구리-촉매화된 또는 팔라듐-촉매화된 커플링을 통해 아릴 할라이드 또는 아릴 슈도할라이드, 바람직하게는 아릴 브로마이드, 아릴 요오다이드, 아릴 트리플레이트 또는 아릴 토실레이트에 도입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 양태는 광전자 디바이스에서 발광 이미터 또는 흡수제(absorber), 및/또는 호스트 물질 및/또는 전자 수송 물질, 및/또는 정공 주입 물질, 및/또는 정공 차단 물질로서의 본 발명에 따른 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
유기 전계발광 디바이스는 가장 넓은 의미에서, 가시광선 또는 근적외선(UV) 범위, 즉 380 내지 800 nm의 파장 범위에서 광을 방출하는 데 적합한 유기 물질을 기반으로 한 임의의 디바이스로서 이해될 수 있다. 보다 바람직하게는, 유기 전계발광 디바이스는 가시광선 범위, 즉 400 내지 800 nm 범위에서 광을 방출할 수 있다.
이러한 용도의 맥락에서, 광전자 디바이스는 보다 특히,
· 유기 발광 다이오드(OLED),
· 발광 전기화학 전지,
· OLED 센서, 특히 외부로부터 밀폐식으로 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서,
· 유기 다이오드,
· 유기 태양 전지,
· 유기 트랜지스터,
· 유기 전계 효과 트랜지스터,
· 유기 레이저 및
· 다운-변환 요소(down-donversion element)
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이러한 용도의 맥락에서 바람직한 구현예에서, 유기 전계발광 디바이스는 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC) 및 발광 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 디바이스이다.
용도의 경우, 광전자 디바이스, 보다 특히 OLED에서 방출층 내 본 발명에 따른 유기 분자의 분획은 1 중량% 내지 99 중량%, 보다 특히 5 중량% 내지 80 중량%이다. 대안적인 구현예에서, 방출층 내 유기 분자의 비율은 100 중량%이다.
일 구현예에서, 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자, 뿐만 아니라 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 수준이 유기 분자의 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 수준보다 에너지적으로 더 높은 호스트 물질을 포함한다.
본 발명의 추가의 양태는
(a) 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자, 특히 이미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자, 및
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 서로 다른 하나 이상의 이미터 및/또는 호스트 물질, 및
(c) 선택적인 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매
를 포함하거나 또는 구성된 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 발광층은
(a) 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자, 특히 이미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자, 및
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 서로 다른 하나 이상의 이미터 및/또는 호스트 물질, 및
(c) 선택적인 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매
를 포함하거나 또는 구성된 조성물을 포함한다(또는 본질적으로 구성된다).
특히 바람직하게는, 발광층 EML은
(i) 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E 1-50 중량%, 바람직하게는 5-40 중량%, 특히 10-30 중량%;
(ii) 하나 이상의 호스트 화합물 H 5-99 중량%, 바람직하게는 30-94.9 중량%, 특히 40-89 중량%; 및
(iii) 선택적으로, 본 발명에 따른 분자의 구조와 서로 다른 구조를 가진 하나 이상의 추가의 호스트 화합물 D 0-94 중량%, 바람직하게는 0.1-65 중량%, 특히 1-50 중량%; 및
(iv) 선택적으로, 용매 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%; 및
(v) 선택적으로, 본 발명에 따른 분자의 구조와 서로 다른 구조를 가진 하나 이상의 추가의 이미터 분자 F 0-30 중량%, 특히 0-20 중량%, 바람직하게는 0-5 중량%
를 포함하거나 또는 구성된 조성물을 포함한다(또는 본질적으로 구성된다).
바람직하게는, 에너지는 호스트 화합물 H로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E로 이전될 수 있으며, 특히 호스트 화합물 H의 제1 여기된 삼중항 상태 T1(H)로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 제1 여기된 삼중항 상태 T1(E)로 이전될 수 있으며 및/또는 호스트 화합물 H의 제1 여기된 단일항 상태 S1(H)로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 제1 여기된 단일항 상태 S1(E)로 이전될 수 있다.
추가의 구현예에서, 발광층 EML은
(i) 본 발명에 따른 하나의 유기 분자 E 1-50 중량%, 바람직하게는 5-40 중량%, 특히 10-30 중량%;
(ii) 하나의 호스트 화합물 H 5-99 중량%, 바람직하게는 30-94.9 중량%, 특히 40-89 중량%; 및
(iii) 선택적으로, 본 발명에 따른 분자의 구조와 서로 다른 구조를 가진 하나 이상의 추가의 호스트 화합물 D 0-94 중량%, 바람직하게는 0.1-65 중량%, 특히 1-50 중량%; 및
(iv) 선택적으로, 용매 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%; 및
(v) 선택적으로, 본 발명에 따른 분자의 구조와 서로 다른 구조를 가진 하나 이상의 추가의 이미터 분자 F 0-30 중량%, 특히 0-20 중량%, 바람직하게는 0-5 중량%
를 포함하거나 또는 구성된 조성물을 포함한다(또는 (본질적으로) 구성된다).
일 구현예에서, 호스트 화합물 H는 -5 내지 -6.5 eV 범위에서 에너지 EHOMO(H)를 가진 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(H)를 가지고, 하나 이상의 추가의 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 가진 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(D)를 가지며, 여기서 EHOMO(H) > EHOMO(D)이다.
추가의 구현예에서, 호스트 화합물 H는 에너지 ELUMO(H)를 가진 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(H)를 가지고, 하나 이상의 추가의 호스트 화합물 D는 에너지 ELUMO(D)를 가진 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(D)이며, 여기서 ELUMO(H) > ELUMO(D)이다.
일 구현예에서, 호스트 화합물 H는 에너지 EHOMO(H)를 가진 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(H) 및 에너지 ELUMO(H)를 가진 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(H)를 가지고,
하나 이상의 추가의 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 가진 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(D) 및 에너지 ELUMO(D)를 가진 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(D)를 가지고,
본 발명에 따른 유기 분자 E는 에너지 EHOMO(E)를 가진 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(E) 및 에너지 ELUMO(E)를 가진 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(E)를 가지며,
여기서,
EHOMO(H) > EHOMO(D) 및 본 발명에 따른 유기 분자 E의 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(E)의 에너지 수준(EHOMO(E))과 호스트 화합물 H의 최고준위 점유 분자 오비탈 HOMO(H)의 에너지 수준(EHOMO(H)) 사이의 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1 eV이고;
ELUMO(H) > ELUMO(D) 및 본 발명에 따른 유기 분자 E의 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(E)의 에너지 수준(ELUMO(E))과 하나 이상의 추가의 호스트 화합물 D의 최저준위 비점유 분자 오비탈 LUMO(D)의 에너지 수준(ELUMO(D)) 사이의 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1 eV이다.
추가의 양태에서, 본 발명은 본원에 기재된 유형의 유기 분자 또는 조성물을 포함하는 광전자 디바이스, 보다 특히 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED 센서, 보다 특히 외부로부터 밀폐식으로 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서, 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 다운-변환 요소로 이루어진 군으로부터 선택되는 디바이스 형태에 관한 것이다.
바람직한 구현예에서, 유기 전계발광 디바이스는 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC) 및 발광 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 디바이스이다.
본 발명의 광전자 디바이스의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자 E는 발광층 EML에서 방출 물질로서 사용된다.
본 발명의 광전자 디바이스의 일 구현예에서, 발광층 EML은 본원에 기재된 본 발명에 따른 조성물로 구성된다.
예시적으로, 유기 전계발광 디바이스가 OLED인 경우, 이러한 디바이스는 하기의 층 구조를 나타낼 수 있으며:
1. 기판
2. 애노드 층 A
3. 정공 주입층, HIL
4. 정공 수송층, HTL
5. 전자 차단층, EBL
6. 방출층, EML
7. 정공 차단층, HBL
8. 전자 수송층, ETL
9. 전자 주입층, EIL
10. 캐소드 층,
여기서, OLED는 선택적으로 HIL, HTL, EBL, HBL, ETL 및 EIL로 이루어진 군으로부터 선택되는 각각의 층만 포함하며, 서로 다른 층들은 합쳐질 수 있고, OLED는 상기 정의된 각각의 층 유형의 층을 1개 초과로 포함할 수 있다.
더욱이, 유기 전계발광 디바이스는 선택적으로, 환경 중 유해 화학종, 예컨대 수분, 증기 및/또는 기체에의 노출로 인한 손상으로부터 이러한 디바이스를 보호하는 하나 이상의 보호층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 전계발광 디바이스는 하기의 역전된 층 구조를 나타내는 OLED이며:
1. 기판
2. 캐소드 층
3. 전자 주입층, EIL
4. 전자 수송층, ETL
5. 정공 차단층, HBL
6. 방출층, B
7. 전자 차단층, EBL
8. 정공 수송층, HTL
9. 정공 주입층, HIL
10. 애노드 층 A
여기서, 역전된 층 구조를 가진 OLED는 선택적으로 HIL, HTL, EBL, HBL, ETL 및 EIL로 이루어진 군으로부터 선택되는 각각의 층만 포함하며, 서로 다른 층들은 합쳐질 수 있고, OLED는 상기 정의된 각각의 층 유형의 층을 1개 초과로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 전계발광 디바이스는 스태킹된(stacked) 구성을 나타낼 수 있는 OLED이다. 이러한 구성에서, OLED가 나란히 위치하는 전형적인 배열과는 대조적으로, 개별 유닛들은 서로의 상부 상에 스태킹된다. 블렌딩된 광은 스태킹된 구성을 나타내는 OLED를 이용하여 발생될 수 있으며, 특히 백색광은 청색, 녹색 및 적색 OLED를 스태킹함으로써 발생될 수 있다. 더욱이, 스태킹된 구성을 나타내는 OLED는 선택적으로, 전하 발생층(CGL)을 포함할 수 있으며, 이러한 층은 전형적으로 2개의 OLED 서브유닛들 사이에 위치하고, 전형적으로 n-도핑된 층 및 p-도핑된 층으로 구성되며, 하나의 CGL의 n-도핑된 층은 전형적으로 애노드 층에 더 근접하게 위치한다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 전계발광 디바이스는 애노드와 캐소드 사이에 2개 이상의 방출층들을 포함하는 OLED이다. 특히, 이러한 소위 탠덤(tandem) OLED는 하나의 방출층이 적색광을 방출하며 하나의 방출층이 녹색광을 방출하고 하나의 방출층이 청색광을 방출하는 3개의 방출층들을 포함하고, 선택적으로 개별 방출층들 사이에 전하 발생층, 차단층 또는 수송층과 같은 추가의 층들을 포함할 수 있다. 추가의 구현예에서, 방출층은 인접하여 스태킹된다. 추가의 구현예에서, 탠덤 OLED는 각각의 2개의 방출층들 사이에 전하 발생층을 포함한다. 또한, 인접한 방출층들, 또는 전하 발생층에 의해 분리된 방출층들은 합쳐질 수 있다.
기판은 임의의 물질, 또는 물질들의 조성물에 의해 형성될 수 있다. 가장 빈번하게는, 유리 슬라이드가 기판으로서 사용된다. 대안적으로, 얇은 금속층(예를 들어 구리, 금, 은 또는 알루미늄 필름) 또는 플라스틱 필름 또는 슬라이드가 사용될 수 있다. 이는 더 높은 굴곡도(degree of flexibility)를 허용할 수 있다. 애노드 층 A는 대체로, (본질적으로) 투명한 필름을 수득할 수 있게 하는 물질로 구성된다. OLED로부터 광 방출을 허용하기 위해서는 2개의 전극들 중 하나 이상이 (본질적으로) 투명해야 하기 때문에, 애노드 층 A 또는 캐소드 층 C가 투명하다. 바람직하게는, 애노드 층 A는 투명한 전도성 옥사이드(TCO)를 다량으로 포함하거나 또는 심지어 구성된다. 이러한 애노드 층 A는 예시적으로, 인듐 주석 옥사이드, 알루미늄 아연 옥사이드, 불소 도핑된 주석 옥사이드, 인듐 아연 옥사이드, PbO, SnO, 지르코늄 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드, 바나듐 옥사이드, 볼프람 옥사이드, 그래파이트, 도핑된 Si, 도핑된 Ge, 도핑된 GaAs, 도핑된 폴리아닐린, 도핑된 폴리피롤 및/또는 도핑된 폴리티오펜을 포함할 수 있다.
특히 바람직하게는, 애노드 층 A는 (본질적으로) 인듐 주석 옥사이드(ITO)(예를 들어 (InO3)0.9(SnO2)0.1)로 구성된다. 투명한 전도성 옥사이드(TCO)에 의해 유발되는 애노드 층 A의 거칠기(roughness)는 정공 주입층(HIL)을 사용함으로써 보상될 수 있다. 나아가, HIL은, TCO로부터 정공 수송층(HTL)으로의 콰지(quasi) 전하 담체의 수송이 용이하게 된다는 점에서 콰지 전하 담체(즉, 정공)의 주입을 용이하게 할 수 있다. 정공 주입층(HIL)은 폴리-3,4-에틸렌디옥시 티오펜(PEDOT), 폴리스티렌 설포네이트(PSS), MoO2, V2O5, CuPC 또는 CuI, 특히 PEDOT와 PSS의 혼합물을 포함할 수 있다. 정공 주입층(HIL)은 또한, 애노드 층 A로부터 정공 수송층(HTL) 내로의 금속의 확산을 방지할 수 있다. HIL은 예시적으로, PEDOT:PSS (폴리-3,4-에틸렌디옥시 티오펜: 폴리스티렌 설포네이트), PEDOT (폴리-3,4-에틸렌디옥시 티오펜), mMTDATA (4,4',4''-트리스[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD (2,2',7,7'-테트라키스(n,n-디페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌), DNTPD (N1,N1'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-페닐-N4,N4-디-m-톨릴벤젠-1,4-디아민), NPB (N,N'-니스-(1-나프탈레닐)-N,N'-비스-페닐-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민), NPNPB (N,N'-디페닐-N,N'-디-[4-(N,N-디페닐-아미노)페닐]벤지딘), MeO-TPD(N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤지딘), HAT-CN (1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카르보니트릴) 및/또는 스피로-NPD (N,N'-디페닐-N,N'-비스-(1-나프틸)-9,9'-스피로비플루오렌-2,7-디아민)을 포함할 수 있다.
애노드 층 A 또는 정공 주입층(HIL)에 인접하여, 전형적으로 정공 수송층(HTL)이 위치한다. 여기서, 임의의 정공 수송 화합물이 사용될 수 있다. 예시적으로, 전자-풍부한 헤테로방향족 화합물, 예컨대 트리아릴아민 및/또는 카르바졸이 정공 수송 화합물로서 사용될 수 있다. HTL은 애노드 층 A와 발광층 EML 사이에서 에너지 장벽을 감소시킬 수 있다. 정공 수송층(HTL)은 또한, 전자 차단층(EBL)일 수 있다. 바람직하게는, 정공 수송 화합물들은 이들의 삼중항 상태 T1의 유사하게 높은 에너지 수준을 가진다. 예시적으로, 정공 수송층(HTL)은 별 모양의 헤테로사이클, 예컨대 트리스(4-카르바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 폴리-TPD (폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), [알파]-NPD (폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), TAPC (4,4'-사이클로헥실리덴-비스[N,N-비스(4-메틸페닐)벤젠아민]), 2-TNATA (4,4',4''-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN 및/또는 트리스Pcz (9,9'-디페닐-6-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)-9H,9'H-3,3'-비카르바졸)을 포함할 수 있다. 또한, HTL은 p-도핑된 층을 포함할 수 있으며, 이는 유기 정공-수송 매트릭스 내에서 무기 또는 유기 도판트로 구성될 수 있다. 전이 금속 옥사이드, 예컨대 바나듐 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드 또는 텅스텐 옥사이드가 예시적으로, 무기 도판트로서 사용될 수 있다. 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 구리-펜타플루오로벤조에이트(Cu(I)pFBz) 또는 전이 금속 착화합물이 예시적으로, 유기 도판트로서사용될 수 있다.
EBL은 예시적으로 mCP (1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠), TCTA, 2-TNATA, mCBP (3,3-디(9H-카르바졸-9-일)비페닐), 트리스-Pcz, CzSi (9-(4-tert-부틸페닐)-3,6-비스(트리페닐실릴)-9H-카르바졸), 및/또는 DCB (N,N'-디카르바졸릴-1,4-디메틸벤젠)을 포함할 수 있다.
정공 수송층(HTL)에 인접하여, 전형적으로 발광층 EML이 위치한다. 발광층 EML은 하나 이상의 발광 분자를 포함한다. 특히, EML은 본 발명에 따른 하나 이상의 발광 분자 E를 포함한다. 일 구현예에서, 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자 E만 포함한다. 전형적으로, EML은 부가적으로, 하나 이상의 호스트 물질 H를 포함한다. 예시적으로, 호스트 물질 H는 CBP (4,4'-비스-(N-카르바졸릴)-비페닐), mCP, mCBP Sif87 (디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), CzSi,SimCP ([3,5-디(9H-카르바졸-9-일)페닐]트리페닐실란), Sif88 (디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란), DPEPO (비스[2-(디페닐포스피노)페닐] 에테르 옥사이드), 9-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조푸라닐)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카르바졸, T2T (2,4,6-트리스(비페닐-3-일)-1,3,5-트리아진), T3T (2,4,6-트리스(트리페닐-3-일)-1,3,5-트리아진) 및/또는 TST (2,4,6-트리스(9,9'-스피로비플루오렌-2-일)-1,3,5-트리아진)으로부터 선택된다. 호스트 물질 H는 전형적으로 제1 삼중항(T1) 및 제1 단일항(S1) 에너지 수준을 나타내도록 선택되어야 하며, 이들 에너지 수준은 유기 분자의 제1 삼중항(T1) 및 제1 단일항(S1) 에너지 수준보다 에너지적으로 높다.
본 발명의 일 구현예에서, EML은 하나 이상의 정공-지배적 호스트 및 하나의 전자-지배적 호스트를 포함하는 소위 혼합된-호스트 시스템을 포함한다. 특정한 구현예에서, EML은 본 발명에 따른 정확히 1개의 발광 분자 E, 및 전자-지배적 호스트로서 T2T 및 정공-지배적 호스트로서 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조푸라닐)페닐]-9H-카르바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카르바졸로부터 선택되는 호스트를 포함하는 혼합된-호스트 시스템을 포함한다. 추가의 구현예에서, EML은 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3-(디벤조푸란-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카르바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조푸라닐)페닐]-9H-카르바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카르바졸로부터 선택되는 호스트 50-80 중량%, 바람직하게는 60-75 중량%; T2T 10-45 중량%, 바람직하게는 15-30 중량% 및 본 발명에 따른 발광 분자 5-40 중량%, 바람직하게는 10-30 중량%를 포함한다.
발광층 EML에 인접하여, 전자 수송층(ETL)이 위치할 수 있다. 여기서, 임의의 전자 수송 장치가 사용될 수 있다. 예시적으로, 전자-부족(poor) 화합물, 예컨대 벤즈이미다졸, 피리딘, 트리아졸, 옥사디아졸(예를 들어 1,3,4-옥사디아졸), 포스핀옥사이드 및 설폰이 사용될 수 있다. 전자 수송 장치는 또한, 별 모양의 헤테로사이클, 예컨대 1,3,5-트리(1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)페닐 (TPBi)일 수 있다. ETL은 NBphen (2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3 (알루미늄-트리스(8-하이드록시퀴놀린)), TSPO1 (디페닐-4-트리페닐실릴페닐-포스핀옥사이드), BPyTP2 (2,7-디(2,2'-비피리딘-5-일)트리페닐), Sif87 (디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), Sif88 (디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란), BmPyPhB (1,3-비스[3,5-디(피리딘-3-일)페닐]벤젠) 및/또는 BTB (4,4'-비스-[2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아지닐)]-1,1'-비페닐)을 포함할 수 있다. 선택적으로, ETL은 Liq와 같은 물질로 도핑될 수 있다. 수송층(ETL)이 또한 정공을 차단할 수 있거나, 또는 정공 차단층(HBL)이 도입된다.
HBL은 예시적으로 BCP (2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 = 바소쿠프로인(Bathocuproine)), BAlq (비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀린)-(4-페닐페녹시)알루미늄), NBphen (2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3 (알루미늄-트리스(8-하이드록시퀴놀린)), TSPO1 (디페닐-4-트리페닐실릴페닐-포스핀옥사이드), T2T (2,4,6-트리스(비페닐-3-일)-1,3,5-트리아진), T3T (2,4,6-트리스(트리페닐-3-일)-1,3,5-트리아진), TST (2,4,6-트리스(9,9'-스피로비플루오렌-2-일)-1,3,5-트리아진) 및/또는 TCB/TCP (1,3,5-트리스(N-카르바졸릴)벤졸/ 1,3,5-트리스(카르바졸)-9-일) 벤젠)을 포함할 수 있다.
전자 수송층(ETL)에 인접하여 캐소드 층 C가 위치할 수 있다. 예시적으로, 캐소드 층 C는 금속(예를 들어 Al, Au, Ag, Pt, Cu, Zn, Ni, Fe, Pb, LiF, Ca, Ba, Mg, In, W 또는 Pd) 또는 금속 합금을 포함할 수 있거나 또는 구성될 수 있다. 실용적인 이유에서, 캐소드 층은 또한, (본질적으로) 불투명한(intransparent) 금속, 예컨대 Mg, Ca 또는 Al로 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 캐소드 층 C는 또한, 그래파이트 및/또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 캐소드 층 C는 또한, 나노규모의 은 와이어로 구성될 수 있다.
OLED는 선택적으로, 전자 수송층(ETL)과 캐소드 층 C(전자 주입층(EIL)으로서 지정될 수 있음) 사이에 보호층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 층은 리튬 플루오라이드, 세슘 플루오라이드, 은, Liq (8-하이드록시퀴놀리놀라토리튬), Li2O, BaF2, MgO 및/또는 NaF를 포함할 수 있다.
선택적으로, 또한 전자 수송층(ETL) 및/또는 정공 차단층(HBL)이 하나 이상의 호스트 화합물 H를 포함할 수 있다.
발광층 EML의 발광 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 더 변형시키기 위해, 발광층 EML은 하나 이상의 추가의 이미터 분자 F를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 이미터 분자 F는 당업계에 공지된 임의의 이미터 분자일 수 있다. 바람직하게는 이러한 이미터 분자 F는 본 발명에 따른 분자 E의 구조와 서로 다른 구조를 가진 분자이다. 이미터 분자 F는 선택적으로 TADF 이미터일 수 있다. 대안적으로, 이미터 분자 F는 선택적으로, 형광성 및/또는 인광성 이미터 분자일 수 있으며, 발광층 EML의 발광 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 시프트(shift)시킬 수 있다. 예시적으로, 삼중항 및/또는 단일항 엑시톤(exciton)은, 이미터 분자 E에 의해 방출되는 광과 비교하여 전형적으로 적색-시프트된 광을 방출함으로써 바닥 상태 S0로 이완(relax)되기 전에 본 발명에 따른 이미터 분자로부터 이미터 분자 F로 이전될 수 있다. 선택적으로, 이미터 분자 F는 또한, 2-광자 효과(two-photon effect)(즉, 최대 흡수 에너지의 절반의 2개의 광자들의 흡수)를 유발할 수 있다.
선택적으로, 유기 전계발광 디바이스(예를 들어 OLED)는 예시적으로, 본질적으로 백색 유기 전계발광 디바이스일 수 있다. 예시적으로 이러한 백색 유기 전계발광 디바이스는 하나 이상의 (짙은) 청색 이미터 분자, 및 녹색 및/또는 적색 광을 방출하는 하나 이상의 이미터 분자를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 기재된 바와 같이 2개 이상의 분자들 사이에 에너지 투과(energy transmittance)가 선택적으로 있을 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 특정한 문맥에서 보다 구체적으로 정의되지 않는다면, 방출된 및/또는 흡수된 광의 색상의 지정은 하기와 같다:
보라색: >380-420 nm의 파장 범위;
짙은 청색: >420-480 nm의 파장 범위;
하늘색: >480-500 nm의 파장 범위;
녹색: >500-560 nm의 파장 범위;
황색: >560-580 nm의 파장 범위;
주황색: >580-620 nm의 파장 범위;
적색: >620-800 nm의 파장 범위.
이미터 분자와 관련하여, 이러한 색상은 최대 방출을 지칭한다. 따라서 예시적으로, 짙은 청색 이미터는 >420 내지 480　nm 범위에서 최대 방출을 가지며, 하늘색 이미터는 >480 내지 500 nm 범위에서 최대 방출을 가지며, 녹색 이미터는 >500 내지 560 nm 범위에서 최대 방출을 가지고, 적색 이미터는 >620 내지 800 nm 범위에서 최대 방출을 가진다.
짙은 청색 이미터는 바람직하게는 480 nm 미만, 보다 바람직하게는 470 nm 미만, 보다 더 바람직하게는 465 nm 미만 또는 심지어 460 nm 미만의 최대 방출을 가진다. 최대 방출은 전형적으로 420 nm 초과, 바람직하게는 430 nm 초과, 보다 바람직하게는 440 nm 초과 또는 심지어 450 nm 초과일 것이다.
이에, 본 발명의 추가의 양태는, 1000 cd/m2에서 8% 초과, 보다 바람직하게는 10% 초과, 보다 바람직하게는 13% 초과, 보다 더 바람직하게는 15% 초과 또는 심지어 20% 초과의 외부 양자 효율을 나타내며 및/또는 420 nm 내지 500 nm, 바람직하게는 430 nm 내지 490 nm, 보다 바람직하게는 440 nm 내지 480 nm, 보다 더 바람직하게는 450 nm 내지 470 nm의 최대 방출을 나타내며 및/또는 500 cd/m2에서 100시간 초과, 바람직하게는 200시간 초과, 보다 바람직하게는 400시간 초과, 보다 더 바람직하게는 750시간 초과 또는 심지어 1000시간 초과의 LT80 값을 나타내는 OLED에 관한 것이다. 이에, 본 발명의 추가의 양태는, OLED의 방출이 0.45 미만, 바람직하게는 0.30 미만, 보다 바람직하게는 0.20 미만, 보다 더 바람직하게는 0.15 미만 또는 심지어 0.10 미만의 CIEy 색 좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
본 발명의 추가의 양태는, 별개의 색상 포인트에서 광을 방출하는 OLED에 관한 것이다. 본 발명에 다르면, OLED는 좁은 방출 밴드(작은 반값 전폭(FWHM))를 가진 광을 방출한다. 일 양태에서, 본 발명에 따른 OLED는 주요 방출 피크의 FWHM이 0.50 eV 미만, 바람직하게는 0.48 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.45 eV 미만, 보다 더 바람직하게는 0.43 eV 미만 또는 심지어 0.40 eV 미만인 광을 방출한다.
본 발명의 추가의 양태는, ITU-R 권고 BT.2020(Rec. 2020)에 의해 정의된 바와 같이 원색(primary color) 청색(CIEx　=　0.131이고, CIEy　=　0.046)의 CIEx(= 0.131)이고, CIEy(= 0.046) 색 좌표에 근접한 CIEx이고, CIEy 색 좌표를 가진 광을 방출하고 따라서 초고해상도(UHD) 디스플레이, 예를 들어 UHD-TV에 사용하기에 적합한 OLED에 관한 것이다. 이에, 본 발명의 추가의 양태는, OLED의 방출이 0.02 내지 0.30, 바람직하게는 0.03 내지 0.25, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.20, 보다 더 바람직하게는 0.08 내지 0.18 또는 심지어 0.10 내지 0.15의 CIEx 색 좌표 및/또는 0.00 내지 0.45, 바람직하게는 0.01 내지 0.30, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.20, 보다 더 바람직하게는 0.03 내지 0.15 또는 심지어 0.04 내지 0.10의 CIEy 색 좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
추가의 양태에서, 본 발명은 광전자 컴포넌트의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 경우, 본 발명의 유기 분자가 사용된다.
유기 전계발광 디바이스, 특히 본 발명에 따른 OLED는 임의의 기상 증착 및/또는 액체 프로세싱 수단에 의해 제작될 수 있다. 이에, 하나 이상의 층은
- 승화 공정에 의해 제조되며,
- 유기 기상 증착 공정에 의해 코팅되며,
- 담체 기체 승화에 의해 코팅되고,
- 용액 프로세싱되거나 또는 프린팅된다.
유기 전계발광 디바이스, 특히 본 발명에 따른 OLED의 제조에 사용되는 방법들은 당업계에 공지되어 있다. 서로 다른 층들이 후속적인 증착 공정에 의해 적합한 기판 상에 개별적으로 및 연속적으로 증착된다. 개별 층은 동일한 또는 서로 다른 증착 방법을 사용하여 증착될 수 있다.
기상 증착 공정은 예시적으로 열적 (공동)증발, 화학적 기상 증착 및 물리적 기상 증착을 포함한다. 액티브 매트릭스 OLED 디스플레이의 경우, AMOLED 백플레인(backplane)이 기판으로서 사용된다. 개별 층은 적절한 용매를 이용하는 용액 또는 분산액으로부터 프로세싱될 수 있다. 용액 증착 공정은 예시적으로 스핀 코팅, 딥 코팅 및 제트 프린팅을 포함한다. 액체 프로세싱은 선택적으로, 불활성 분위기(예를 들어 질소 분위기)에서 수행될 수 있고, 용매는 선택적으로, 당업계에 공지된 수단에 의해 완전히 또는 부분적으로 제거될 수 있다.
도 1은 PMMA 중 실시예 1(10 중량%)의 발광 스펙트럼이다.
도 2는 PMMA 중 실시예 2(10 중량%)의 발광 스펙트럼이다.
실시예
일반적인 합성 반응식 I
Figure pat00031
AAV1 에 대한 일반적인 합성 절차:
Figure pat00032
4-클로로-2,5-디플루오로피리딘 (1.00 당량), 3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐보론산 에스테르 (1.30 당량), Pd2(dba)3 (0.02 당량), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (SPhos) (0.08 당량) 및 트리베이직 포타슘 포스페이트 (2.50 당량)을 질소 분위기 하에 110℃에서 1.5시간 동안 디옥산/물 혼합물 (10:1의 비율) 내에서 교반한다. 반응 혼합물에 Celite® 및 활성 탄소를 첨가하고, 110℃에서 10분 동안 교반한다. 후속적으로, 상기 반응 혼합물을 가열 여과하고, 잔여물을 디옥산으로 세척한다. 감압 하에 용매를 농축시킨 후, 잔여물을 에틸 아세테이트에 용해시키고, 물 및 포화된 소듐 클로라이드 용액으로 세척한다. 유기상을 MgSO4로 건조하고, 용매를 감압 하에 증발시킨다. 수득된 미정제 생성물 Z1을 MPLC에 의해 정제하고, 생성물을 고체(83% 수율)로서 수득한다.
보론산 에스테르 대신에, 상응하는 보론산을 사용할 수 있다.
AAV2 에 대한 일반적인 합성 절차:
Figure pat00033
4-클로로-2,5-디플루오로피리딘 (1.00 당량), 3-(트리플루오로메틸)-5-시아노페닐보론산 에스테르 (1.00 당량), Pd2(dba)3 (0.02 당량), 2-디사이클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐 (SPhos) (0.08 당량) 및 트리베이직 포타슘 포스페이트 (2.50 당량)을 질소 분위기 하에 110℃에서 4시간 동안 디옥산/물 혼합물 (10:1의 비율) 내에서 교반한다. 반응 혼합물에 Celite® 및 활성 탄소를 첨가하고, 110℃에서 10분 동안 교반한다. 후속적으로, 상기 반응 혼합물을 가열 여과하고, 잔여물을 디옥산으로 세척한다. 감압 하에 용매를 농축시킨 후, 잔여물을 디클로로메탄에 용해시키고, 물 및 포화된 소듐 클로라이드 용액으로 세척한다. 유기상을 MgSO4로 건조하고, 용매를 감압 하에 증발시킨다. 수득된 미정제 생성물 Z2를 에탄올 내에서의 재결정화에 의해 정제한다(71% 수율).
보론산 에스테르 대신에, 상응하는 보론산을 사용할 수 있다.
AAV3 에 대한 일반적인 합성 절차:
Figure pat00034
Z3 의 합성을 AAV1 에 따라 수행하며, 여기서 4-클로로-2,3-디플루오로피리딘을 3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐보론산 에스테르와 반응시킨다.
AAV4 에 대한 일반적인 합성 절차:
Figure pat00035
Z4 의 합성을 AAV1 에 따라 수행하며, 여기서 4-클로로-2,3-디플루오로피리딘을 3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐보론산 에스테르와 반응시킨다.
AAV5 에 대한 일반적인 합성 절차:
Figure pat00036
Z5 의 합성을 AAV2 에 따라 수행하며, 여기서 4-클로로-2,3-디플루오로피리딘을 3-(트리플루오로메틸)-5-시아노페닐보론산 에스테르와 반응시킨다.
AAV6 에 대한 일반적인 합성 절차:
Figure pat00037
Figure pat00038
Z1, Z2, Z3, Z4 또는 Z5 (각각 1 당량), 상응하는 공여자 분자 D-H (2.00 당량) 및 트리베이직 포타슘 포스페이트 (5.00 당량)를 질소 분위기 하에 DMSO에 현탁시키고, 120℃ (4 h)에서 교반한다. 후속적으로, 반응 혼합물을 포화된 소듐 클로라이드 용액에 붓고, 디클로로메탄을 이용하여 3회 추출하였다. 조합된 유기상을 포화된 소듐 클로라이드 용액으로 2회 세척하고, MgSO4로 건조한 후, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 미정제 생성물을 에탄올 밖으로의 재결정화 또는 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제한다. 생성물은 고체로서 수득된다.
특히, 공여자 분자 D-H는 3,6-치환된 카르바졸(예를 들어 3,6-디메틸카르바졸, 3,6-디페닐카르바졸, 3,6-디-tert-부틸카르바졸), 2,7-치환된 카르바졸(예를 들어 2,7-디메틸카르바졸, 2,7-디페닐카르바졸, 2,7-디-tert-부틸카르바졸), 1,8-치환된 카르바졸(예를 들어 1,8-디메틸카르바졸, 1,8-디페닐카르바졸, 1,8-디-tert-부틸카르바졸), 1-치환된 카르바졸(예를 들어 1-메틸카르바졸, 1-페닐카르바졸, 1-tert-부틸카르바졸), 2-치환된 카르바졸(예를 들어 2-메틸카르바졸, 2-페닐카르바졸, 2-tert-부틸카르바졸) 또는 3-치환된 카르바졸(예를 들어 3-메틸카르바졸, 3-페닐카르바졸, 3-tert-부틸카르바졸)이다.
예를 들어, 할로겐-치환된 카르바졸, 특히 3-브로모카르바졸이 D-H로서 사용될 수 있다.
후속 반응에서, 보론산 에스테르 작용기 또는 보론산 작용기가 예시적으로, D-H를 통해 도입된 하나 이상의 할로겐 치환기의 위치에 도입되어, 예를 들어 비스(피나콜라토)디보론(CAS No. 73183-34-3)과의 반응을 통해 상응하는 카르바졸-3-일보론산 에스테르 또는 카르바졸-3-일보론산이 수득될 수 있다. 후속해서, 하나 이상의 치환기 Ra는 보론산 에스테르 기 또는 보론산 기 대신에, 상응하는 할로겐화된 반응물 Ra-Hal, 바람직하게는 Ra-Cl 및 Ra-Br과의 커플링 반응을 통해 도입될 수 있다.
대안적으로, 하나 이상의 치환기 Ra는 D-H를 통해 도입된 하나 이상의 할로겐 치환기의 위치에 치환기 Ra의 보론산 [Ra-B(OH)2] 또는 상응하는 보론산 에스테르와의 반응을 통해 도입될 수 있다.
사이클릭 볼타메트리(Cyclic voltammetry)
사이클릭 볼타모그램(cyclic voltammogram)을 적합한 지지 전해질(supporting electrolyte)(예를 들어 0.1 mol/L의 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트) 및 디클로로메탄 또는 적합한 용매 내에서 10-3 mol/L 농도의 유기 분자를 포함하는 용액으로부터 측정한다. 측정은 실온에서 질소 분위기 하에 3-전극 어셈블리(작업 전극 및 상대 전극: Pt 와이어, 참조 전극: Pt 와이어)를 이용하여 수행하고, 내부 표준으로서 FeCp2/FeCp2 +를 사용하여 수정(calibrate)한다. HOMO 데이터를 SCE에 대한 내부 표준으로서 페로센을 사용하여 보정하였다.
밀도 함수 이론 계산
분자 구조를 BP86 함수 및 레졸루션-오브-아이덴터티(resolution-of-identity; RI) 근사법을 이용하여 최적화한다. 여기 에너지를, 시간-의존적 DFT(TD-DFT) 방법을 이용하여 BP86으로 최적화된 구조를 사용하여 계산한다. 오비탈 및 여기 상태 에너지를 B3LYP 함수를 이용하여 계산한다. 수치 적분을 위해 Def2-SVP 베이시스 세트(basis set) 및 m4-그리드를 사용한다. 모든 계산에 Turbomole 프로그램 패키지를 사용한다.
광물리적 측정
샘플 전처리: 스핀-코팅
장치: Spin150, SPS euro.
샘플 농도는 10　mg/ml이며, 적합한 용매 내에서 용해된다.
프로그램: 1) 400　rpm에서 3초; 2) 1000　Upm/s에서 1000 U/min에서 20초; 3) 1000　Upm/s에서 4000 U/min에서 10초. 코팅 후, 필름을 70℃에서 1분 동안 건조한다.
광발광 분광법 및 TCSPC(시간-상관 단광자 계수법; time-correlated single-photon counting)
정상-상태 방출 분광법을 150 W 제논 아크 램프, 여기 및 방출 단색화 장치(monochromator), Hamamatsu R928 광전자 배증관(photomultiplier) 및 시간-상관 단광자 계수법 옵션이 구비된, Horiba Scientific사의 모델 플루오로Max-4에 의해 측정한다. 방출 및 여기 스펙트럼을 표준 보정 피트(correction fit)를 사용하여 보정한다.
여기 상태 수명을, FM-2013 장비 및 Horiba Yvon TCSPC 허브를 이용한 TCSPC 방법을 사용하여 동일한 시스템을 이용하여 확인한다.
여기 소스:
NanoLED 370 (파장: 371 nm, 펄스 기간: 1.1 ns)
NanoLED 290 (파장: 294 nm, 펄스 기간: <1 ns)
SpectraLED 310 (파장: 314 nm)
SpectraLED 355 (파장: 355 nm).
데이터 분석(지수 맞춤(exponential fitting))을 소프트웨어 스위트 DataStation 및 DAS6 분석 소프트웨어를 사용하여 수행한다. 맞춤(fit)을 카이-제곱(chi-squared) 테스트를 사용하여 명시한다.
광발광 양자 수율 측정
광발광 양자 수율(PLQY) 측정을 위해, Absolute PL 양자 수율 측정 C9920-03G 시스템(Hamamatsu Photonics사)을 사용한다. 양자 수율이고, CIE 좌표를 소프트웨어 U6039-05 버전 3.6.0을 사용하여 확인한다.
최대 방출을 nm로 기록하며, 양자 수율은 φ%로 기록하고, CIE 좌표는 x, y 값으로 기록한다.
PLQY는 하기 프로토콜을 사용하여 확인한다:
1) 품질 보증: 에탄올 중 안트라센(공지된 농도)을 참조로서 사용한다.
2) 여기 파장: 유기 분자의 최대 흡수를 확인하고, 분자를 이 파장을 사용하여 여기시킨다.
3) 측정
양자 수율은 용액 또는 필름 샘플에 대해 질소 분위기 하에 측정한다. 수율은 하기 방정식을 사용하여 계산한다:
Figure pat00039
n광자는 광자 수이고, Int는 강도이다.
유기 전계발광 디바이스의 제조 및 특징화
본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는 OLED 디바이스를, 진공-증착 방법을 통해 제조할 수 있다. 하나의 층이 1개 초과의 화합물을 포함한다면, 하나 이상의 화합물의 중량 퍼센트는 %로 주어진다. 총 중량 퍼센트 값은 100%이며, 따라서 값이 주어지지 않더라도, 이러한 화합물의 분획은 주어진 값과 100% 사이의 차이와 동일하다.
완전히 최적화되지 않은 OLED는 표준 방법을 사용하고, 전계발광 스펙트럼, 포토다이오드에 의해 검출된 광으로부터 계산된 강도에 의존하는 외부 양자 효율(%로 측정됨) 및 전류를 측정하여 특징화된다. 일정한 전류 밀도에서 작동 동안 휘도(luminance)의 변화로부터 OLED 디바이스 수명을 추출한다. LT50 값은 측정된 휘도가 초기 휘도의 50%까지 감소되는 시점에 상응하고, 유사하게는 LT80은 측정된 휘도가 초기 휘도의 80%까지 감소되는 시점에 상응하고, LT95는 측정된 휘도가 초기 휘도의 95%까지 감소되는 시점에 상응하는 등이다.
가속화된 수명 측정을 수행한다(예를 들어 증가된 전류 밀도를 적용하여). 예시적으로 500 cd/m2에서의 LT80 값은 하기 방정식을 사용하여 확인된다:
Figure pat00040
여기서, L 0 은 적용된 전류 밀도에서 초기 휘도를 의미한다.
값들은 몇몇(전형적으로 2 내지 8개) 픽셀들의 평균에 상응하고, 이들 픽셀들 사이의 표준 편차가 주어진다.
실시예 1
Figure pat00041
실시예 1을 AAV1 및 AAV6 (81% 수율)에 따라 합성하였다.
MS (HPLC-MS):
분자식 체류 시간 계산된 m/z 확인된 m/z
C61H37F6N3 11.64-11.84 min 925.98 925.5
도 1은 실시예 1(PMMA 중 10 중량%)의 발광 스펙트럼을 도시한 것이다.
실시예 1(PMMA 중 10 중량%)의 최대 방출은 462 nm에서이다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 84%이고, 반값 전폭은 0.41 eV이고, 방출 수명은 86 μs이다.
mCBP (10 중량%)에서, 방출 수명은 43　μs까지 감소되고, FWHM은 0.38　eV까지 감소된다 (PLQY = 66%; λmax = 466　nm).
실시예 2
Figure pat00042
실시예 2를 AAV 2 및 AAV6 (60% 수율)에 따라 합성하였다.
MS (HPLC-MS):
분자식 체류 시간 계산된 m/z 확인된 m/z
C61H37F3N4 12.36 min 882.99 882.38
도 2는 실시예 2(PMMA 중 10 중량%)의 발광 스펙트럼을 도시한 것이다.
실시예 2(PMMA 중 10 중량%)의 최대 방출은 472 nm에서이다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 86%이고, 반값 전폭은 0.40 eV이고, 방출 수명은 49 μs이다.
실시예 C
Figure pat00043
실시예 C의 광발광 양자 수율(PLQY)은 39%이다.
디바이스 D1
실시예 1을 하기 층 구조를 갖는 OLED-디바이스 D1에서 시험하였다:
층 두께
10 100 nm Al
9 2 nm Liq
8 20 nm NBPhen
7 10 nm MAT1
6 50 nm 실시예 1 (10%) : MAT2 (70%) : MAT1 (20%)
5 10 nm MAT2
4 10 nm TCTA
3 40 nm NPB
2 5 nm HAT-CN
1 50 nm ITO
기판 유리
Figure pat00044
D1의 경우, 1000　cd/m2에서의 외부 양자 효율(EQE)은 15.8 ± 0.2%인 것으로 확인되었다. 최대 방출은 465 nm에서이고, CIEx는 0.15이고, CIEy는 8 V에서 0.19이다.
본 발명의 유기 분자의 부가적인 예들
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076

Claims (15)

  1. 유기 분자로서,
    상기 유기 분자는
    - 식 I의 구조를 포함하는 제1 화학적 모이어티:
    Figure pat00077

    및
    - 각각 서로 독립적으로 식 II의 구조를 포함하는 2개의 제2 화학적 모이어티들:
    Figure pat00078

    을 포함하고,
    여기서, 상기 제1 화학적 모이어티는 단일 결합을 통해 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 각각에 연결되며;
    T는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이며;
    V는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이며;
    X는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이며;
    Y는 상기 제1 화학적 모이어티를 상기 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 하나에 연결하는 단일 결합의 결합 부위이거나, 또는 R2이며;
    #은 상기 제2 화학적 모이어티들을 상기 제1 화학적 모이어티에 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타내며;
    Z는 각각의 경우 서로 독립적으로, 직접 결합, CR3R4, C=CR3R4, C=O, C=NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    Rx는 CF3 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    R1은 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    수소, 중수소,
    C1-C5-알킬,
    여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
    C2-C8-알케닐,
    여기서 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
    C2-C8-알키닐,
    여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며; 및
    C6-C18-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되며;
    R2는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    수소, 중수소,
    C1-C5-알킬,
    여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
    C2-C8-알케닐,
    여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며;
    C2-C8-알키닐,
    여기서, 하나 이상의 수소 원자는 선택적으로 중수소에 의해 치환되며; 및
    C6-C18-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되며;
    Ra, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    수소, 중수소, N(R5)2, OR5, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C1-C40-알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C1-C40-티오알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C2-C40-알케닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C2-C40-알키닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C6-C60-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며; 및
    C3-C57-헤테로아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며;
    R5는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되고:
    수소, 중수소, N(R6)2, OR6, Si(R6)3, B(OR6)2, OSO2R6, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
    C1-C40-알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
    C1-C40-티오알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
    C2-C40-알케닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
    C2-C40-알키닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의해 치환되며;
    C6-C60-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되며; 및
    C3-C57-헤테로아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되며;
    R6은 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    수소, 중수소, OPh, CF3, CN, F,
    C1-C5-알킬,
    여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
    C1-C5-알콕시,
    여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
    C1-C5-티오알콕시,
    여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
    C2-C5-알케닐,
    여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
    C2-C5-알키닐,
    여기서, 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 서로 독립적으로, 중수소, CN, CF3 또는 F에 의해 치환되며;
    C6-C18-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환되며;
    C3-C17-헤테로아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬 치환기로 치환되며;
    N(C6-C18-아릴)2;
    N(C3-C17-헤테로아릴)2; 및
    N(C3-C17-헤테로아릴)(C6-C18-아릴);
    치환기 Ra, R3, R4 또는 R5는 서로 독립적으로 선택적으로, 하나 이상의 치환기 Ra, R3, R4 또는 R5와 함께 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭, 지방족, 방향족 및/또는 벤조-융합된 고리 시스템을 형성하며;
    T, V, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 정확하게 2개의 치환기들은 제1 화학적 모이어티와 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 1개를 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타내고;
    V 및 X가 제1 화학적 모이어티와 2개의 제2 화학적 모이어티들 중 1개를 연결하는 단일 결합의 결합 부위를 나타내는 경우, Rx는 CF3인, 유기 분자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화학적 모이어티가 식 Ia의 구조를 포함하는, 유기 분자:
    Figure pat00079
    .
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    R1 및 R2가 각각의 경우 서로 독립적으로, H, 메틸 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는, 유기 분자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    Rx가 CF3인, 유기 분자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 제2 화학적 모이어티들이 각각의 경우 서로 독립적으로, 식 IIa의 구조를 포함하는, 유기 분자:
    Figure pat00080
    .
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 제2 화학적 모이어티들이 각각의 경우 서로 독립적으로, 식 IIb의 구조를 포함하며:
    Figure pat00081

    여기서,
    Rb는 각각의 경우 서로 독립적으로 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    수소, 중수소, N(R5)2, OR5, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C1-C40-알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C1-C40-티오알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C2-C40-알케닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C2-C40-알키닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C6-C60-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고; 및
    C3-C57-헤테로아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고;
    나머지 변수에 대해, 제1항의 정의가 적용되는, 유기 분자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 제2 화학적 모이어티들이 각각의 경우 서로 독립적으로, 식 IIc의 구조를 포함하며:
    Figure pat00082

    여기서,
    Rb는 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되며:
    수소, 중수소, N(R5)2, OR5, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
    C1-C40-알킬,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C1-C40-알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C1-C40-티오알콕시,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C2-C40-알케닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C2-C40-알키닐,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고
    여기서, 하나 이상의 비-인접한 CH2-기는 선택적으로 R5C=CR5, C≡C, Si(R5)2, Ge(R5)2, Sn(R5)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR5, P(=O)(R5), SO, SO2, NR5, O, S 또는 CONR5에 의해 치환되며;
    C6-C60-아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되며; 및
    C3-C57-헤테로아릴,
    이는 선택적으로 하나 이상의 치환기 R5로 치환되고;
    나머지 변수에 대해, 제1항의 정의가 적용되는, 유기 분자.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    Rb가 각각의 경우 서로 독립적으로, 하기의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 유기 분자:
    - Me, iPr, tBu, CN, CF3,
    - Ph, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며;
    - 피리디닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며;
    - 피리미디닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며;
    - 카르바졸릴, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되며;
    - 트리아지닐, 이는 선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3, 및 Ph로 이루어진 군으로부터 서로 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환됨; 및
    - N(Ph)2.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자의 제조 방법으로서,
    디-R2 치환된 4-클로로-디플루오로-피리딘을 반응물로서 제공하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
  10. 광전자 디바이스에서 발광 이미터 및/또는 호스트 물질 및/또는 전자 수송 물질 및/또는 정공 주입 물질 및/또는 정공 차단 물질로서의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자의 용도.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광전자 디바이스가
    · 유기 발광 다이오드(OLED),
    · 발광 전기화학 전지,
    · OLED-센서, 특히 외부로부터 밀폐식으로 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서,
    · 유기 다이오드,
    · 유기 태양 전지,
    · 유기 트랜지스터,
    · 유기 전계 효과 트랜지스터,
    · 유기 레이저, 및
    · 다운-변환 요소(down-donversion element)
    로 이루어진 군으로부터 선택되는, 용도.
  12. 조성물로서,
    (a) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 유기 분자, 특히 이미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자, 및
    (b) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자와 서로 다른 하나 이상의 이미터 및/또는 호스트 물질, 및
    (c) 선택적으로, 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매
    를 포함하는, 조성물.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물을 포함하는 광전자 디바이스로서, 특히 유기 발광 다이오드(OLED); 발광 전기화학 전지; OLED-센서, 특히 외부로부터 밀폐식으로 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서; 유기 다이오드; 유기 태양 전지; 유기 트랜지스터; 유기 전계 효과 트랜지스터; 유기 레이저; 및 다운-변환 요소로 이루어진 군으로부터 선택되는 디바이스 형태의 광전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    - 기판,
    - 애노드,
    - 캐소드, 및
    - 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배열되고 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물을 포함하는 하나 이상의 발광층
    을 포함하며,
    상기 애노드 또는 상기 캐소드가 상기 기판에 배치되는, 광전자 디바이스.
  15. 광전자 디바이스의 제조 방법으로서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물이 사용되며, 특히 진공 증발 방법에 의해 유기 화합물을 프로세싱하거나 또는 용액으로부터 유기 화합물을 프로세싱하는 단계를 포함하는, 광전자 디바이스의 제조 방법.
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