KR20190116298A - 유기 분자, 특히 유기 광전자 장치에 사용하기 위한 유기 분자 - Google Patents

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

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KR20190116298A
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Abstract

본 발명은 유기 분자, 특히 광전자 소자에 사용하기 위한 유기 분자에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 유기 분자는
- 화학식 I에 따른 구조를 갖는 제1 화학적 단위,
Figure pct00113

- 각각의 경우, 각각 서로 동일하거나 상이한, 화학식 II에 따른 구조를 포함하거나 이로 이루어진 2 개의 제2 화학적 단위로 이루어진다.
Figure pct00114

여기에서, 각각의 경우 제1 화학적 단위는 2 개의 제2 화학적 단위에 단일 결합을 통해 연결되며;
여기에서,
서로에 대해 독립적으로, T, V는 화학식 I에 따른 화학적 단위와 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H이고;
서로에 대해 독립적으로, W, X, Y는 화학식 I에 따른 화학적 단위와 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택되고;
여기에서, W, X 및 Y로부터 선택되는 정확하게 하나의 라디칼은 CN 또는 CF3이고, T, V, W, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 개의 라디칼은 화학식 I에 따른 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이다.

Description

유기 분자, 특히 유기 광전자 장치에 사용하기 위한 유기 분자
본 발명은 순수 유기 분자와 유기 발광 다이오드 (OLED) 및 다른 유기 광전자 장치에 있어서 순수 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 기본 목적은 광전자 장치에 사용하기에 적합한 분자를 제공하는 것이다.
이 과제는 본원에 기술된 새로운 종류의 유기 분자에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 유기 분자는 순수 유기 분자로서, 즉, 임의의 금속 이온을 갖지 않으므로 유기 광전자 장치용으로 알려진 금속 착화합물과 상이하다.
본 발명에 따른 유기 분자는 청색, 하늘색 또는 녹색의 스펙트럼 범위에서 방출되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 유기 분자의 광루미네센스 양자 수율은 특히, 20% 이상이다. 본 발명에 따른 분자는 특히, 열활성 지연 형광(TADF)을 나타낸다. 본 발명에 따른 분자를 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 광전자 장치에 사용하면 장치의 효율이 더 높아진다. 이에 상응하는 OLED는 알려진 에미터(emitter) 재료 및 비슷한 색상을 갖는 OLED보다 더 높은 안정성을 갖는다.
본원에서의 청색 스펙트럼 범위는 470 nm 미만의 가시 영역으로 이해된다. 본원에서의 하늘색 스펙트럼 범위는 470 nm 내지 499 nm 사이의 영역으로 이해된다. 본원에서의 녹색 스펙트럼 범위는 500 nm 내지 599 nm 사이의 영역으로 이해된다. 방출 최대 값은 각각의 범위 내에 있다.
유기 분자는,
- 화학식 I에 따른 구조를 갖거나 이로 구성된 제1 화학적 단위,
Figure pct00001
- 각각의 경우, 각각 서로 동일하거나 상이한, 화학식 II에 따른 구조를 포함하거나 이로 이루어진 2 개의 제2 화학적 단위를 갖거나 함유한다.
Figure pct00002
이에 따라, 제1 화학적 단위는 단일 결합을 통해 2 개의 제2 화학적 단위 D에 각각 연결된다.
T는 화학식 I에 따른 제1 화학적 단위와 제2 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H이다.
V는 제1 화학적 단위와 제2 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H이다.
W는 제1 화학적 단위와 제2 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택된다.
X는 화학식 I에 따른 제1 화학적 단위와 제2 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Y는 화학식 I에 따른 제1 화학적 단위와 제2 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나, H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택되고;
#은 각각의 제2 화학적 단위 D와 화학식 I에 따른 제1 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이다.
Z는 각각의 경우 동일하거나 상이하고, 직접적인 결합이거나 CR3R4, C=CR3R4, C=O, C=NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
R1 및 R2 각각의 경우 동일하거나 상이하고,
H이거나;
1 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기(각각의 경우, 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음);
2개 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기(각각의 경우, 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음);
3 개 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기(각각의 경우, 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음); 또는
5 개 내지 15 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리(각각의 경우, 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있음)이다.
각각의 경우, Ra, R3 및 R4은 동일하거나 상이하고, H, 중수소, N(R5)2, OH, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR5로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR5로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR5로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기이다.
각각의 경우, R5는 동일하거나 상이하고, H, 중수소, N(R6)2, OH, Si(R6)3, B(OR6)2, OSO2R6, CF3, CN, F, Br, I,
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있는 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR6로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR6로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있는 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR6로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기이다.
R6는 각각의 경우 동일하거나 상이하고, H, 중수소, OH, CF3, CN, F,
1 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음)이거나;
2 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기(여기에서, 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음)이거나;
3 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음)이거나;
5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템(여기에서, 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF로 CF3로 치환될 수 있음)이거나;
5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기(여기에서, 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음)이거나;
10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기(여기에서, 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음)이다.
각각의 라디칼 Ra, R3, R4 또는 R5는 또한 하나 이상의 추가 라디칼 Ra, R3, R4 또는 R5와 함께 모노- 또는 폴리-고리형, 지방족, 방향족 및/또는 벤젠 축환(benzoannelated) 고리 시스템을 형성할 수 있다.
W, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 정확하게 하나의 라디칼은 CN 또는 CF3이고 T, V, W, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 개의 라디칼은 제1 화학적 단위와 제2 화학적 단위 D 사이의 단일 결합의 부착 지점이다.
일 구현예에서, 각각의 경우 R1은 동등하거나 상이하게,
1 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기(각각의 경우, 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음);
2 개 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기(각각의 경우, 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음);
3 개 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기(각각의 경우, 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음);
또는 5 개 내지 15 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리(각각의 경우, 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있음)이다.
일 구현예에서, R1은 각각의 경우 동일하거나 상이하며 메틸 또는 페닐이다.
일 구현예에서, R1은 각각의 경우 페닐이다.
일 구현예에서, R2는 H, 메틸 또는 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, R2는 H이다.
일 구현예에서, W는 CN이다.
유기 분자의 추가적인 구현예에서, 각각의 경우 제2 화학적 유닛 D는 화학식 IIa의 구조를 포함하거나 화학식 IIa의 구조로 구성되며, 동일하거나 상이하다:
Figure pct00003
여기에서 화학식 I 및 화학식 II에 대해 언급된 정의는 # 및 Ra에 적용된다.
본 발명에 따른 유기 분자의 추가적인 구현예에서, 각각의 경우 제2 화학적 유닛 D는 화학식 IIb, 화학식 IIb-2, 화학식 IIb-3 또는 화학식 IIb-4의 구조를 포함하거나 이로 이루어진 구조로 구성되며, 동일하거나 상이하다:
Figure pct00004
여기에서,
각각의 경우, Rb는 동일하거나 상이하고, N(R5)2, OH, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I,
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR5로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR5로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기(여기에서, 하나 이상의 비인접 CH2기는, 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 CONR5로 치환될 수 있음)이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기이거나;
각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기이다.
그렇지 않은 경우, 전술한 정의가 적용된다.
본 발명에 따른 유기 분자의 추가적인 구현예에서, 각각의 경우 제2 화학적 유닛 D는 화학식 IIc, 화학식 IIc-2, 화학식 IIc-3 또는 화학식 IIc-4의 구조를 각각 포함하거나 이로 이루어진 구조로 구성되며, 동일하거나 상이하다:
Figure pct00005
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
본 발명에 따른 다른 구현예에서, 각각의 경우 Rb는,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 Ph,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 피리디닐,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 피리미디닐,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 카바졸릴,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 트리아지닐, 및
N(Ph)2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
다음은 제2 화학적 기 D의 예를 도시한다.
Figure pct00006
Figure pct00007
여기에서, 전술한 정의는 #, Z, Ra, R3, R4 및 R5에 적용된다. 일 구현예에서, 각각의 경우 라디칼 R5는 동일하거나 상이하며, 수소, 메틸, 에틸, 페닐 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 일 구현예에서, 각각의 경우 라디칼 Ra는 동일하거나 상이하며, 수소, 메틸 (Me), i-프로필 (CH(CH3)2) (iPr), t-부틸(tBu), 페닐(Ph), CN, CF3 및 디페닐아민(NPh2)으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 III의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00008
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIa의 구조를 갖는다.
Figure pct00009
여기에서,
각 경우의 Rc는,
Me,
iPr,
tBu,
CN,
CF3,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 Ph,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 피리디닐,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 피리미디닐,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 카바졸릴,
각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 트리아지닐, 및
N(Ph)2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
그렇지 않은 경우, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIb의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00010
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIc의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00011
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIId의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00012
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIe의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00013
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIf의 구조를 갖는다.
Figure pct00014
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIg의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00015
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IIIh의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00016
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IV의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00017
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVa의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00018
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVb의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00019
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVc의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00020
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVd의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00021
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVe의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00022
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVf의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00023
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVg의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00024
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 IVh의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00025
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 V의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00026
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Va의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00027
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Vb의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00028
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Vc의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00029
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Vd의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00030
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Ve의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00031
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Vf의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00032
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Vg의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00033
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 Vh의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00034
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VI의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00035
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIa의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00036
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIb의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00037
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIc의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00038
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VId의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00039
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIe의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00040
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIf의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00041
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIg의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00042
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIh의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00043
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VII의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00044
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIa의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00045
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIb의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00046
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIc의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00047
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIId의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00048
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIe의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00049
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIf의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00050
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIg의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00051
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIIh의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00052
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 VIII의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure pct00053
여기에서, 전술한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, 각각의 경우 Rc는,
CN,
CF3,
Me,
iPr,
tBu,
각각의 경우 CN, CF3, Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 Ph,
각각의 경우 CN, CF3, Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 1,3,5-트리아지닐, 및
각각의 경우 CN, CF3, Me, iPr, tBu, 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 카바졸릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 맥락에서, 아릴기는 6 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유하고; 헤테로아릴기는 적어도 하나의 고리 원자가 헤테로 원자인 5개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 함유한다. 특히, 헤테로 원자는 N, O 및/또는 S이다. 본 발명의 특정 구현예에서, 예를 들어 방향족 고리 원자수 또는 포함된 헤테로 원자수에 관하여 기술한 정의와 다른 정의가 특정되는 경우, 이들 정의를 적용한다.
아릴기 또는 헤테로아릴기는 벤젠과 같은 간단한 방향족 고리 또는 피리딘, 피리미딘이나 티오펜과 같은 간단한 헤테로방향족 고리 또는 페난트렌, 퀴놀린이나 카바졸과 같은 헤테로방향족 폴리고리형의 화합물인 것으로 이해된다. 본 발명의 맥락에서, 축합된(annelated) 방향족 또는 헤테로방향족 폴리고리형 화합물은 서로 축합된 2개 이상의 간단한 방향족 또는 헤테로방향족 고리로 구성된다.
각각 전술한 라디칼로 치환될 수 있고, 임의의 목적하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족에 연결될 수 있는 아릴기 또는 헤테로아릴기는, 특히 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 디하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 벤즈안트라센, 벤조페난트렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 퓨란, 벤조퓨란,이소벤조퓨란, 디벤조퓨란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜; 피롤, 인돌, 이소인돌, 카바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프티미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프트옥사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 피라진, 1,3,5-트리아진, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카보린, 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 이들 기의 조합으로부터 유래하는 기로 이해된다.
고리형의 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기는 단일고리, 이중고리 또는 다중고리형 기인 것으로 이해된다.
본 발명의 범주 내에서, 각각의 수소 원자 또는 CH2기가 전술한 기로 치환될 수 있는 C1 내지 C40 알킬기는, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, 시클로프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 시클로부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, t-펜틸, 2-펜틸, 네오펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, s-헥실, t-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 네오헥실, 시클로헥실, 1-메틸시클로펜틸, 2-메틸펜틸, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 4-헵틸, 시클로헵틸, 1-메틸시클로헥실, n-옥틸, 2-에틸헥실, 시클로옥틸, 1-비시클로[2,2,2]옥틸, 2-비시클로[2,2,2]-옥틸, 2-(2,6-디메틸)옥틸, 3-(3,7-디메틸)옥틸, 아다만틸, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로메틸, 2,2,2-트리플루오르에틸, 1,1-디메틸-n-헥스-1-일-, 1,1-디메틸-n-헵트-1-일-, 1,1-디메틸-n-옥트-1-일-, 1,1-디메틸-n-데스-1-일-, 1,1-디메틸-n-도데스-1-일-, 1,1-디메틸-n-테트라데스-1-일-, 1,1-디메틸-n-헥사데스-1-일-, 1,1-디메틸-n-옥타데스-1-일-, 1,1-디에틸-n-헥스-1-일-, 1,1-디에틸-n-헵트-1-일-, 1,1-디에틸-n-옥트-1-일-, 1,1-디에틸-n-데스-1-일-, 1,1-디에틸-n-도데스-1-일-, 1,1-디에틸-n-테트라데스-1-일-, 1,1-디에틸n-n-헥사데스-1-일-, 1,1-디에틸-n-옥타데스-1-일-, 1-(n-프로필)-시클로헥스-1-일-, 1-(n-부틸)-시클로헥스-1-일-, 1-(n-헥실)-시클로헥스-1-일-, 1-(n-옥틸)-시클로헥스-1-일- 및 1-(n-데실)-시클로헥스-1-일-기의 라디칼인 것으로 이해된다. 알케닐기는, 예를 들어, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐, 시클로옥테닐 또는 시클로옥타디에닐기인 것으로 이해된다. 알키닐기는, 예를 들어, 에티닐, 프로피닐, 부틸, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐 또는 옥티닐기인 것으로 이해된다. C1 내지 C40 알콕시기는, 예를 들어, 메톡시, 트리플루오로메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시 또는 2-메틸부톡시기인 것으로 이해된다.
본 발명의 일 구현예는, 최저 여기 단일항(S1) 상태와 그 아래의 삼중항(T1) 상태 사이의
Figure pct00054
E(S1-T1) 값을 갖는 유기 분자, 즉 5000 cm-1 이하, 특히 3000 cm-1 이하, 1500 cm-1 또는 1000 cm-1 이하의 값, 및/또는 최대 150 μs, 특히 최대 100 μs, 최대 50 μs 또는 최대 10μs의 방출 수명, 및/또는 0.55 eV 미만, 특히 0.50 eV 미만, 0.48 eV 미만 또는 0.45 eV 미만의 반치전폭을 갖는 주 방출 대역을 갖는 유기 분자에 관한 것이다.
유기 분자는 특히, 420 내지 500 nm, 430 내지 480 nm, 또는 450 내지 470 nm 사이에서 최대 방출 값을 가진다.
특히, 유기 분자는, 본 발명에 따른 분자에 의해 방출되는 빛의 PLQY(% 단위) 및 CIEy 색 좌표의 지수인 "청색 물질 지수"(BMI)를 가지며, 그 값은 150 초과, 특히 200 초과, 250 초과 또는 300 초과이다.
다른 양태에서, 본 발명은 본원에서 기술한 형태의 발명에 따라 (가능하게는 후속 반응으로) 유기 분자를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 4 또는 6의 위치에서 R1이 치환되고 5의 위치에서 R2가 치환된 2-할로겐피리미딘이 추출물로서 사용된다. 본 발명에 따른 2-할로겐피리미딘은 2-클로로피리미딘, 2-브로모피리미딘 및 2-요오도피리미딘이다.
일 구현예에서, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘, 2-브로모-4,6-디페닐피리미딘, 2-요오도-4,6-디페닐피리미딘, 2-클로로-4,6-디메틸피리미딘, 2-브로모-4,6-디메틸피리미딘 또는 2-요오도-4,6-디메틸피리미딘이 추출물로서 사용된다.
Figure pct00055
일 구현예에서, 위의 개략도에서는 화학적 기 CN은 CF3로 치환된다.
일 구현예에서, 4 및 6의 위치에서 R1이 치환되고 5의 위치에서 R2가 치환된 추출물로서의 2-할로겐피리미딘을 디플루오로 시아노닐보론산 또는 이에 상응하는 디플루오로 시아노페닐보론산 에스테르와 팔라듐 촉매화 교차 결합 반응으로 반응시킨다. 본 발명에 따르면, 예를 들어, 2,6-디플루오로-4-시아노페닐보론산, 2,5-디플루오로-4-시아노페닐보론산, 3,5-디플루오로-4-시아노페닐보론산, 4,5-디플루오로-3-시아노페닐보론산, 2,4-디플루오로-3-시아노페닐보론산 및 4,5-디플루오로-2-시아노페닐보론산을 사용할 수 있다. 생성물은 상응하는 아민의 탈양성자화 및 2 개의 플루오린기의 후속 친핵성 치환에 의해 수득된다. 이를 위해, 2 개의 질소 헤테로고리 화합물을 추출물 E1과 친핵성 방향족 치환으로 반응시킨다. 일반적인 조건은 디메틸 술폭사이드(DMSO) 또는 N,N-디메틸포름아미드(DMF)와 같은 비양성자성 극성 용매 내에서 제삼인산칼륨 또는 수소화 나트륨과 같은 염기의 사용을 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 유기 광전자 장치에서의 발광 에미터 또는 호스트(host) 재료로서의 유기 분자의 용도에 관한 것으로서, 특히 유기 광전자 장치는,
· 유기 발광 다이오드(OLED),
· 발광 전기화학 전지,
· OLED 센서(특히 밀봉차폐 되지 않은 기체 및 증기 센서),
· 유기 다이오드,
· 유기 태양 전지,
· 유기 트랜지스터,
· 유기 전계-효과 트랜지스터,
· 유기 레이저 및
· 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
다른 양태에서, 본 발명은,
(a) 본 발명에 따른 적어도 하나의 유기 분자, 특히 에미터 및/또는 호스트로서의 유기 분자;
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 상이한 적어도 하나의, 즉 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 재료; 및
(c) 선택적으로 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 유기 용매를 가지거나 이들로 이루어지는 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 유기 분자 및 하나 이상의 호스트 재료로 이루어진다. 특히, 호스트 재료(들)은 본 발명에 따른 유기 분자의 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위보다 에너지가 더 높은 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위를 갖는다. 일 구현예에서, 조성물은, 본 발명에 따른 유기 분자에 더하여 전자-우성 및 홀-우성의 호스트 재료를 갖는다. 홀-우성 호스트 재료의 최고 준위 점유 분자궤도(HOMO) 및 최저 준위 비점유 분자궤도(LUMO)는, 특히 전자-우성 호스트 재료에 비해 에너지적으로 더 높다. 홀-우성 호스트 재료의 HOMO는 본 발명에 따른 유기 분자의 HOMO보다 에너지적으로 낮지만, 전자-우성 호스트 재료의 LUMO는 본 발명에 따른 유기 분자의 LUMO보다 에너지적으로 높다. 에미터와 호스트 재료(들) 사이에서 들뜬 복합체 형성을 피하기 위하여, 재료들은 각각의 궤도 간의 에너지 간극이 작도록 선택되어야 한다. 전자-우성 호스트 재료의 LUMO와 본 발명에 따른 유기 분자의 LUMO 사이의 에너지 차이는 특히 0.5 eV 미만, 바람직하게는 0.3 eV, 더 바람직하게는 0.2 eV 미만이다. 홀-우성 호스트 재료의 HOMO와 본 발명에 따른 유기 분자의 HOMO 사이의 에너지 차이는 특히 0.5 eV 미만, 바람직하게는 0.3 eV, 더 바람직하게는 0.2 eV 미만이다.
다른 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 유기 분자 또는 본 발명에 따른 조성물을 가지는 유기 광전자 장치에 관한 것이다. 특히 유기 광전자 장치는 유기 발광 다이오드 (OLED); 발광 전기화학 전지; OLED 센서(특히 밀봉차폐되지 않은 기체 및 증기 센서); 유기 다이오드; 유기 태양 전지; 유기 트랜지스터; 유기 전계-효과 트랜지스터; 유기 레이저 및 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 장치로서 형성된다.
유기 광전자 장치로서,
- 기판,
- 애노드,
- 캐소드(애노드 및 캐소드는 기판 상에 배치됨), 및
- 애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 본 발명에 따른 유기 분자를 가지는 적어도 하나의 발광층을 갖는 유기 광전자 장치는 본 발명의 또 다른 구현예를 대표한다.
일 구현예에서, 광전자 장치는 OLED이다. 일반적인 OLED는, 예를 들어, 다음의 층 구조를 가진다:
1. 기판(지지재)
2. 애노드
3. 홀 주입층(HIL)
4. 홀 수송층(HTL)
5. 전자 차단층(EBL)
6. 발광층(EML)
7. 홀 차단층(HBL)
8. 전자 수송층(ETL)
9. 전자 주입층(EIL)
10. 캐소드.
특정 층의 존재는 단지 선택 사항이다. 이들 층들 중 몇몇은 같은 공간에 동시에 존재할 수 있다. 특정 층은 소자 내에 2 번 이상 존재할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 유기 소자의 적어도 하나의 전극은 반투명하도록 설계된다. 이러한 경우, "반투명"은 가시 광선을 투과시키는 층을 의미한다. 반투명 층은 깨끗하게 반투명이거나(즉, 투명하거나), 적어도 부분적으로 빛을 흡수하고/하거나 부분적으로 빛을 확산할 수 있도록, 예를 들어, 확산성 반투명이거나 뿌연 반투명일 수도 있다. 여기에서 반투명이라 지칭되는 층은, 특히 가능한 한 빛을 적게 흡수하도록, 가능한 한 투명하게 설계된다.
다른 구현예에 따르면, 유기 소자, 특히 OLED는 역구조를 가진다. 역구조는, 캐소드가 기판 상에 위치하고, 다른 층들이 이에 대응하여 역전되는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 한다:
1. 기판(지지재)
2. 캐소드
3. 전자 주입층(EIL)
4. 전자 수송층(ETL)
5. 홀 차단층(HBL)
6. 방출층 또는 발광층(에미터층, EML)
7. 전자 차단층(EBL)
8. 홀 수송층(HTL)
9. 홀 주입층(HIL)
10. 애노드
특정 층의 존재는 단지 선택 사항이다. 이들 층들 중 몇몇은 같은 공간에 동시에 존재할 수 있다. 특정 층은 또한 소자 내에 2 번 이상 존재할 수 있다.
일 구현예에서, 역전된 OLED에서, 일반적인 구조의 애노드 층, 예를 들어 ITO(인듐 주석 산화물) 층은 캐소드로서 연결된다.
다른 구현예에 따르면, 유기 소자, 특히 OLED는 적층 구조를 가진다. 이 경우, 각각의 OLED는 서로 위, 아래로 배열되고, 일반적인 구조처럼 서로 옆으로 나란히 배치되지 않는다. 혼합된 빛의 생성은 적층 구조의 도움으로 가능할 수 있다. 이러한 구조는, 예를 들어, 백색광을 생성하는 데 사용될 수 있다. 백색광을 생성하기 위하여, 전체 가시 광선 스펙트럼은 일반적으로 청색, 녹색 및 적색의 에미터 방출광을 조합함으로써 생성된다. 또한, 통상적인 OLED와 비교하여 실질적으로 동일한 효율 및 동일한 휘도를 가지면서 상당히 더 긴 수명을 달성할 수 있다. 2 개의 OLED 사이의 소위 전하 생성층(CGL)은 적층 구조에 선택적으로 사용된다. 전술한 층은 n-도핑된 층과 p-도핑된 층으로 구성되며, n-도핑된 층은 일반적으로 애노드에 더 가깝게 배치된다.
소위 탠덤(tandem) OLED의 일 구현예에서, 애노드와 캐소드 사이에서 2개 이상의 발광층이 발생한다. 일 구현예에서, 3 개의 발광층이 서로 위, 아래로 배치되고, 여기에서 하나의 발광층은 적색광을, 다른 하나의 발광층은 녹색광을, 또 다른 하나의 발광층은 청색광을 방출하며, 추가의 전하 생성, 차단 또는 수송층은 선택적으로 각각의 발광층 사이에 배치된다. 다른 구현예에서, 각각의 발광층은 서로 직접적으로 인접하도록 배치된다. 다른 구현예에서, 각각의 전하 생성층 하나는 발광층 사이에 놓인다. 서로 직접 인접한 발광층과 전하 생성층에 의해 분리되는 발광층은 OLED 내에서 더 결합될 수 있다.
또한, 캡슐화 장치가 전극 및 유기층 위에 더 배치될 수 있다. 캡슐화 장치는, 예를 들어 유리 커버 형태 또는 박막 캡슐화 장치 형태로 설계될 수 있다.
광전자 장치의 지지재는, 예를 들어 유리, 석영, 플라스틱, 금속, 실리콘 웨이퍼 또는 임의의 다른 적합한 고체 재료나 가요성 재료, 선택적으로는 투명한 재료일 수 있다. 지지재는, 예를 들어 하나 이상 재료를 층, 막, 판 또는 적층체 형태로 가질 수 있다.
예를 들어, ITO(인듐 주석 산화물), 산화 아연, 산화 주석, 산화 카드뮴, 산화 티타늄, 산화 인듐 또는 산화 알루미늄 아연 (AZO), Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12, 또는 상이한 투명한 전도성 산화물의 혼합물 등과 같은 투명한 전도성 금속 산화물이 광전자 장치의 애노드로서 사용될 수 있다.
예를 들어, PEDOT:PSS (폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜:폴리스티렌술폰산), PEDOT (폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜), m-MTDATA (4,4',4''-트리스[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD (2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디페닐아미노)-9,9-스피로비플루오렌), DNTPD (4,4-비스[N-[4-{N,N-비스(3-메틸-페닐)아미노}페닐]-N-페닐아미노]비페닐), NPB (N,N-비스-(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]벤젠), MeO-TPD (N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤젠), HAT-CN (1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카보나이트릴), 스피로-NPD (N,N'-디페닐-N,N'-비스-(1-나프틸)-9,9'-스피로비플루오렌-2,7-디아민)이 HIL에 적합한 재료이다. 층 두께는, 예를 들어, 10 내지 80 nm이다. 소분자(예를 들어, 10 nm 두께의 구리 프탈로시아닌(CuPc)) 또는 금속 산화물(예를 들어, MoO3, V2O5)이 또한 사용될 수 있다.
3차 아민, 카바졸 유도체, 폴리스티렌 술폰산이 도핑된 폴리에틸렌디옥시티오펜, 캠퍼술폰산이 도핑된 폴리아닐린 폴리-TPD (폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), [알파]-NPD (폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), TAPC (4,4'-시클로헥실리덴-비스[N,N-비스(4-메틸페닐)벤젠아민]), TCTA (트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민), 2-TNATA (4,4',4''-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN, TrisPcz (9,9-디페닐-6-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H,9H-3,3-비카바졸)이 HTL용 재료로서 사용될 수 있다. 층 두께는, 예를 들어, 10 내지 100 nm이다.
HTL은 유기 홀 수송 매트릭스 내에 무기 또는 유기 도펀트(dopant)를 갖는 p-도핑된 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 또는 텅스텐 산화물과 같은 전이금속 산화물이 무기 도펀트로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 구리 펜타플루오로벤조에이트(Cu(I)pFBz) 또는 전이금속 복합체가 유기 도펀트로서 사용될 수 있다. 층 두께는, 예를 들어, 10 내지 100 nm이다.
예를 들어, mCP (1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠), TCTA, 2-TNATA, mCBP (3,3-디(9H-카바졸-9-일)비페닐), 트리스-Pcz (9,9-디페닐-6-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H,9H-3,3-비카바졸), CzSi (9-(4-터트-부틸페닐)-3,6-비스(트리페닐실릴)-9H-카바졸) 또는 DCB (N,N'-디카바졸릴-1,4-디메틸벤젠)이 전자 차단층의 재료로서 사용될 수 있다. 층 두께는, 예를 들어, 10내지 50 nm이다.
에미터층(EML) 또는 발광층은 적어도 2개의 에미터 재료와 임의의 하나 이상의 호스트 재료를 가지는 에미터 재료 또는 혼합물로 이루어거나 이들을 포함한다. 적절한 호스트 재료는, 예를 들어, mCP, TCTA, 2-TNATA, mCBP, CBP (4,4-비스-(N-카바조일)-비페닐), Sif87 (디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), Sif88 (디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란) 또는 DPEPO (비스[2-((옥소)디페닐포스피노)페닐]에테르)이다. CBP와 같은 통상적인 매트릭스 재료는 녹색 또는 적색 범위에서 방출하는 에미터 재료, 또는 적어도 2개의 에미터 재료를 가지는 혼합물에 적합하다. UHG 매트릭스 재료(초고에너지 간극 재료) (예를 들어, M. E Thompson 등, Chem. Mater. 2004, 16, 4743 참조) 또는 다른 소위 와이드-간극 매트릭스 재료는 청색 범위에서 방출하는 에미터 재료, 또는 적어도 2개의 에미터 재료를 가지는 혼합물에 사용될 수 있다. 층 두께는, 예를 들어, 10 내지 250 nm이다.
홀 차단층(HBL)은, 예를 들어, BCP (2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 = 바토커프로린), 비스-(2-메틸-8-히드록시퀴놀리나토)-(4-페닐페놀라토)-알루미늄(III) (BAlq), Nbphen (2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3 (알루미늄-트리스(8-히드록시퀴놀린)), TSPO1 (디페닐-4-트리페닐시릴-페닐포스핀 산화물) 또는 TCB/TCP (1,3,5-트리스(N-카바졸릴)벤젠/1,3,5-트리스(카바졸)-9-일)벤젠)을 가질 수 있다. 층 두께는, 예를 들어, 10 내지 50 nm이다.
전자 수송층(ETL)은, 예를 들어, AlQ3, TSPO1, BPyTP2 (2,7-디(2,2-비피리딘-5-일)트리페닐)), Sif87, Sif88, BmPyPhB (1,3-비스[3,5-디(피리딘-3-일)페닐]벤젠) 또는 BTB (4,4-비스-[2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아지닐)]-1,1-비페닐)을 기반으로 한 재료를 가질 수 있다. 층 두께는, 예를 들어, 10 내지 200 nm이다.
CsF, LiF, 8-히드록시퀴놀리노라토리튬 (Liq), Li2O, BaF2, MgO 또는 NaF이 막 전자 주입층(EIL)용 재료로서 사용될 수 있다.
예를 들어, Al, Al > AlF, Ag, Pt, Au, Mg, Ag:Mg과 같은 금속 또는 합금이 캐소드층의 재료로서 사용될 수 있다. 일반적인 층 두께는 100 내지 200 nm이다. 구체적으로는, 예를 들어 박막 산화물 보호층을 형성하여, 공기에 노출될 경우 안정하고/하거나, 자가 부동태화되는 하나 이상의 금속이 사용된다.
예를 들어, 알루미늄 산화물, 바나듐 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 하프늄 산화물, 란타늄 산화물, 탄탈륨 산화물이 캡슐화 장치용 재료로 적합하다.
본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 발광층 (EML)에서 에미터 재료로 사용되며, 순수한 층으로 또는 하나 이상의 호스트 재료와 혼합하여 사용된다.
본 발명의 일 구현예는, 1000 cd/m2 에서의 외부 양자 효율(EQE)이 5% 초과, 특히 8% 초과, 특히 10% 초과, 또는 13% 초과, 또는 16% 초과, 특히 20% 초과 이고/이거나, 420 nm 내지 500 nm, 특히 430 nm 내지 490 nm, 또는 440 nm 내지 480 nm, 특히 450 nm 내지 470 nm 파장에서 최대 방출을 갖고/갖거나, 500 cd/m2 에서의 LT80 값이 30시간 초과, 특히 70시간 초과, 또는 100시간 초과, 또는 150시간 초과, 특히 200시간 초과인 유기 광전자 장치에 관한 것이다.
다른 구현예에서, 빛을 방출하는 장치, 특히 OLEDs에서, 발광층의 에미터층(EML)에 대한 본 발명에 따른 유기 분자의 질량 분율은 1% 내지 80% 사이이다. 본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 일 구현예에서, 발광층은 기판에 배치되고, 애노드와 캐소드는, 바람직하게는, 기판에 배치되며, 발광층은 애노드와 캐소드 사이에 배치된다.
일 구현예에서, 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자 단 하나를 100% 농도로 가질 수 있으며, 애노드와 캐소드는 기판 상에 배치되고, 발광층은 애노드와 캐소드 사이에 배치된다.
본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 일 구현예에서, 홀- 및 전자- 주입층은 애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 홀- 및 전자- 수송층은 홀- 및 전자- 주입층 사이에 배치되며, 발광층은 홀- 및 전자- 수송층 사이에 배치된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 광전자 장치는: 기판, 애노드, 캐소드 및 적어도 하나의 각각의 홀- 및 전자- 주입층, 적어도 하나의 각각의 홀- 및 전자- 수송층, 적어도 하나의 발광층, 본 발명에 따른 유기 분자, 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위가 유기 분자의 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위보다 에너지적으로 높은 하나 이상의 호스트 재료를 갖되, 애노드와 캐소드는 기판 상에 배치되고, 홀- 및 전자- 주입층은 애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 홀- 및 전자- 수송층은 홀- 및 전자- 주입층 사이에 배치되고, 발광층은 홀- 및 전자- 수송층 사이에 배치된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 광전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 유기 분자가 사용된다.
일 구현예에서, 제조 방법은 진공증착 방법에 의해 또는 용액으로부터 본 발명에 따른 유기 분자의 처리 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 광전자 장치의 적어도 한 층이
- 승화법을 사용하여 코팅되거나,
- 유기적 기상증착법(OVPD)을 사용하여 코팅되거나,
- 수송-기체 승화법을 사용하여 코팅되거나, 및/또는
- 용액으로부터 혹은 가압 공정을 사용하여 제조되는, 본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광전자 장치의 제조에는 공지된 방법들이 사용된다. 층은 일반적으로 일련의 증착법 단계에서 적합한 기판 상에 각각 배치된다. 열증착법, 화학적 기상증착법(CVD), 물리적 기상증착법(PVD)과 같은 일반적인 방법이 증기증착에 사용될 수 있다. 능동형 OLED(AMOLED) 디스플레이에서는, AMOLED 뒤판이 기판으로서, 그 위에 증착이 일어난다.
층은 대안적으로 적절한 용매 내에서 용액 또는 분산액으로부터 증착될 수 있다. 스핀 코팅, 침지 코팅, 제트 압력 분사 방법들이 적합한 코팅 방법의 예이다. 본 발명에 따르면, 각각의 층은 동일한 방법뿐만 아니라, 각각 상아한 코팅 방법을 통해 제조될 수 있다.
실시예
일반적 합성 개략도 I
Figure pct00056
위의 개략도에서, 화학적 기 CN은 또한 CF3로 치환될 수 있다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV1 :
Figure pct00057
2-클로로-4,6-디페닐피리미딘(1.00 당량), 3,5-디플루오로-4-시아노페닐보론산(1.80 당량), Pd2(dba)3(0.02 당량), 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐(SPhos)(0.08 당량) 및 제삼인산칼륨(3.00 당량)을 톨루엔/물 혼합물(비율 6:1) 내에서 질소 대기하 100°C에서 16시간 동안 교반한다. 이어서, 반응 혼합물을 포화 염화나트륨 용액 600 mL에 첨가하고, 에틸아세테이트(2 x 300 mL)로 추출한다. 합쳐진 유기 상을 포화 염화나트륨 용액으로 세척하고, MgSO4 상에서 건조시킨 후, 용매를 제거한다. 수득된 원 생성물을 플래시 크로마토그래피로 정제하여 생성물을 고체로서 수득한다.
본 발명에 따르면, 보론산 대신 이에 상응하는 보론산 에스테르가 사용될 수 있다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV2 :
Figure pct00058
Z2의 합성은 AAV1 의 합성과 유사한 방식으로 이루어지되, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘은 2,4-디플루오로-3-시아노페닐보론산과 반응한다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV3 :
Figure pct00059
Z3의 합성은 AAV1 의 합성과 유사한 방식으로 이루어지되, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘은 2,6-디플루오로-4-시아노페닐보론산과 반응한다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV4 :
Figure pct00060
Z4의 합성은 AAV1 의 합성과 유사한 방식으로 이루어지되, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘은 2,5-디플루오로-4-시아노페닐보론산과 반응한다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV5 :
Figure pct00061
Z5의 합성은 AAV1 의 합성과 유사한 방식으로 이루어지되, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘은 4,5-디플루오로-2-시아노페닐보론산과 반응한다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV6 :
Figure pct00062
Z6의 합성은 AAV1 의 합성과 유사한 방식으로 이루어지되, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘은 4,5-디플루오로-3-시아노페닐보론산과 반응한다.
일반적 합성의 자세한 기술 AAV7 :
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 또는 Z6(각각 1.00 당량), 이에 상응하는 공여체 분자 D-H(2.00 당량) 및 제삼인산칼륨(4.00 당량)을 질소 대기하 DMSO 내에서 현탁시키고, 120℃에서 16 시간 동안 교반한다. 이어서, 반응 혼합물을 포화 염화나트륨 용액에 첨가하고, 디클로로메탄으로 3 회 추출한다. 합쳐진 유기상을 포화 염화나트륨 용액으로 2 회 세척하고, 황산 마그네슘상에서 건조시킨 후, 이어서 용매를 제거한다. 마지막으로, 원 생성물을 톨루엔으로부터의 재결정화 또는 플래쉬 크로마토그래피로 정제한다. 생성물을 고체로서 수득한다.
이에 상응하는 R1으로 치환된 화합물을 수득하기 위해, 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘 대신 이에 상응하는 4 및 6의 위치에서 R1으로 치환된 2-클로로피리미딘이 사용된다. 예를 들어, 2-클로로-4,6-디메틸피리미딘.
특히 D-H는, 3,6-치환된 카바졸(예를 들어, 3,6-디메틸카바졸, 3,6-디페닐카바졸, 3,6-디-터트-부틸카바졸), 2,7-치환된 카바졸(예를 들어, 2,7-디메틸카바졸, 2,7-디페닐카바졸, 2,7-디-터트-부틸카바졸), 1,8-치환된 카바졸(예를 들어, 1,8-디메틸카바졸, 1,8-디페닐카바졸, 1,8-디-터트-부틸카바졸), 1-치환된 카바졸(예를 들어, 1-메틸카바졸, 1-페닐카바졸, 1-터트-부틸카바졸), 2-치환된 카바졸(예를 들어, 2-메틸카바졸, 2-페닐카바졸, 2-터트-부틸카바졸) 또는 3-치환된 카바졸(예를 들어, 3-메틸카바졸, 3-페닐카바졸, 3-터트-부틸카바졸)에 상응한다. 특히, 할로카바졸, 특히 3-브로모카바졸 또는 3,6-디브로모카바졸은, 예를 들어, 비스 (피나콜) 보론산 에스테르(CAS No. 73183-34-3)와의 반응에 의해, 후속 반응에서 예를 들어, 상응하는 보론산(예를 들어, (카바졸-3-일) 보론산), 또는 상응하는 보론산 에스테르(예를 들어, (카바졸-3-일) 보론산 에스테르) 내에서 반응시키는, DH로서 사용될 수 있다. 이어지는 반응에서, 할로겐화된 추출물 Ra-할, 바람직하게는 Ra-Cl 및 Ra -Br으로서 사용되는 하나 이상의 라디칼 Ra는, 결합 반응을 통해 보론산기 또는 보론산 에스테르기 대신 도입될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 라디칼 Ra는 이전에 도입된 할로카바졸과 라디칼 Ra (Ra-B(OH)2)의 보론산 또는 이에 상응하는 보론산과의 반응에 의해 도입될 수 있다.
광물리적 측정
시료 준비, 막: 스핀 코팅법
장비: Spin150, SPS Euro.
샘플 농도는 적절한 용매에서 준비된 10 mg/ml에 해당한다.
프로그램: 1) 400 rpm으로 3 초; 2) 1000 rpm/s에서 1000 rpm으로 20 초. 3) 1000 rpm/s에서 4000 rpm으로 10 초. 코팅 후, 막을 공기 중 70°C에서 1 분 동안 건조하였다.
광루미네센스 분광법 및 TCSPC
"시간-상호 관련 단일 광자 계산(Time-Correlated Single Photon Counting(TCSPC))" 옵션 및, 150 W 크세논 아크 램프, 여기 및 방출 단색화 장치(monochromator), Hamamatsu R928 광전자 증배관을 갖춘 Horiba Scientific 사의 Fluoromax-4 모델 형광 분광기를 사용하여, 정상 상태 방출 분광법을 수행하였다. 방출 및 여기 스펙트럼은 표준 보정 곡선에 의해 보정되었다.
마찬가지로, Horiba Yvon Jobin 사의 FM-2013 부속품과 TCSPC 허브를 갖춘 TCSPC 방법을 사용하여, 이 시스템 상에서 방출 감쇠 시간을 측정하였다. 여기 원(excitation source):
NanoLED 370 (파장: 371 nm, 펄스 폭: 1.1 ns)
NanoLED 290 (파장: 294 nm, 펄스 폭: <1 ns)
SpectraLED 310(파장: 314 nm)
SpectraLED 355(파장: 355 nm).
DataStation 소프트웨어 패키지와 DAS6 분석 소프트웨어를 사용하여 분석(지수 조정)을 수행하였다. 보정은 카이제곱법을 사용하여 특정하였다.
양자 효율 계산
Hamamatsu Photonics사의 Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G 시스템을 사용하여 광루미네센스 양자 수율(PLQY) 측정을 수행하였다. U6039-05 버전 3.6.0 소프트웨어를 사용하여 양자 효율 및 CIE 좌표의 분석을 수행하였다.
최대 방출을 nm 단위로 측정하고, 양자 효율 Φ를 % 단위로 측정하며, CIE 색좌표를 x, y 값으로 정의한다.
광루미네센스 양자 수율은 다음의 프로토콜에 따라 계산되었다:
1) 품질 보증 수단의 충족: 알려진 농도의 에탄올 중 안트라센이 기준 물질로서 사용된다.
2) 여기 파장의 결정: 유기 분자의 최대 흡수 값을 먼저 결정하고, 전술한 파장으로 여기시켰다.
3) 시료 측정의 실행:
탈가스화한 용액과 막의 절대 양자 수율은 질소 분위기에서 측정하였다.
다음의 식에 따라 시스템 내에서 계산을 수행하였다:
Figure pct00066
nphoton: 광자 수, Int: 강도.
기체 상에서 유기 전기루미네센스 장치의 제조 및 특성
OLED 장치는 진공증착 기술에 의해 본 발명에 따른 유기 분자로 제조할 수 있다. 층이 다수의 구성 요소를 함유하는 경우, 전술한 구성 요소의 비율은 질량%로 표시된다.
아직 최적화되지 않은 이러한 OLED는 일반적인 방식으로 특징지어질 수 있다. 이를 위하여, 전기루미네센스 스펙트럼, 광다이오드에 검출된 빛으로부터 계산된 휘도 함수로서의 외부 양자 효율(% 단위로 측정) 및 전류가 기록된다. OLED의 수명은 전기루미네센스 스펙트럼의 시간에 대한 플롯으로부터 결정될 수 있다. LT50 값은 휘도가 시작 값의 50%로 떨어진 시간을 나타낸다. 마찬가지로, LT70 값은 휘도가 시작 값의 70%로 떨어진 시간을 나타낸다.
값은 OLED의 다양한 픽셀의 평균으로부터 얻어진다.
HPLC-MS:
HPLC-MS 분광법은 연결된 MS 검출기(Thermo LTQ XL)를 갖춘 Agilent사의 HPLC 시스템(1100 시리즈)을 사용하여 측정되었다. HPLC에는 RP 컬럼 4.6 mm Х 150 mm 및 물 입자 크기 5.0 μm가 사용되었다. 이은 다음의 농도에서 용매 아세토니트릴, 물 및 테트라히드로푸란을 사용하여 예비 컬럼 없이 실온에서 수행되었다:
Figure pct00067
주입부피 15 μL 및 농도 0.5 mg/ml가 사용되었다.
Figure pct00068
시료는 APCI(대기압 화학적 이온화법)에 의해 이온화되었다.
실시예 1
Figure pct00069
AAV1(수율 31%) 및 AAV7(수율 84%)에 따라 실시예 1을 제조하였다.
MS (HPLC-MS), m/z(정체 시간): 664, (7.91 분)
도 1은 실시예 1(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 468 nm에서 일어난다. 광루미네센스 양자 수율(PLQY)은 71%이고, 반치전폭은 0.42 eV이다. 방출 수명은 153 μs이다.
실시예 2
Figure pct00070
AAV1(수율 31%) 및 AAV7(수율 58%)에 따라 실시예 2를 제조하였다.
MS (HPLC-MS), m/z(정체 시간): 887, (10.95 분)
도 2는 실시예 2(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 481 nm에서 일어난다. 광루미네센스 양자 수율(PLQY)은 81%이고, 반치전폭은 0.40 eV이다. 방출 수명은 11 μs이다.
실시예 3
Figure pct00071
AAV1(수율 31%) 및 AAV7(수율 55%)에 따라 실시예 3을 제조하였다.
MS (HPLC-MS), m/z(정체 시간): 843, (12.76 분)
도 3는 실시예 3(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 475 nm에서 최대 방출을 한다. 광루미네센스 양자 수율(PLQY)은 69%이고, 반치전폭은 0.43 eV이다. 방출 수명은 9 μs이다.
실시예 4
Figure pct00072
AAV1(수율 31%) 및 AAV7(수율 81%)에 따라 실시예 4를 제조하였다.
MS (HPLC-MS), m/z(정체 시간): 815, (10.99 분)
도 4는 실시예 4(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 484 nm에서 일어난다. 광루미네센스 양자 수율(PLQY)은 64%이고, 반치전폭은 0.44 eV이다. 방출 수명은 10 μs이다.
실시예 5
Figure pct00073
AAV1(수율 31%) 및 AAV7(수율 88%)에 따라 실시예 5를 제조하였다.
MS (HPLC-MS), m/z(정체 시간): 775, (11.12 분)
도 5는 실시예 5(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 476 nm에서 일어난다. 광루미네센스 양자 수율(PLQY)은 67%이고, 반치전폭은 0.41 eV이다. 방출 수명은 21 μs이다.
실시예 D1
실시예 5를 다음의 구조를 갖는 OLED 소자, D1에서 시험하였다(방출층에서의 분자의 분율은 질량%로 기록됨).
Figure pct00074
1000 cd/m2에서의 외부 양자 효율 13.6% ± 0.1이 소자D1에 사용되었다. 최대 방출은 475 nm에서 일어나며, 6 V에서의 CIEx는 0.19, CIEy는 0.33으로 측정되었다.
본 발명에 따른 분자의 예:
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
Figure pct00085
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
Figure pct00093
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096
Figure pct00097
Figure pct00098
Figure pct00099
Figure pct00100
Figure pct00101
Figure pct00102
Figure pct00103
Figure pct00104
Figure pct00105
Figure pct00106
Figure pct00107
Figure pct00108
도 1은 실시예 1(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 실시예 2(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 3는 실시예 3(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 4는 실시예 4(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 실시예 5(PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다.

Claims (15)

  1. 유기 분자로서,
    - 하기 화학식 I에 따른 구조를 포함하거나 이로 이루어진 제1 화학적 단위, 및
    - 하기 화학식 II에 따른 구조를 갖거나 이로 이루어진, 각각의 경우 각각 동일하거나 상이한 2 개의 제2 화학적 단위
    를 포함하고:
    Figure pct00109

    여기에서, 각각의 경우 상기 제1 화학적 단위는 상기 2 개의 제2 화학적 단위에 단일 결합을 통해 연결되며; 　
    T는 상기 제1 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나 H이고;
    V는 상기 제1 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나 H이고;
    W는 상기 제1 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나 H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    X는 상기 제1 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나 H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    Y는 상기 제1 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이거나 H, CN 및 CF3로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    #은 하나의 제2 화학적 단위와 상기 제1 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점이고;
    각각의 경우 Z는 동일하거나 상이하고, 직접적인 결합이거나 CR3R4, C=CR3R4, C=O, C=NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    각각의 경우 R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고, 중수소, 수소, 1 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중소소로 치환될 수 있음 -, 2 개 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음 -, 3개 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소로 치환될 수 있음 -, 및 5 개 내지 15 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있음 - 이고;
    각각의 경우, Ra, R3 및 R4는 동일하거나 상이하며, 수소, 중수소, N(R5)2, OH, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I, 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있으며, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있으며, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 - 로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있으며, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있음 -, 또는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기 - 각각의 경우 하나 이상의 R5로 치환될 수 있음 - 이고;
    각각의 경우, R5는 동일하거나 상이하며, 수소, 중수소, N(R6)2, OH, Si(R6)3, B(OR6)2, OSO2R6, CF3, CN, F, Br, I, 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR6로 치환될 수 있음 -, 또는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR6로 치환될 수 있음 - 으로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR6로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 - 각각의 경우에 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R6로 치환될 수 있음 -, 또는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기 - 각각의 경우 하나 이상의 R6로 치환될 수 있음 - 이고;
    각각의 경우, R6는 동일하거나 상이하며, 수소, 중수소, OH, CF3, CN, F, 1 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음 -, 또는 2 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음 - 으로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 3 개 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음 -, 또는 5개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음 -, 또는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기 - 각각의 경우 하나 이상의 수소 원자는 중수소, CN 또는 CF3로 치환될 수 있음 - 이고;
    여기에서, 각각의 라디칼 Ra, R3, R4 또는 R5는 또한 하나 이상의 추가 라디칼 Ra, R3, R4 또는 R5와 함께 모노- 또는 폴리-고리형, 지방족, 방향족 및/또는 벤젠 축환 고리 시스템을 형성할 수 있고; 　
    W, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 정확하게 하나의 라디칼은 CN 또는 CF3이고 T, V, W, X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 개의 라디칼은 상기 제1 화학적 단위와 하나의 제2 화학적 단위 사이의 단일 결합의 부착 지점인, 유기 분자.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 경우, R1은 동일하거나 상이하며 메틸 또는 페닐인, 유기 분자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    R2는 수소, 메틸 또는 페닐인, 유기 분자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    W는 CN인, 유기 분자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 경우, 상기 제2 화학적 단위는 동일하거나 상이하며 화학식 IIa의 구조를 갖는, 유기 분자.
    Figure pct00110

    여기에서, 제1항에서 언급된 정의가 # 및 Ra에 적용됨.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 경우, 상기 제2 화학적 단위는 하기 화학식 IIb의 구조를 갖는, 유기 분자.
    Figure pct00111

    여기에서,
    각각의 경우, Rb는 동일하거나 상이하며, N(R5)2, OH, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I, 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기 - 각각의 경우에 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우에 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있음 -, 또는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5)로 치환될 수 있음 - 이고;
    제1항에서 언급된 정의가 # 및 R5에 적용됨.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 경우, 상기 제2 화학적 단위는 하기 화학식 IIc의 구조를 갖거나 이로 이루어진, 유기 분자.
    Figure pct00112

    여기에서,
    각각의 경우, Rb는, N(R5)2, OH, Si(R5)3, B(OR5)2, OSO2R5, CF3, CN, F, Br, I, 1 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 2 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알케닐기 또는 알키닐기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 - 으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되거나, 3 개 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 고리형 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 티오알콕시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있고, 여기에서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 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 CONR5로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 - 각각의 경우에 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있음 -, 또는 5 개 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 아릴옥시기 또는 헤테로아릴옥시기 - 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R5로 치환될 수 있음 -, 또는 10 개 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖는 디아릴아미노기, 디헤테로아릴아미노기 또는 아릴헤테로아릴아미노기 - 각각의 경우 R5로 치환될 수 있음 - 이고;
    이와 다른 경우, 제1항에서 언급된 정의가 적용됨.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    Rb는,
    Me, iPr, tBu, CN, CF3,
    각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 Ph,
    각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 피리디닐,
    각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 피리미디닐,
    각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 트리아지닐,
    각각의 경우 Me, iPr, tBu, CN, CF3 또는 Ph로부터 선택되는 하나 이상의 라디칼로 치환될 수 있는 카바졸릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되거나,
    N(Ph)2인, 유기 분자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자의 제조 방법으로서,
    4 및 6의 위치에서 R1이 치환되고 5의 위치에서 R2가 치환된 2-할로겐피리미딘이 추출물로서 사용되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자의, 유기 광전자 장치에서 발광 에미터 및/또는 호스트 재료 및/또는 전자 수송 재료 및/또는 홀 주입 재료 및/또는 홀 차단 재료로서의 용도.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기 광전자 장치는,
    · 유기 발광 다이오드(OLED),
    · 발광 전기화학 전지,
    · OLED 센서(특히 밀봉차폐 되지 않은 기체 및 증기 센서),
    · 유기 다이오드,
    · 유기 태양 전지,
    · 유기 트랜지스터,
    · 유기 전계-효과 트랜지스터,
    · 유기 레이저 및
    · 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 용도.
  12. (a) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 유기 분자(특히, 에미터 및/또는 호스트 형태의 유기 분자),
    (b) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 분자와 상이한 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 재료, 및
    (c) 선택적으로 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매를 갖거나 이로 이루어진, 조성물.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물을 가지는 유기 광전자 장치로서, 특히 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED 센서(특히 밀봉차폐 되지 않은 기체 및 증기 센서), 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계-효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 장치의 형태인, 유기 광전자 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    - 기판,
    - 애노드,
    - 캐소드(상기 애노드 및 상기 캐소드는 상기 기판 상에 배치됨), 및
    - 상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 배치되고, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물을 포함하는 적어도 하나의 발광층을 가지는, 유기 광전자 장치.
  15. 광전자 소자의 제조 방법으로서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자가 사용되며, 특히 진공증착법에 의해 또는 용액으로부터 상기 유기 분자를 처리하는 단계를 포함하는, 방법.
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