KR20200075853A - 유기 전계발광 디바이스용 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 디바이스에서 사용하기 위한 화학식 (1) 의 화합물, 및 상기 화합물을 포함하는 전자 디바이스, 특히 유기 전계발광 디바이스에 관한 것이다.

Description

유기 전계발광 디바이스용 재료
본 발명은 전자 디바이스, 특히 유기 전계발광 디바이스에서 사용하기 위한 재료, 및 이들 재료를 포함하는 전자 디바이스, 특히 유기 전계발광 디바이스에 관한 것이다.
유기 전계발광 디바이스 (OLED) 에서 사용된 방출 재료는 흔히 인광 유기금속성 착물이다. 일반적으로, 예를 들어 효율, 작동 전압 및 수명에 관련하여 OLED, 특히 또한 삼중항 방출 (인광) 을 나타내는 OLED 에서의 개선의 필요성이 여전히 존재한다. 인광 OLED 의 특성은 사용되는 삼중항 방출체에 의해서만 결정되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로, 사용되는 다른 재료, 예컨대 매트릭스 재료도 여기서 특히 중요하다. 따라서, 이들 재료의 개선은 또한 OLED 특성의 개선에 이를 수 있다.
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 OLED, 특히 인광 방출체를 위한 매트릭스 재료로서뿐만 아니라 전자 수송 재료 또는 정공 차단 재료로서 사용하기에 적합한 화합물을 제공한다는 것이다. 본 발명에 의해 다루어지는 추가의 문제는 유기 전계발광 디바이스용 유기 반도체를 더 제공하여, 당업자가 OLED 의 제조를 위한 재료의 더 큰 가능한 선택을 가질 수 있게 하는 것이다.
놀랍게도, 이하에 상세하게 기술된 특정 화합물이 이 문제를 해결하고 OLED 에 사용하기에 양호하게 적합하다는 것을 알아냈다. 이들 OLED 는 특히 긴 수명, 고효율 및 낮은 작동 전압을 갖는다. 따라서 발명은 이들 화합물, 및 이러한 화합물을 포함하는 전자 디바이스, 특히 유기 전계발광 디바이스를 제공한다.
본 발명은 하기 화학식 (1) 의 화합물을 제공한다
Figure pct00001
식에서 사용된 기호는 다음과 같으며:
Z1 은 화학식 (2) 의 기이고,
Figure pct00002
여기서 점선 결합은 화학식 (1) 에 명시적으로 나타낸 2 개의 탄소 원자에 대한 이 기의 결합을 나타내고;
Z2 는 화학식 (3), (4) 또는 (5) 의 기이고,
Figure pct00003
여기서 점선 결합은 화학식 (1) 에서 X1 에 대한 이 기의 결합을 나타내고;
X1 은 Z2 가 화학식 (3) 의 기인 경우 각각의 경우에 C 이거나, 또는 Z2 가 화학식 (4) 또는 (5) 의 기이고 Z 가 NAr 인 경우 각각의 경우에 C 이거나, 또는 Z2 가 화학식 (4) 또는 (5) 의 기이고 Z 가 CR 또는 N 인 경우 하나의 X1 기는 C 이고 다른 X1 기는 N 이고;
X 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, CR 또는 N 이고;
Y 는 CR 또는 N 이고;
Z 는 하나의 X1 기가 C 이고 다른 X1 기가 N인 경우 CR 또는 N 이고, 양자의 X1 기 모두가 C인 경우 Z는 NAr이고;
Ar 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고 하나 이상의 R 라디칼로 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고;
R 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, H, D, F, Cl, Br, I, N(Ar')2, N(R1)2, OAr', SAr', CN, NO2, OR1, SR1, COOR1, C(=O)N(R1)2, Si(R1)3, B(OR1)2, C(=O)R1, P(=O)(R1)2, S(=O)R1, S(=O)2R1, OSO2R1, 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기 또는 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐 기 또는 3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 상기 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기는 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수 있으며, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 Si(R1)2, C=O, NR1, O, S 또는 CONR1 로 대체될 수도 있음), 또는 5 내지 60개 방향족 고리 원자, 바람직하게는 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고, 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이며; 동시에, 2 개의 R 라디칼은 함께 또한 고리 시스템을 형성할 수도 있으며;
Ar' 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고;
R1 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, H, D, F, Cl, Br, I, N(R2)2, CN, NO2, OR2, SR2, Si(R2)3, B(OR2)2, C(=O)R2, P(=O)(R2)2, S(=O)R2, S(=O)2R2, OSO2R2, 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기, 또는 2 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐 기, 또는 3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 상기 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기는 각각의 경우에 하나 이상의 R2 라디칼로 치환될 수도 있고, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 Si(R2)2, C=O, NR2, O, S 또는 CONR2 로 대체될 수도 있고, 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기에서의 하나 이상의 수소 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 으로 대체될 수 있음), 또는 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우에 하나 이상의 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고; 동시에, 2개 이상의 R1 라디칼은 함께 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
R2 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, H, D, F, CN 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖고 하나 이상의 수소 원자가 F 로도 또한 대체될 수도 있는, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼, 특히 하이드로카르빌 라디칼이다.
본 발명의 맥락에서 아릴 기는 6 내지 40 개의 탄소 원자를 함유하고; 본 발명의 맥락에서 헤테로아릴 기는 2 내지 40 개의 탄소 원자 및 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는데, 단, 탄소 원자 및 헤테로원자의 총합은 적어도 5 개이다. 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및/또는 S 에서 선택된다. 아릴 기 또는 헤테로 아릴 기는 여기서 단순한 방향족 사이클, 즉 벤젠 또는 단순한 헤테로방향족 사이클, 예를 들어 피리딘, 피리미딘, 티오펜 등 또는 융합된 (어닐링된) 아릴 또는 헤테로 아릴기, 예를 들어 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 퀴놀린, 이소퀴놀린 등을 의미하는 것으로 이해된다. 단일 시스템은 단일 결합에 의해, 예를 들어 비페닐에 의해 서로 연결되며, 대조적으로 아릴 또는 헤테로 아릴기가 아니라 방향족 고리 시스템로 지칭된다.
본 발명의 맥락에서 방향족 고리 시스템은 고리 시스템에서 6 내지 60 개의 탄소 원자, 바람직하게는 6 내지 40 개의 탄소 원자를 함유한다. 본 발명의 맥락에서 헤테로방향족 고리 시스템은 고리 시스템에서 2 내지 60 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 40 개의 탄소 원자와 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는데, 다만, 탄소 원자와 헤테로원자의 총합은 적어도 5이다. 헤테로원자는 바람직하게 N, O 및/또는 S로부터 선택된다. 본 발명의 맥락에서 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템은 아릴 또는 헤테로아릴 기만을 반드시 함유할 필요는 없지만, 또한 2 개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 기가 비방향족 단위, 예를 들어 탄소, 질소 또는 산소 원자에 의해 결합되는 것도 가능한, 시스템을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 이들은 마찬가지로 2 개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 기가 서로 직접 연결된 시스템, 예를 들어, 비페닐, 테르페닐, 비피리딘 또는 페닐피리딘을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 플루오렌, 9,9'-스피로비플루오렌, 9,9-디아릴플루오렌, 트리아릴아민, 디아릴 에테르, 스틸벤 등과 같은 시스템은 또한 본 발명의 맥락에서 방향족 고리 시스템으로서 간주될 것이며, 2개 이상의 아릴기가 예를 들어 짧은 알킬기에 의해 연결되는 시스템도 마찬가지이다. 바람직한 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템은 단순 아릴 또는 헤테로아릴 기이며, 2 개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 기가 서로 직접 연결되는 기이고, 그리고 또한 플루오렌 또는 스피로비플루오렌이다.
본 발명의 맥락에서, 1 내지 40 개의 탄소 원자를 함유할 수도 있으며 개개의 수소 원자 또는 CH2 기가 또한 전술한 기들에 의해 치환될 수도 있는 지방족 히드로카르빌 라디칼 또는 알킬기 또는 알케닐 또는 알키닐기는 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 네오펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, 네오헥실, 시클로헥실, n-헵틸, 시클로헵틸, n-옥틸, 시클로옥틸, 2-에틸헥실, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐, 시클로옥테닐, 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐 또는 옥티닐 라디칼을 의미하는 것으로 이해된다. 1 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 기 OR' 는 바람직하게는 메톡시, 트리플루오로메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, n-펜톡시, s-펜톡시, 2-메틸부톡시, n-헥스옥시, 시클로헥실옥시, n-헵트옥시, 시클로헵틸옥시, n-옥틸옥시, 시클로옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시, 펜타플루오로에톡시 및 2,2,2-트리플루오로에톡시를 의미하는 것으로 이해된다. 1 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 티오알킬기 SR' 는, 특히 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오, i-프로필티오, n-부틸티오, i-부틸티오, s-부틸티오, t-부틸티오, n-펜틸티오, s-펜틸티오, n-헥실티오, 시클로헥실티오, n-헵틸티오, 시클로헵틸티오, n-옥틸티오, 시클로옥틸티오, 2-에틸헥실티오, 트리플루오로메틸티오, 펜타플루오로에틸티오, 2,2,2-트리플루오로에틸티오, 에테닐티오, 프로페닐티오, 부테닐티오, 펜테닐티오, 시클로펜테닐티오, 헥세닐티오, 시클로헥세닐티오, 헵테닐티오, 시클로헵테닐티오, 옥테닐티오, 시클로옥테닐티오, 에티닐티오, 프로피닐티오, 부티닐티오, 펜티닐티오, 헥시닐티오, 헵티닐티오 또는 옥티닐티오를 의미하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 본 발명에 따른 알킬, 알콕시 또는 티오알킬기는 직쇄, 분지형 또는 환형일 수도 있으며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 전술한 기들에 의해 대체될 수도 있고; 추가로, 또한 하나 이상의 수소 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2, 바람직하게는 F, Cl 또는 CN, 더욱 바람직하게는 F 또는 CN 에 의해 대체될 수 있다.
5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖고 또한 각각의 경우 전술된 R2 라디칼 또는 하이드로카르빌 라디칼에 의해 치환될 수도 있고, 임의의 원하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족 시스템에 연결될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템은 특히 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센, 페난트렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 나프타센, 펜타센, 벤조피렌, 비페닐, 비페닐렌, 테르페닐, 트리페닐렌, 플루오렌, 스피로비플루오렌, 디히드로페난트렌, 디히드로피렌, 테트라히드로피렌, 시스- 또는 트랜스-인데노플루오렌, 시스- 또는 트랜스-인데노카르바졸, 시스- 또는 트랜스-인돌로카르바졸, 트룩센, 이소트룩센, 스피로트룩센, 스피로이소트룩센, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴나졸린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤즈옥사졸, 나프트옥사졸, 안트르옥사졸, 페난트르옥사졸, 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 헥사아자트리페닐렌, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 1,5-디아자안트라센, 2,7-디아자피렌, 2,3-디아자피렌, 1,6-디아자피렌, 1,8-디아자피렌, 4,5-디아자피렌, 4,5,9,10-테트라아자페릴렌, 피라진, 페나진, 페녹사진, 페노티아진, 플루오루빈, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 테트라졸, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 퓨린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸로부터 유도된 기 또는 이들 시스템의 조합으로부터 유도된 기를 의미하는 것으로 이해된다.
2 개의 R 또는 R1 라디칼이 함께 고리 시스템을 형성하는 경우, 그것은 단환 또는 다환, 그리고 지방족, 헤테로지방족, 방향족 또는 헤테로방향족일 수도 있다. 이 경우, 함께 고리 시스템을 형성하는 라디칼은 바람직하게는 인접하며, 이는 이들 라디칼이 동일한 탄소 원자에 또는 서로 직접 결합된 탄소 원자들에 결합됨을 의미한다.
2 개 이상의 라디칼이 함께 고리를 형성할 수도 있다는 문구는, 본 설명의 맥락에서, 특히, 2 개의 라디칼이 2 개의 수소 원자의 공식적인 제거에 의한 화학적 결합에 의해 서로 연결된다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 다음의 스킴에 의해 예시된다:
Figure pct00004
그러나, 추가적으로 위에 언급된 문구는 또한 2 개의 라디칼 중 하나가 수소인 경우에는 제 2 라디칼이 수소 원자가 결합된 위치에 결합되어 고리를 형성한다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 다음의 스킴에 의해 예시될 것이다:
Figure pct00005
방향족 고리 시스템의 형성은 다음 스킴에 의해 예시된다:
Figure pct00006
Z2 가 화학식 (3) 의 기인 경우, 공식적으로 두 X1 원자 사이에 이중 결합이 존재하여, 2 개의 X1 과 함께 Z2 기가 방향족 또는 헤테로 방향족 기가 되게 한다. Z2 가 화학식 (4) 또는 (5) 의 기이고 Z 가 NAr 인 기인 경우, 공식적으로 모두 C 인 두 X1 원자 사이에 이중 결합이 존재하여, 2 개의 X1 과 함께 Z2 기가 헤테로 방향족 기가 되게 한다. Z2 기가 화학식 (4) 또는 (5) 의 기이고 Z 가 CR 또는 N 인 기인 경우, 공식적으로 C 인 X1 원자와 이 X1 이 결합하는 화학식 (4) 또는 (5) 의 기에서의 원자 사이에 이중 결합이 존재하여, 2 개의 X1 과 함께 Z2 기가 헤테로방향족 기가 되게 한다.
Z1 기의 정렬에 따라 두 개의 상이한 이성질체가 발생한다. 이들은 이하에서 하기 화학식 (6) 및 (7) 에 의해 표현되고,
Figure pct00007
식에서 사용된 기호는 위에 주어진 정의를 갖는다.
Z2 및 X1 기의 선택에 따라 다양한 화합물이 발생한다. 이들은 이하에서 하기 화학식 (8) 내지 (18) 에 의해 표현된다:
Figure pct00008
Figure pct00009
식에서 기호는 상기에 주어진 동일한 정의를 가지며, 화학식 (9) 내지 (14)에서 Z는 CR 또는 N이다. 화학식 (8)의 화합물이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 화학식 (2) 에 있는 모든 기호 X는 CR 이어서, 화학식 (1) 에 있는 Z1 기가 하기 화학식 (2a) 의 기가 되게 한다:
Figure pct00010
식에서 사용된 기호는 위에 주어진 정의를 갖는다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 화학식 (1) 및 (3) 내지 (18) 에서, 사이클 당 하나 이하의 기호 X 는 N 이고 다른 기호 X 는 CR 이다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 화학식 (1) 및 (6) 내지 (18) 에서, 하나 이하의 기호 X 는 N 이고 다른 기호 X 는 CR 이다. Z1 기가 위에 상세히 나타낸 화학식 (2a) 의 기인 경우가 특히 바람직하다.
따라서, 화학식 (6) 및 (7) 의 바람직한 실시형태는 하기 화학식 (6a) 및 (7a) 의 화합물이다.
Figure pct00011
식에서 사용된 기호는 위에 주어진 정의를 가지고 구조 Z2 를 포함하는 화합물에서 하나 이하의 X 는 N 이다.
본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 모든 X는 CR 이며, 그래서 화학식 (8) 내지 (18) 의 화합물은 하기 화학식 (8a) 내지 (18b) 로 나타낼 수 있고:
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
식에서 사용된 기호는 위에 주어진 정의를 가지고 화학식 (9a) 내지 (14b) 에서의 Z 는 CR 또는 N 이다.
화학식 (8a) 및 (11a) 의 구조가 특히 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 화학식 (1) 의 화합물에서 또는 위에 상세히 나타낸 바람직한 구조에서, 총 3개 이하의 R 라디칼, 보다 바람직하게는 2 개 이하의 R 라디칼, 가장 바람직하게는 1개 이하의 R 라디칼이 수소 외의 기이다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 Y 는 CR 이고, Y 로 표현되는 이 탄소 원자 상의 라디칼 및 2 개 이하의 추가 R 라디칼들, 더욱 바람직하게는 하나 이하의 추가 R 라디칼은, 화학식 (1) 의 화합물에서 또는 위에 상세히 나타낸 바람직한 구조에서, 수소가 아니다.
본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 화학식 (1) 의 화합물은 하기 화학식 (8a-1) 내지 (18b-1) 의 화합물로부터 선택되고,
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
식에서 사용된 기호는 위에 주어진 정의를 가지며, 바람직하게는 2 개 이하의 R 기, 보다 바람직하게는 하나 이하의 R 기는 수소가 아니다.
가장 바람직하게는, 화학식 (1) 의 화합물은 하기 화학식 (8a-2) 내지 (18b-2) 의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
식에서 사용된 기호는 위에 주어진 정의를 갖는다.
상기 언급된 각각의 실시형태에서, Y는 CR 또는 N 일 수 있고, 화학식 (9a) 내지 (14b)에서 Z는 CR 또는 N 일 수 있다. 바람직한 실시형태에서, Y = N 이다. 다른 바람직한 실시형태에서, 화학식 (9a) 내지 (14b) 에서, Z = N이다. 더 바람직하게는, 화학식 (9a) 내지 (14b) 에서, 동시에 Y = N 및 Z = N이다.
본 발명의 화합물에서 바람직한 치환기 Ar, R, Ar', R1 및 R2 에 대한 설명이 뒤따른다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, Ar, R, Ar', R1 및 R2 에 대해 이하에 명시된 선호들이 동시에 일어나고 화학식 (1) 및 또한 모든 상술된 바람직한 실시형태들의 구조에 적용가능하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, Ar 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖고 하나 이상의 R 라디칼로 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 보다 바람직하게, Ar 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자들, 특히 6 내지 12 개의 방향족 고리 원자들을 갖고 하나 이상의 바람직하게는 비방향족 R 라디칼들에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. Ar 이 헤테로아릴 기, 특히 트리아진, 피리미딘 또는 퀴나졸린인 경우, 이 헤테로아릴 기 상의 방향족 또는 헤테로방향족 치환기 R 이 또한 바람직할 수도 있다. 또한, Ar 이 N(Ar')2 기에 의해 치환되어, Ar 치환기가 전체적으로 트리아릴아민 또는 트리헤테로아릴아민 기를 구성하도록 하는 경우가 바람직할 수도 있다.
적합한 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 Ar 은 각각의 경우 동일 또는 상이하게 페닐, 비페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라- 비페닐, 터페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-터페닐 또는 분지형 터페닐, 쿼터페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-쿼터페닐 또는 분지형 쿼터페닐, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 플루오렌, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 스피로비플루오렌, 나프탈렌, 특히 1- 또는 2- 결합된 나프탈렌, 인돌, 벤조푸란, 벤조티오펜, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 카르바졸, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 디벤조푸란, 또는 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 디벤조티오펜, 인데노카르바졸, 인돌로카르바졸, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 퀴놀린, 퀴나졸린,벤즈이미다졸, 페난트렌, 트리페닐렌 또는 이들 기들의 2 개 또는 3 개의 조합으로부터 선택되고, 이들의 각각은 하나 이상의 R 라디칼, 바람직하게는 비방향족 R 라디칼에 의해 치환될 수도 있다. Ar 이 헤테로아릴 기, 특히 트리아진, 피리미딘 또는 퀴나졸린인 경우, 이 헤테로아릴 기 상의 방향족 또는 헤테로방향족 R 라디칼이 또한 바람직할 수도 있다.
Ar 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 하기 화학식 (Ar-1) 내지 (Ar-76) 의 기로부터 선택되는 것이 바람직하다:
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
식에서, R 은 위에 정의된 바와 같고, 점선 결합은 질소 원자에 대한 결합을 나타내고, 또한:
Ar1 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 가지며 각각의 경우에 하나 이상의 R 라디칼로 치환될 수도 있는 2가 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고;
A 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, C(R)2, NR, O 또는 S 이고;
n 은 0 또는 1 이고, 여기서 n = 0 는, A 기가 이 위치에 결합되지 않고, 그 대신 R 라디칼이 대응하는 탄소 원자에 결합됨을 의미하고;
m 은 0 또는 1이고, 여기서 m = 0 은 Ar1 기가 부재하는 것 그리고 대응하는 방향족 또는 헤테로방향족 기가 질소 원자에 직접 결합되는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 화학식 (1) 에서 R 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, H, D, F, N(Ar')2, CN, OR1, 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기 또는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 또는 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 알킬 또는 알케닐 기는 각각 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있지만, 바람직하게는 치환되지 않고, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 O 에 의해 대체될 수도 있음), 또는 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 동시에, 2 개의 R 라디칼은 함께 또한 고리 시스템, 바람직하게는 지방족 고리 시스템을 형성할 수도 있다. 더욱 바람직하게는, R 은 각각의 경우 동일 또는 상이하고, H, N(Ar')2, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는, 특히 1, 2, 3 또는 4 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기, 또는 3 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 각각의 경우에 알킬 기는 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있으나, 바람직하게는 치환되지 않음), 또는 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우 하나 이상의 R1 라디칼, 바람직하게는 비방향족 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, R 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하며 H, 또는 6 내지 24 개 방향족 고리 원자를 가지며 각각의 경우 하나 이상의 R1 라디칼, 바람직하게는 비방향족 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, R 이 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 트리아릴- 또는 -헤테로아릴아민 기인 경우가 바람직할 수도 있다. 이 기는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템의 일 실시형태이며, 이 경우에 2 개 이상의 아릴 또는 헤테로아릴 기가 질소 원자에 의해 서로 결합된다. R 이 트리아릴- 또는 -헤테로아릴아민 기인 경우, 이 기는 바람직하게는 18 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 가지며 하나 이상의 R1 라디칼, 바람직하게는 비방향족 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, Ar' 는, 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자들을 갖고 하나 이상의 R1 라디칼들에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, Ar' 는, 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자들, 특히 6 내지 13 개의 방향족 고리 원자들을 갖고 하나 이상의 바람직하게는 비방향족 R1 라디칼들에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, R1 은 각각의 경우 동일 또는 상이하고, H, D, F, CN, OR2, 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기 또는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 또는 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 알킬 또는 알케닐 기는 각각 하나 이상의 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있고, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 O 에 의해 대체될 수도 있음), 또는 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우 하나 이상의 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 동시에, 2 개 이상의 R1 라디칼은 함께 지방족 고리 시스템을 형성할 수도 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, R1 은 각각의 경우 동일 또는 상이하고, H, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는, 특히 1, 2, 3 또는 4 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기, 또는 3 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 알킬 기는 하나 이상의 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있으나, 바람직하게는 치환되지 않음), 또는 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우 하나 이상의 R2 라디칼로 치환될 수도 있지만 바람직하게는 치환되지 않는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, R2 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, H, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기 (이는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로 치환될 수도 있지만 바람직하게는 치환되지 않음) 이다.
적합한 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 R 또는 Ar' 은 페닐, 비페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라- 비페닐, 터페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-터페닐 또는 분지형 터페닐, 쿼터페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-쿼터페닐 또는 분지형 쿼터페닐, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 플루오렌, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 스피로비플루오렌, 나프탈렌, 특히 1- 또는 2- 결합된 나프탈렌, 인돌, 벤조푸란, 벤조티오펜, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 카르바졸, 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 디벤조푸란, 또는 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 연결될 수도 있는 디벤조티오펜, 인데노카르바졸, 인돌로카르바졸, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 퀴놀린, 퀴나졸린, 벤즈이미다졸, 페난트렌, 트리페닐렌 또는 이들 기들의 2 개 또는 3 개의 조합으로부터 선택되고, 이들의 각각은 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있다. R 또는 Ar' 이 헤테로아릴 기, 특히 트리아진, 피리미딘 또는 퀴나졸린인 경우, 이 헤테로아릴 기 상의 방향족 또는 헤테로방향족 R1 라디칼이 또한 바람직할 수도 있다.
R 기가 방향족 또는 헤테로방향족인 경우의 R 기, 또는 Ar' 기는 바람직하게는 하기 화학식 R-1 내지 R-76 의 기들로부터 선택된다:
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
식중 R1 은 위에 주어진 정의를 갖고, 점선 결합은 화학식 (1) 에서 또는 바람직한 실시형태들에서 베이스 골격의 탄소 원자에 대한 결합을 나타내거나 또는 N(Ar')2 기에서 질소 원자에 대한 결합을 나타내고, 추가로:
Ar1 는 각각의 경우 동일 또는 상이하며, 6 내지 18 개의 방향족 고리 원자를 가지며 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 2가 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고;
A 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, C(R1)2, NR1, O 또는 S 이고;
n 은 0 또는 1 이고, 여기서 n = 0 는, A 기가 이 위치에 결합되지 않고, 그 대신 R1 라디칼이 대응하는 탄소 원자에 결합됨을 의미하고;
m 은 0 또는 1이고, 여기서 m = 0 은 Ar1 기가 부재하는 것과 대응하는 방향족 또는 헤테로방향족 기가 화학식 (1) 에서 또는 바람직한 실시형태에서 베이스 골격의 탄소 원자에, 또는 N(Ar')2 기에서의 질소 원자에 직접 결합됨을 의미하고; 단, 구조 (R-12), (R-17), (R-21), (R-25), (R-26), (R-30), (R-34), (R-38) 및 (R-39) 에 대해 이들 기들이 Ar' 의 실시형태들인 경우 m = 1 이다.
Ar 에 대한 상기 Ar-1 내지 Ar-76 기 또는 R 또는 Ar' 에 대한 R-1 내지 R-76 기가 둘 이상의 A 기를 갖는 경우, 이들에 가능한 옵션은 A의 정의로부터의 모든 조합을 포함한다. 이 경우의 바람직한 실시형태는 하나의 A 기가 NR 또는 NR' 이고 다른 A 기가 C(R)2 또는 C(R1)2 이거나 또는 A 기 둘 다가 NR 또는 NR1 이거나 또는 A 기 둘 다가 0 인 것들이다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 둘 이상의 A 기를 갖는 Ar, R 또는 Ar' 기에서, 적어도 하나의 A 기는 C(R)2 또는 C(R1)2 이거나 또는 NR 또는 NR1 이다.
A 가 NR 또는 NR1 인 경우, 질소 원자에 결합된 치환기 R 또는 R1 은 바람직하게는, 5 내지 24 개의 방향족 고리 원자들을 갖고 또한 하나 이상의 R1 또는 R2 라디칼들에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 특히 바람직한 실시형태에서, 이 R 또는 R1 치환기는 각각의 경우 동일 또는 상이하며 6 내지 24개의 방향족 고리 원자, 바람직하게는 6 내지 12 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고, 이는 2 개 이상의 방향족 또는 헤테로방향족 6원 고리 기들이 서로 직접 융합되는 융합된 아릴 기 또는 헤테로아릴 기를 갖지 않으며, 또한, 하나 이상의 R1 또는 R2 라디칼에 의해 각각의 경우에 치환될 수도 있다. Ar-1 내지 Ar-11 또는 R-1 내지 R-11에 대해 위에 열거된 바와 같은 결합 패턴을 갖는 페닐, 비페닐, 테르페닐 및 쿼터페닐이 특히 바람직하고, 여기서 이들 구조들은 하나 이상의 R1 또는 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있지만, 바람직하게는 치환되지 않는다.
A 가 C(R)2 또는 C(R1)2 인 경우, 이 탄소 원자에 결합된 치환기 또는 R 또는 R1 은 바람직하게는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기 또는 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기, 또는 5 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 가지며 또한 하나 이상의 R1 또는 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 가장 바람직하게, R 또는 R1 은 메틸기 또는 페닐기이다. 이 경우, R 또는 R1 라디칼은 함께 또한, 스피로 시스템에 이르는 고리 시스템을 형성할 수도 있다.
추가의 적합한 Ar, R 또는 Ar' 기는 식 -Ar4-N(Ar2)(Ar3) 의 기들이고 여기서 Ar2, Ar3 및 Ar4 은 각각의 경우 동일 또는 상이하고 5 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 가지며 각각의 경우 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 그러한 기에서, Ar 기가 N(Ar')2 기에 의해 치환되는 경우 Ar 이 발생한다. 여기서 Ar2, Ar3 및 Ar4 에서의 방향족 고리 원자들의 총 수는 60 이하, 그리고 바람직하게는 40 이하이다.
이 경우, Ar4 및 Ar2 는 또한 서로 결합될 수 있고 및/또는 Ar2 및 Ar3 은 C(R1)2, NR1, O 및 S 로부터 선택된 기를 통해 서로 결합될 수 있다. 바람직하게는, Ar4 및 Ar2 는 서로 연결되어 있고 Ar2 및 Ar3 은 질소 원자와의 결합에 대한 각각의 오르토 위치에서 서로 연결된다. 본 발명의 추가 실시형태에서, Ar2, Ar3 및 Ar4 기들 중 어느 것도 서로 결합되지 않는다.
바람직하게는, Ar4 는, 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자, 특히 6 내지 12 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 보다 바람직하게는, Ar4 는 오르토-, 메타- 또는 파라-페닐렌 또는 오르토-, 메타- 또는 파라-비페닐로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이들의 각각은 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있지만, 바람직하게는 치환되지 않는다. 가장 바람직하게는, Ar4 는 비치환된 페닐렌 기이다. 이것은 특히 Ar4 이 단일 결합에 의해 Ar2 에 결합하는 경우에 사실이다.
바람직하게는, Ar2 및 Ar3 는 각각의 경우 동일 또는 상이하며, 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 가지며 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이다. 특히 바람직한 Ar2 및 Ar3 기는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고 벤젠, 오르토-, 메타- 또는 파라-비페닐, 오르토-, 메타- 또는 파라-터페닐 또는 분지형 터페닐, 오르토-, 메타- 또는 파라-쿼터페닐 또는 분지형 쿼터페닐, 1-, 2-, 3- 또는 4-플루오레닐, 1-, 2-, 3- 또는 4-스피로비플루오레닐, 1- 또는 2-나프틸, 인돌, 벤조푸란, 벤조티오펜, 1-, 2-, 3- 또는 4-카르바졸, 1-, 2-, 3- 또는 4-디벤조푸란, 1-, 2-, 3- 또는 4-디벤조티오펜, 인데노카르바졸, 인돌로카르바졸, 2-, 3- 또는 4-피리딘, 2-, 4- 또는 5-피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 페난트렌, 트리페닐렌 또는 이들 기들의 2 개, 3 개 또는 4 개의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이들의 각각은 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있다. 보다 바람직하게는, Ar2 및 Ar3 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, 6 내지 24 개의 방향족 고리 원자를 가지며 특히 벤젠, 비페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-비페닐, 터페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-터페닐 또는 분지형 터페닐, 쿼터페닐, 특히 오르토-, 메타- 또는 파라-쿼터페닐 또는 분지형 쿼터페닐, 플루오렌, 특히 1-, 2-, 3- 또는 4-플루오렌, 또는 스피로비플루오렌, 특히 1-, 2-, 3- 또는 4-스피로비플루오렌으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 방향족 고리 시스템이다.
동시에, 진공 증발에 의해 가공되는 본 발명의 화합물에서, 알킬 기는 바람직하게는 5 개 이하의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 4 개 이하의 탄소 원자, 가장 바람직하게는 1 개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 용액으로부터 가공되는 화합물에 대해, 적합한 화합물은 또한 알킬 기, 특히, 10 개 이하의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기에 의해 치환된 것들이거나 또는 올리고아릴렌 기, 예를 들어 오르토-, 메타-, 파라- 또는 분지형 테르페닐 또는 쿼터페닐 기에 의해 치환된 것들이다.
화학식 (1) 또는 바람직한 실시형태의 화합물이 인광 방출체를 위한 매트릭스 재료로서 또는 인광 층에 바로 인접한 층에서 사용될 때, 또한 그 화합물은 2개보다 많은 6원 고리들이 서로 직접 융합되는 융합된 아릴 또는 헤테로아릴 기들을 함유하는 않는 경우가 바람직하다. Ar, R, Ar', R1 및 R2 라디칼이 2 개 이상의 6-원 고리들이 서로 직접 융합되는 융합된 아릴 또는 헤테로아릴 기들을 함유하지 않는 경우가 특히 바람직하다. 이에 대한 예외는 페난트렌과 트리페닐렌에 의해 형성되는데, 이들은, 그들의 높은 삼중항 에너지로 인하여, 융합된 방향족 6원 고리들의 존재에도 불구하고 바람직할 수도 있다.
위에 언급된 바람직한 실시형태들은 청구항 1에 정의된 제한들 내에서 원하는 대로 서로 조합될 수도 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 위에 언급된 선호들은 동시에 일어난다.
위에 상세히 나타낸 실시형태에 따른 바람직한 화합물의 예는 아래 표에 상세히 나타낸 화합물이다:
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
본 발명의 화합물의 기본 구조는 스킴 1 내지 4 에 개략된 루트에 의해 제조될 수 있다. 스킴 1은 인돌로부터 진행되는 N-아릴디클로로인돌의 합성을 보여준다. 이것은 2-페닐인돌 또는 2-페닐벤즈이미다졸 (스킴 2) 또는 상응하는 2-인돌릴- 또는 2-벤즈이미다졸릴인돌 또는 -벤즈이미다졸 (스킴 3) 과 반응하여 본 발명의 화합물을 제공할 수 있다. 이들은 또한 특히 인돌 고리 상의 질소에 대한 파라 위치에서 추가로 할로겐화될 수 있고, 예를 들어 부흐발트 커플링 또는 스즈키 커플링을 통해 추가의 유도체로 전환될 수도 있다.
스킴 1
Figure pct00048
스킴 2
Figure pct00049
스킴 3
Figure pct00050
스킴 4
Figure pct00051
예를 들어 스핀-코팅 또는 인쇄 방법에 의해 액체 상으로부터 본 발명의 화합물을 처리하기 위해, 본 발명의 화합물의 제형이 필요하다. 이러한 제형은 예를 들어 용액, 분산액 또는 유화액일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 둘 이상의 용매의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 적합하고 바람직한 용매는 예를 들어 톨루엔, 아니솔, o-, m- 또는 p-크실렌, 메틸 벤조에이트, 메시틸렌, 테트랄린, 베라트롤, THF, 메틸-THF, THP, 클로로벤젠, 디옥산, 페녹시톨루엔, 특히 3- 페녹시톨루엔, (-)-펜촌, 1,2,3,5- 테트라메틸벤젠, 1,2,4,5- 테트라메틸벤젠, 1-메틸나프탈렌, 2-메틸벤조티아졸, 2-페녹시에탄올, 2-피롤리디논, 3-메틸아니솔, 4-메틸아니솔, 3,4-디메틸아니솔, 3,5-디메틸아니솔, 아세토페논, α-테르피네올, 벤조티아졸, 부틸 벤조에이트, 큐멘, 시클로헥사놀, 시클로헥사논, 시클로헥실벤젠, 데칼린, 도데실벤젠, 에틸 벤조에이트, 인단, NMP, p-시멘, 페네톨, 1,4-디이소프로필벤젠, 디벤질 에테르, 디에틸렌 글리콜 부틸 메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 부틸 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 2-이소프로필나프탈렌, 펜틸벤젠, 헥실벤젠, 헵틸벤젠, 옥틸벤젠, 1,1-비스(3,4-디메틸페닐)에탄, 2-메틸비페닐, 3-메틸비페닐, 1-메틸나프탈렌, 1-에틸나프탈렌, 에틸 옥타노에이트, 디에틸 세바케이트, 옥틸 옥타노에이트, 헵틸벤젠, 멘틸 이소발레레이트, 시클로헥실 헥사노에이트 또는 이들 용매의 혼합물이다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 화합물 및 적어도 하나의 추가 화합물을 포함하는 제형을 추가로 제공한다. 추가 화합물은 예를 들어, 용매, 특히 상기 언급된 용매 중 하나 또는 이들 용매의 혼합물일 수도 있다. 추가의 화합물은 대안적으로, 마찬가지로 전자 디바이스, 예를 들어 방출 화합물 및/또는 추가 매트릭스 재료에서 사용되는 적어도 하나의 추가의 유기 또는 무기 화합물일 수도 있다. 적합한 방출 화합물 및 추가의 매트릭스 재료는 유기 전계발광 디바이스와 관련하여 뒤에 나열된다. 이 추가 화합물은 또한 중합성일 수도 있다.
본 발명의 화합물은 전자 디바이스, 특히 유기 전계발광 디바이스에서의 사용에 적합하다.
따라서 본 발명은 또한, 전자 디바이스, 특히 유기 전계발광 디바이스에서의 본 발명의 화합물의 용도를 제공한다.
본 발명은 여전히 또한 적어도 하나의 본 발명의 화합물을 포함하는 전자 디바이스를 제공한다.
본 발명의 맥락에서 전자 디바이스는 적어도 하나의 유기 화합물을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 디바이스이다. 이 성분은 또한 무기 재료 또는 그 밖의 무기 재료로부터 전체적으로 형성된 층을 포함할 수도 있다.
전자 디바이스는 바람직하게는 유기 전계발광 디바이스 (OLED), 유기 집적회로 (O-IC), 유기 전계효과 트랜지스터 (O-FET), 유기 박막 트랜지스터 (O-TFT), 유기 발광 트랜지스터 (O-LET), 유기 태양전지 (O-SC), 염료-감응형 유기 태양전지 (DSSC), 유기 광검출기, 유기 광수용체, 유기 전계-켄치 디바이스 (O-FQD), 발광 전기화학 전지 (LEC), 유기 레이저 다이오드 (O-레이저) 및 유기 플라스몬 방출 디바이스로 이루어지는 군, 바람직하게는 유기 전계발광 디바이스 (OLED), 더 바람직하게는 인광 OLED 로부터 선택된다.
유기 전계발광 디바이스는 캐소드, 애노드 및 적어도 하나의 방출층을 포함한다. 이들 층 외에도, 이것은 또한, 추가의 층, 예를 들어 각각의 경우 하나 이상의 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단 층, 전자 수송층, 전자 주입층, 엑시톤 차단 층, 전자 차단 층 및/또는 전하 생성 층을 포함할 수도 있다. 마찬가지로 엑시톤-차단 기능을 갖는 중간층이, 예를 들어, 2 개의 방출 층 사이에 도입되는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 층들 중 모든 것이 반드시 존재할 필요는 없다는 것이 적시되어야 한다. 이 경우, 유기 전계발광 디바이스가 방출 층을 포함하거나, 또는 유기 전계발광 디바이스가 복수의 방출 층들을 포함하는 것이 가능하다. 복수의 방출 층들이 존재하는 경우, 이들은, 전체 결과가 백색 방출이 되도록 전체적으로 380 nm와 750 nm 사이의 여러 방출 최대치들을 갖는 것이 바람직하며; 환언하면, 형광 또는 인광을 일으킬 수도 있는 다양한 방출 화합물들이 방출 층들에 사용된다. 3개의 방출 층을 갖는 시스템이 특히 바람직하며, 여기서 3개의 층은 청색, 녹색 및 오렌지색 또는 적색 방출을 나타낸다. 본 발명의 유기 전계발광 디바이스는 또한, 특히 백색-방출 OLED 를 위한, 탠덤 OLED 일 수도 있다.
위에 상세히 나타낸 실시형태들에 따른 본 발명의 화합물은 정확한 구조에 따라, 상이한 층에서 사용될 수도 있다. 인광 방출체를 위한 또는 TADF (thermally activated delayed fluorescence) 를 나타내는 방출체를 위한, 특히 인광 방출체를 위한, 매트릭스 재료로서 방출 층에서 식 (1) 의 화합물 또는 위에 언급된 바람직한 실시형태들의 화합물을 포함하는 유기 전계발광 디바이스가 바람직하다. 이 경우, 유기 전계발광 디바이스는 방출층을 함유할 수도 있거나, 또는 이것은 복수의 방출층을 함유할 수도 있는데, 여기서 적어도 하나의 방출 층은 매트릭스 재료로서 본 발명의 적어도 하나의 화합물을 함유한다. 또한, 본 발명의 화합물은 또한 전자 수송층에서 및/또는 정공 차단층에서 및/또는 정공 수송층에서 및/또는 여기자 차단 층에서 사용될 수 있다.
본 발명의 화합물은 또한 반도체 발광 나노입자용의 매트릭스로서 사용될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 용어 "나노"는 0.1 내지 999 nm, 바람직하게는 1 내지 150 nm 범위의 크기를 의미한다. 바람직한 실시형태에서, 반도체 발광 나노입자는 “양자 사이즈의 재료”이다. 본 발명의 맥락에서 용어 "양자 사이즈의 재료"는 예를 들어 ISBN:978-3-662-44822-9에 기재된 바와 같이, 양자 구속 효과라 불리는 것을 나타내는 추가 화합물 또는 임의의 추가의 표면 개질이 없는 반도체 재료 자체의 사이즈에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태에서, 양자 사이즈의 재료의 전체 사이즈는 1 nm 내지 100 nm, 바람직하게는 1 nm 내지 30 nm, 더 바람직하게는 5 nm 내지 15 nm 범위이다.
반도체 발광 나노입자의 "코어"는 다양할 수 있다. 적합한 예는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSeS, ZnTe, ZnO, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgSe, HgTe, InAs, InP, InPS, InPZnS, InPZn, InPGa, InSb, AlAs, AlP, AlSb, Cu2S, Cu2Se, CuInS2, CuInSe2, Cu2(ZnSn)S4, Cu2(InGa)S4, TiO2, 또는 언급된 재료의 조합물을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 반도체 발광 입자의 코어는 원소 주기율표의 13 족 원소의 하나 이상 및 15 족 원소의 하나 이상을 포함하며, 예를 들어 GaAs, GaP, GaSb, InAs, InP, InPS, InPZnS, InPZn, InPGa, InSb, AlAs, AlP, AlSb, CuInS2, CuInSe2, Cu2(InGa)S4 또는 언급된 재료의 조합물을 포함한다. 보다 바람직하게는, 코어는 인듐 및 인 원자, 예를 들어 InP, InPS, InPZnS, InPZn 또는 InPGa를 함유한다.
본 발명의 추가 실시형태에서, 나노입자는 원소 주기율표의 12 족, 13 족 또는 14 족으로부터의 제 1 원소 및 주기율표 15 족 또는 16 족으로부터의 제 2 원소를 함유하는 하나 이상의 "쉘 층"을 함유한다. 바람직하게는, 모든 쉘 층은 원소 주기율표의 12 족, 13 족 또는 14 족으로부터의 제 1 원소 및 원소 주기율표의 15 족 또는 16 족으로부터의 제 2 원소를 함유한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 쉘 층 중 적어도 하나는 원소 주기율표의 12 족으로부터의 제 1 원소 및 제 16 족으로부터의 제 2 원소, 예를 들어 CdS, CdZnS, ZnS, ZnSe, ZnSSe, ZnSSeTe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS 또는 ZnS/ZnSe를 함유한다. 보다 바람직하게는, 모든 쉘 층은 원소 주기율표의 12 족으로부터의 제 1 원소 및 16 족으로부터의 제 2 원소를 함유한다.
본 발명의 화합물이 방출 층에서의 인광 화합물을 위한 매트릭스 재료로서 사용되는 경우, 바람직하게는 하나 이상의 인광 재료 (삼중항 방출체) 와 조합하여 사용된다. 인광은 본 발명의 맥락에서 더 높은 스핀 다중도를 갖는 여기된 상태, 즉, 스핀 상태 > 1, 특히 여기된 삼중선 상태로부터의 발광을 의미하는 것으로 이해된다. 본 출원의 맥락에서, 전이 금속 또는 란탄족과의 모든 발광 착물, 특히 모든 이리듐, 백금 및 구리 착물은 인광 화합물로서 간주되어야 할 것이다.
본 발명의 화합물 및 방출 화합물의 혼합물은 방출체 및 매트릭스 재료의 총 혼합물을 기준으로, 99 부피% 내지 1 부피%, 바람직하게는 98 부피% 내지 10 부피%, 더욱 바람직하게는 97 부피% 내지 60 부피%, 그리고 특히 95 부피% 내지 80 부피% 사이의 본 발명의 화합물을 함유한다. 따라서, 혼합물은 방출체 및 매트릭스 재료의 총 혼합물을 기준으로, 1 부피% 내지 99 부피%, 바람직하게는 2 부피% 내지 90 부피%, 더욱 바람직하게는 3 부피% 내지 40 부피%, 특히 5 부피% 내지 20 부피% 사이의 방출체를 함유한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태는 추가의 매트릭스 재료와 조합으로 인광 방출체를 위한 매트릭스 재료로서의 본 발명의 화합물의 용도이다. 본 발명의 화합물과 조합으로 사용될 수 있는 적합한 매트릭스 재료는, 예를 들어 WO 2004/013080, WO 2004/093207, WO 2006/005627 또는 WO 2010/006680 에 따른 방향족 케톤, 방향족 포스핀 옥사이드 또는 방향족 술폭시드 또는 술폰, WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527, WO 2008/086851 또는 WO 2013/041176 에 기재된 트리아릴아민, 카르바졸 유도체, 예를 들어 CBP (N,N-비스카르바졸릴비페닐) 또는 카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2007/063754 또는 WO 2008/056746 에 따른 비스카르바졸 유도체, 인돌로카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2010/136109, WO 2011/000455, WO 2013/041176 또는 WO 2013/056776 에 따른 인데노카르바졸 유도체, 예를 들어 EP 1617710, EP 1617711, EP 1731584, JP 2005/347160 에 따른 아자카르바졸 유도체, 예를 들어 WO 2007/137725 에 따른 양극성 매트릭스 재료, 예를 들어 WO 2005/111172 에 따른 실란, 예를 들어 WO 2006/117052 에 따른 아자보롤 또는 보론 에스테르, 예를 들어 WO 2007/063754, WO 2008/056746, WO 2010/015306, WO 2011/057706, WO 2011/060859 또는 WO 2011/060877 에 따른 트리아진 유도체, 예를 들어 EP 652273 또는 WO 2009/062578 에 따른 아연 착물, 예를 들어 WO 2010/054729 에 따른 디아자실롤 또는 테트라아자실롤 유도체, 예를 들어 WO 2010/054730 에 따른 디아자포스폴 유도체, 예를 들어 WO 2011/042107, WO 2011/060867, WO 2011/088877 및 WO 2012/143080 에 따른 브릿지된 카르바졸 유도체, 예를 들어, WO 2012/048781에 따른 트리페닐렌 유도체, 또는 예를 들어 WO 2015/169412, WO 2016/015810, WO 2016/023608, WO 2017/148564 또는 WO 2017/148565 에 따른 디벤조푸란 유도체이다. 마찬가지로, 실제 방출체보다 짧은 파장에서 방출하는 추가의 인광 방출체는 혼합물에서 코-호스트로서 존재할 수 있다. 큰 밴드갭을 갖고 방출 층의 전하 수송에서, 있다 하더라도, 그 자체가 적어도 현저한 정도로는 가담하지 않는 화합물이 코-매트릭스 재료로서 본 발명의 화합물과 조합하여 특히 적합하다. 이러한 재료는 바람직하게는 순수한 탄화수소이다. 이러한 재료의 예들은, 예를 들어, WO 2009/124627, WO 2010/108579 또는 WO 2010/006680 에서 찾아볼 수 있다.
바람직한 코-호스트 재료는 트리아릴아민 유도체, 특히 모노아민, 인데노카르바졸 유도체, 4-스피로카르바졸 유도체, 카르바졸 유도체 및 비스카르바졸 유도체이다.
본 발명의 화합물과 함께 코-호스트 재료로서 사용되는 바람직한 트리아릴아민 유도체는 하기 화학식 (TA-1) 의 화합물에서 선택된다:
Figure pct00052
식에서, Ar5 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, 6 내지 40 개의 탄소 원자를 갖고 각각의 경우 하나 이상의 R 라디칼에 의해 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이며, 여기서 R은 상기에 주어진 정의를 갖는다. 바람직하게, Ar5 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템 (이는 5 내지 24 개, 바람직하게 5 내지 12 개의 방향족 고리 원자를 갖고, 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수 있으나, 바람직하게는 비치환됨) 이다.
적합한 Ar5 기의 예는 페닐, 오르토-, 메타- 또는 파라-비페닐, 터페닐, 특히 분지형 터페닐, 쿼터페닐, 특히 분지형 쿼터페닐, 1-, 2-, 3- 또는 4-플루오레닐, 1-, 2-, 3- 또는 4-스피로비플루오레닐, 피리딜, 피리미디닐, 1-, 2-, 3- 또는 4-디벤조푸라닐, 1-, 2-, 3- 또는 4-디벤조티에닐 및 1-, 2-, 3- 또는 4-카르바졸릴 (이들의 각각은 하나 이상의 R 라디칼로 치환될 수도 있지만 바람직하게는 비치환됨) 로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (TA-1) 의 화합물의 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 Ar5 기는 오르토-, 메타- 또는 파라-비페닐 기일 수도 있는 비페닐 기로부터 선택된다. 화학식 (TA-1) 의 화합물의 추가의 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 Ar5 기는 플루오렌 기 또는 스피로비플루오렌 기로부터 선택되고, 여기서 이러한 기는 각각 1, 2, 3 또는 4 위치에서 질소 원자에 결합될 수도 있다. 화학식 (TA-1) 의 화합물의 다른 추가 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 Ar5 기는 페닐렌 또는 비페닐 기로부터 선택되고, 여기서 그 기는 오르토-, 메타- 또는 파라-결합 기이며, 디벤조푸란 기, 디벤조티오펜 기 또는 카르바졸 기, 특히 디벤조푸란 기로 치환되고, 여기서 디벤조푸란 또는 디벤조티오펜 기는 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 페닐렌 또는 비페닐 기에 결합되고, 여기서 카르바졸 기는 1, 2, 3 또는 4 위치 또는 질소 원자를 통해 페닐렌 또는 비페닐 기에 결합된다.
화학식 (TA-1) 의 화합물의 특히 바람직한 실시형태에서, 하나의 Ar5 기는 플루오렌 또는 스피로비플루오렌기, 특히 4-플루오렌 또는 4-스피로비플루오렌기에서 선택되고, 하나의 Ar5 기는 비페닐기, 특히 파라-비페닐기, 또는 플루오렌기, 특히 2-플루오렌기에서 선택되고, 세 번째 Ar5 기는 파라-페닐렌기 또는 파라-비페닐기에서 선택되고, 디벤조푸란기, 특히 4-디벤조푸란기, 또는 카르바졸기, 특히 N-카르바졸기 또는 3-카르바졸기에 의해 치환된다.
본 발명의 화합물과 함께 코-호스트 재료로서 사용되는 바람직한 인데노카르바졸 유도체는 하기 화학식 (TA-2) 의 화합물에서 선택된다:
Figure pct00053
식에서 Ar5 및 R 은 상기 열거된 정의를 갖는다. Ar5 기의 바람직한 실시형태는 상기 열거된 구조이다.
화학식 (TA-2) 의 화합물의 바람직한 실시형태는 하기 화학식 (TA-2a) 의 화합물이다:
Figure pct00054
식에서 Ar5 및 R 은 상기 열거된 정의를 갖는다. 인데노 탄소 원자에 결합된 2 개의 R 기는 바람직하게는 동일 또는 상이하고, 각각 탄소수 1 내지 4 의 알킬 기, 특히 메틸 기, 또는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 고리 시스템, 특히 페닐 기이다. 보다 바람직하게는, 인데노 탄소 원자에 결합한 2 개의 R 기는 메틸기이다. 추가로 바람직하게는, 화학식 (TA-2a) 에서의 인데노카르바졸 베이스 골격에 결합한 R1 치환기는 H 이거나 또는 1, 2, 3 또는 4 위치를 통해 또는 질소 원자를 통해, 특히 3 위치를 통해 인데노카르바졸 베이스 골격에 결합할 수 있는 카르바졸기이다.
본 발명의 화합물과 함께 코-호스트 재료로서 사용되는 바람직한 4-스피로카르바졸 유도체는 하기 화학식 (TA-3) 의 화합물에서 선택되고:
Figure pct00055
식에서 Ar5 및 R 은 상기 열거된 정의를 갖는다.
화학식 (TA-3) 의 화합물의 바람직한 실시형태는 하기 화학식 (TA-3a) 의 화합물이다:
Figure pct00056
식에서 Ar 및 R5 는 상기 열거된 정의를 갖는다.
본 발명의 화합물과 함께 코-호스트 재료로서 사용되는 바람직한 비스카르바졸 유도체는 하기 화학식 (TA-4) 의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00057
식에서 Ar5 및 R 은 상기 열거된 정의를 갖는다.
화학식 (TA-4) 의 화합물의 바람직한 실시형태는 하기 화학식 (TA-4a) 의 화합물이다:
Figure pct00058
식에서 Ar5 는 상기 열거된 정의를 갖는다.
적합한 비스카르바졸 유도체의 예는 하기 표에 도시된 재료들이다:
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
적합한 인광 화합물들 (= 삼중항 방출체들) 은 특히, 적합하게 여기될 때, 바람직하게 가시 영역에서 광을 방출하고, 그리고 또한 원자 번호가 20 초과이고, 바람직하게 38 초과 그리고 84 미만이고, 보다 바람직하게 56 초과 그리고 80 미만인 적어도 하나의 원자, 특히 이 원자 번호를 갖는 금속을 함유하는 화합물들이다. 사용되는 바람직한 인광 방출체들은 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 루테늄, 오스뮴, 로듐, 이리듐, 팔라듐, 백금, 은, 금 또는 유로퓸을 함유하는 화합물들, 특히 이리듐 또는 백금을 함유하는 화합물들이다.
위에 기재된 방출체들의 예들은 출원 WO 00/70655, WO 2001/41512, WO 2002/02714, WO 2002/15645, EP 1191613, EP 1191612, EP 1191614, WO 05/033244, WO 05/019373, US 2005/0258742, WO 2009/146770, WO 2010/015307, WO 2010/031485, WO 2010/054731, WO 2010/054728, WO 2010/086089, WO 2010/099852, WO 2010/102709, WO 2011/032626, WO 2011/066898, WO 2011/157339, WO 2012/007086, WO 2014/008982, WO 2014/023377, WO 2014/094961, WO 2014/094960, WO 2015/036074, WO 2015/104045, WO 2015/117718, WO 2016/015815, WO 2016/124304, WO 2017/032439 및 WO 2018/011186 에서 찾아볼 수 있다. 일반적으로, 종래 기술에 따라 인광 OLED 들에 사용된 바와 같은 그리고 유기 전계발광의 분야의 당업자에게 알려진 바와 같은 모든 인광 착물들이 적합하고, 당업자는 진보적 능력을 발휘하지 않고, 추가의 인광 착물들을 사용가능할 것이다.
인광 도펀트의 예가 아래에 제시되어 있다.
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
본 발명의 화합물은 특히 또한, 예를 들어, WO 98/24271, US 2011/0248247 및 US 2012/0223633 에 기재된 바와 같은, 유기 전계발광 디바이스에서의 인광 방출체를 위한 매트릭스 재료로서 적합하다. 이러한 다색 디스플레이 컴포넌트들에서, 부가적인 청색 방출 층은 청색외의 색상을 갖는 것들을 포함하여, 모든 픽셀에 대해 전체 면적에 걸쳐 기상 증착에 의해 적용된다. 놀랍게도, 본 발명의 화합물은, 적색 및/또는 녹색 픽셀을 위한 매트릭스 재료로서 사용될 때, 여전히 기상 증착에 의해 적용된 청색 방출 층과 함께 매우 양호한 방출에 이른다는 것을 알아냈다.
본 발명의 추가 실시형태에서, 본 발명의 유기 전계발광 디바이스는 임의의 별개의 정공 주입층 및/또는 정공 수송층 및/또는 정공 차단 층 및/또는 전자 수송층을 함유하지 않는데, 이는 방출층이 정공 주입층 또는 애노드에 바로 인접하거나 및/또는 방출층이 전자 수송층 또는 전자 주입층 또는 캐소드에 바로 인접함을 의미한다 (예를 들어 WO 2005/053051 에 기재된 바와 같음). 추가적으로, 예를 들어 WO 2009/030981 에 기재된 바와 같이, 방출 층에 금속 착물과 동일하거나 유사한 금속 착물을 방출 층에 바로 인접하는 정공 수송 또는 정공 주입 재료로서 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 전계발광 디바이스의 추가 층에서, 전형적으로 선행기술에 따라 사용된 임의의 재료를 사용할 수 있다. 따라서 당업자는 진보적 능력을 발휘하지 않고서도, 화학식 (1) 또는 위에 언급된 바람직한 실시형태들의 본 발명의 화합물과 조합하여 유기 전계발광 디바이스를 위해 공지된 임의의 재료를 사용하는 것이 가능할 것이다.
하나 이상의 층이 승화 방법에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스가 추가로 바람직하다. 이 경우, 재료는 10-5 mbar 미만, 바람직하게는 10-6 mbar 미만의 초기 압력에서 진공 승화 시스템 중에서의 증착에 의해 공급된다. 하지만, 또한, 초기 압력은 훨씬 더 낮은, 예를 들어 10-7 mbar 미만일 수 있다.
마찬가지로, 하나 이상의 층이 OVPD (organic vapor phase deposition) 방법에 의해 또는 캐리어 기체 승화의 도움으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스가 바람직하다. 이러한 경우, 재료들은 10-5 mbar 내지 1 bar 사이의 압력에서 적용된다. 이 방법의 특수한 경우는, 재료들이 노즐에 의해 직접 적용되어 구조화되는 OVJP (organic vapor jet printing) 방법이다.
추가적으로, 하나 이상의 층이, 용액으로부터, 예를 들어 스핀 코팅에 의해, 또는 임의의 인쇄 방법, 예를 들어 스크린 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 오프셋 인쇄, LITI (light-induced thermal imaging, thermal transfer printing), 잉크-젯 인쇄 또는 노즐 인쇄에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스가 바람직하다. 이 목적을 위해, 예를 들어 적합한 치환을 통해 얻어지는 가용성 (soluble) 화합물이 필요하다.
또한, 예를 들어 하나 이상의 층이 용액으로부터 적용되고 하나 이상의 추가 층이 기상 증착에 의해 적용되는 혼성 방법이 가능하다.
이들 방법은 일반적인 용어로 당업자에게 알려져 있고, 당업자에 의해 진보적 능력을 발휘하지 않고서도, 본 발명의 화합물을 포함하는 유기 전계발광 디바이스에 적용될 수 있다.
본 발명의 화합물 및 본 발명의 유기 전계발광 디바이스는 종래 기술에 비해 아래의 놀라운 이점들 중 하나 이상에 대해 주목할만 하다:
1. 인광 방출체를 위한 매트릭스 재료로서 사용되는, 본 발명의 화합물은 장 수명에 이른다.
2. 본 발명의 화합물은 고효율에 이른다. 이는 특히 화합물이 인광 방출체용 매트릭스 재료로서 사용될 때 그러하다.
3. 본 발명의 화합물은 낮은 작동 전압에 이른다. 이는 특히 화합물이 인광 방출체용 매트릭스 재료로서 사용될 때 그러하다.
이러한 상기 언급된 이점은 추가 전자적 특성의 열화를 동반하지 않는다.
그에 의해 제한하려는 어떠한 의도도 없이, 하기의 실시예에 의해서 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 당업자는 본 발명을 개시된 전체 범위에 걸쳐 실시하고, 본 발명의 추가의 화합물을 진보적 능력을 발휘하지 않고서도 제조하고, 이들을 전자 디바이스에서 사용하거나 본 발명의 방법을 사용하기 위해 주어진 정보를 사용 가능할 것이다.
실시예:
합성예
이하의 합성은 달리 언급되지 않는 한, 보호성 가스 분위기 하의 건조 용매에서 수행된다. 용매 및 시약은 ALDRICH 또는 ABCR 로부터 구입할 수 있다. 상업적으로 입수가능하지 않은 반응물에 대해 주어진 번호는 대응하는 CAS 번호이다.
a) 1-(4,6-디페닐-[1,3,5]트리아진-2-일)-1H-인돌
Figure pct00070
6.4 g (56 mmol) 의 인돌을 보호 가스 분위기 하에 400 ml 의 디메틸포름아미드에 용해시키고, 3 g (75 mmol) 의 NaH를 광유 (75 mmol) 중 60 % 로 첨가한다. 실온에서 1 시간 후, 2-클로로-4,6-디페닐-[1,3,5]트리아진 (17 g, 63.4 mmol, 150 ml 의 디메틸포름아미드 중) 의 용액을 적가한다. 반응 혼합물을 실온에서 12 시간 동안 교반하고, 얼음 상에 붓고 디클로로메탄으로 3 회 추출한다. 합해진 유기 상들을 Na2SO4 위에서 건조시키고 농축시킨다. 잔여물을 톨루엔을 사용해 가열 추출한다. 수율: 15 g (43 mmol), 이론치의 80%.
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
b) 2,3-디클로로-1-(4,6-디페닐-[1,3,5]트리아진-2-일)-1H-인돌
Figure pct00074
59g (170.7 mmol) 의 1-(4,6-디페닐-[1,3,5]트리아진-2-일)-1H-인돌을 500ml 의 디에틸 에테르에 용해시키고 0℃로 냉각시키며, 24 g (341 mmol) 의 티오닐 클로라이드를 합성에 적가하고 혼합물을 실온에서 밤새 교반한다. 이어서, 1ℓ의 탄산수소 나트륨 용액을 혼합물에 점진적으로 첨가하고, 이를 분리 깔때기로 옮기고, 유기 상을 분리한다. 유기상을 염수로 세정하고, 황산 나트륨 상에서 건조시키고, 농축시킨다. 생성물을 톨루엔/헵탄 (2:2) 으로 실리카 겔 상 칼럼 크로마토그래피를 통해 정제한다. 수율: 40 g (93 mmol), 이론치의 73 %.
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
c) 고리화
Figure pct00078
보호 가스 하에서 베이크 아웃된 Schlenk 플라스크에 2.8g (2.5 mmol, 10 mol%) 의 Pd(PPh3)4, 1.46 g (2.5 mmol, 10 mol%) 의 크산토스, 24.3 g (75 mmol) 의 Cs2CO3 및 5.82 g (30 mmol, 1.2 당량) 의 2-페닐-1H-벤즈이미다졸을 투입한다. 이어서, 200 ml의 DMF 중에 10.8 g (25 mmol) 의 2,3-디클로로-1-(4,6-디페닐-[1,3,5]트리아진-2-일)-1H-인돌을 첨가한다. 혼합물을 실온에서 10 분 동안 교반한 다음 140 ℃에서 24 시간 동안 환류하에서 가열한다. 냉각 후, 10 ml의 디클로로메탄을 첨가하고 혼합물을 셀라이트를 통해 여과한다. 이어서 농축 건조시킨다. 생성물을 톨루엔/헵탄 (2:2) 으로 실리카 겔 상 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제한다. 잔류물을 톨루엔으로 고온 추출하고, 톨루엔/n-헵탄으로부터 재결정화하고, 마지막으로 높은 진공 하에 승화시킨다. 순도는 99.9% 이다. 수율: 9 g (15.2 mmol), 이론치의 70%.
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
d) 11-(2,6-디페닐피리미딘-4-일)-6H,11H-인돌로[3,2-c]이소퀴놀린-5-온
Figure pct00085
보호 가스하에서, 20.5 g (88 mmol) 의 6H-11H-인돌로[3,2-c]이소퀴놀린-5-온, 27.3 g (88 mmol) 의 4-브로모-2,6-디페닐피리미딘, 0.8 g (0.88 mmol) 의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 및 1.79 g (7.9 mmol) 의 팔라듐 아세테이트를 500 mL 의 톨루엔에 현탁시킨다. 반응 혼합물을 환류하에서 8 시간 동안 가열한다. 냉각 후, 유기 상을 제거하고, 3 회 200 ml 의 물로 세정하고 농축 건조시킨다. 생성물을 톨루엔/헵탄 (2:2) 으로 실리카 겔 상 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제한다. 순도는 97.0% 이다. 수율: 30 g (64 mmol), 이론치의 70%.
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00086
e) 5-클로로-11-(2,6-디페닐피리미딘-4-일)-11H-인돌로[3,2-c]-이소퀴놀린
Figure pct00087
8.8 g (19mmol) 의 11-(2,6-디페닐피리미딘-4-일)-6H,11H-인돌로[3,2-c]-이소퀴놀린-5-온을 6g (29mmol) 의 POCl3 및 50 ml의 PCl5 에 추가로 투입한다. 혼합물을 환류하에서 4 시간 동안 끓이고 냉각시킨 다음 톨루엔 100 ml를 첨가한다. 포화 NaCl을 혼합물에 첨가하고, 유기 상을 제거한다. 용매와 PCl5 를 감압하에서 제거하고, 생성물을 보호 가스하에 톨루엔으로부터 재결정화한다. 수율: 8.2 g (16 mmol), 이론치의 90%.
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00088
f) (2-브로모페닐)-[11-(2,6-디페닐피리미딘-4-일)-11H-인돌로-[3,2-c]이소퀴놀린-5-일]아민
Figure pct00089
38.8 g (7.9 mmol) 의 5-클로로-11-(2,6-디페닐피리미딘-4-일)-11H-인돌로-[3,2-c]이소퀴놀린 및 7.3 g (15.8 mmol) 의 2-브로모페닐아민을 160 ℃에서 3 시간 동안 100 ml의 디글림에서 환류하에 가열한다. 냉각 후, 잔류물을 여과한다. 수율: 8.2 g (16 mmol), 이론치의 90%
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00090
g) 고리화
Figure pct00091
보호 가스 하에서, 5.3 g (8.7 mmol) 의 (2-브로모페닐)-[11-(2,6-디페닐-피리미딘-4-일)-11H-인돌로[3,2-c]이소퀴놀린-5-일]아민, 1.8 g (7.9 mmol) 의 트리페닐포스핀, 0.12 g (0.5 mmol) Pd(OAc)2 및 3.6 g (26 mmol) 의 NaCO3 을 100 ml의 톨루엔에 현탁시킨다. 반응 혼합물을 환류하에서 8 시간 동안 가열한다. 냉각 후, 유기 상을 제거하고, 3 회 200 ml 의 물로 세정하고 농축 건조시킨다. 생성물을 톨루엔/헵탄 (2:2) 으로 실리카 겔 상 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하고, 그후 고 진공하에서 승화시킨다. 순도는 99.9% 이다. 수율: 3.7 g (6,9 mmol), 이론치의 80%.
하기 화합물을 유사한 방식으로 제조한다:
Figure pct00092
OLED 의 제조
이하의 실시예 I1 내지 I6 (표 1 참조) 는 OLED 에서의 본 발명의 재료의 사용을 제시한다.
실시예 I1-I6 을 위한 전처리: 두께 50 nm의 구조화된 ITO (인듐 주석 산화물) 로 코팅된 유리 플라크를 코팅 이전에 산소 플라즈마로 코팅한 후 아르곤 플라즈마로 처리한다. 이러한 플라즈마-처리된 유리 플라크는 OLED 가 적용되는 기판을 형성한다.
OLED 는 기본적으로 하기의 층 구조를 갖는다: 기판/정공 주입층 (HIL)/정공 수송층 (HTL)/전자 차단층 (EBL)/방출층 (EML)/선택적 정공 차단층 (HBL)/전자 수송층 (ETL)/선택적 전자 주입층 (EIL) 및 마지막으로 캐소드. 캐소드는 두께 100 nm 의 알루미늄 층에 의해 형성된다. OLED 의 정확한 구조는 표 1 에서 찾아볼 수 있다. OLED 제조에 필요한 재료를 표 2 에 나타낸다.
모든 재료는 진공 챔버에서 열 기상 증착에 의해 적용된다. 이 경우, 방출 층은 항상, 적어도 하나의 매트릭스 재료 (호스트 재료) 및 공증발에 의해 특정 체적 비율로 매트릭스 재료(들)에 첨가되는 방출 도펀트 (방출체) 로 이루어진다. IC1:EG1:TER (50%:45%:5%) 과 같은 형태로 주어진 상세한 사항은, 여기서 재료 IC1 가 층에서 50%의 부피비로 존재하고, EG1 이 45%의 부피비로 존재하고, TER 이 5%의 부피비로 존재함을 의미한다. 유사하게, 전자 수송층은 또한 2 개 재료의 혼합물로 이루어질 수 있다.
OLED는 표준 방식으로 특성화된다. 전계발광 스펙트럼은 1000 cd/㎡ 의 휘도에서 결정되고, CIE 1931 x 및 y 색 좌표가 그로부터 계산된다.
OLED 에서의 본 발명의 혼합물의 용도
본 발명의 재료는 인광 적색 OLED 의 방출 층에서 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물 EG1 내지 EG5 는 방출층에서의 매트릭스 재료로서 실시예 I1 내지 I6 에서 사용될 수 있다. OLED의 전계발광 스펙트럼의 색 좌표는 CIEx = 0.67 및 CIEy = 0.33 이다. 재료들은 이에 따라 적색 OLED 의 방출 층에서 사용하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 재료는 정공 차단층 (HBL) 에서 성공적으로 사용될 수 있다. 이는 실험 I6 에 나타나 있다. 여기에서도, OLED 스펙트럼의 색 좌표는 CIEx = 0.67이고 CIEy = 0.33이다.
Figure pct00093
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096

Claims (13)

  1. 화학식 (1) 의 화합물로서,
    Figure pct00097

    식에서 사용된 기호는 다음과 같으며:
    Z1 은 화학식 (2) 의 기이고,
    Figure pct00098

    여기서 점선 결합은 화학식 (1) 에 명시적으로 나타낸 2 개의 탄소 원자에 대한 이 기의 결합을 나타내고;
    Z2 는 화학식 (3), (4) 또는 (5) 의 기이고,
    Figure pct00099

    여기서 점선 결합은 화학식 (1) 에서 X1 에 대한 이 기의 결합을 나타내고;
    X1 은 Z2 가 화학식 (3) 의 기인 경우 각각의 경우에 C 이거나, 또는 Z2 가 화학식 (4) 또는 (5) 의 기이고 Z 가 NAr 인 경우 각각의 경우에 C 이거나, 또는 Z2 가 화학식 (4) 또는 (5) 의 기이고 Z 가 CR 또는 N 인 경우 하나의 X1 기는 C 이고 다른 X1 기는 N 이고;
    X 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, CR 또는 N 이고;
    Y 는 CR 또는 N 이고;
    Z 는 하나의 X1 기가 C 이고 다른 X1 기가 N인 경우 CR 또는 N 이고, 양자의 X1 기 모두가 C인 경우 Z는 NAr이고;
    Ar 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고 하나 이상의 R 라디칼로 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고;
    R 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, H, D, F, Cl, Br, I, N(Ar')2, N(R1)2, OAr', SAr', CN, NO2, OR1, SR1, COOR1, C(=O)N(R1)2, Si(R1)3, B(OR1)2, C(=O)R1, P(=O)(R1)2, S(=O)R1, S(=O)2R1, OSO2R1, 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기 또는 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐 기 또는 3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 상기 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기는 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수 있으며, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 Si(R1)2, C=O, NR1, O, S 또는 CONR1 로 대체될 수도 있음), 또는 5 내지 60개 방향족 고리 원자, 바람직하게는 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고, 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이며; 동시에, 2 개의 R 라디칼은 함께 또한 고리 시스템을 형성할 수도 있으며;
    Ar' 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고 하나 이상의 R1 라디칼로 치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고;
    R1 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, H, D, F, Cl, Br, I, N(R2)2, CN, NO2, OR2, SR2, Si(R2)3, B(OR2)2, C(=O)R2, P(=O)(R2)2, S(=O)R2, S(=O)2R2, OSO2R2, 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기, 또는 2 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 또는 알키닐 기, 또는 3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 상기 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기는 각각의 경우에 하나 이상의 R2 라디칼로 치환될 수도 있고, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 Si(R2)2, C=O, NR2, O, S 또는 CONR2 로 대체될 수도 있고, 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기에서의 하나 이상의 수소 원자는 D, F, Cl, Br, I 또는 CN 으로 대체될 수 있음), 또는 5 내지 40 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우에 하나 이상의 R2 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템이고; 동시에, 2개 이상의 R1 라디칼은 함께 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
    R2 는 각각의 경우에 동일 또는 상이하며, H, D, F, CN 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖고 하나 이상의 수소 원자가 F 로도 또한 대체될 수도 있는, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 유기 라디칼, 특히 하이드로카르빌 라디칼인, 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물은 화학식 (8) 내지 (18) 의 화합물로부터 선택되고,
    Figure pct00100

    Figure pct00101

    식에서 기호는 제 1 항에 상세된 정의와 동일하고, 화학식 (9) 내지 (12)에서의 Z는 CR 또는 N 인, 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화학식 (2) 의 기는 화학식 (2a) 의 기이고,
    Figure pct00102

    식에서 사용된 기호는 제 1 항에 주어진 정의를 갖는 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물은 화학식 (6a) 또는 (7a) 의 화합물이고,
    Figure pct00103

    식에서 사용된 기호는 제 1 항에 주어진 정의를 갖고 구조 Z2 를 포함하는 화합물에서의 하나 이하의 X 는 N 인, 화합물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물은 화학식 (8a) 내지 (18b) 의 화합물이고,
    Figure pct00104

    Figure pct00105

    Figure pct00106

    Figure pct00107

    식에서 사용된 기호는 제 1 항에 주어진 정의를 갖고 화학식 (9a) 내지 (14b) 에서의 Z 는 CR 또는 N 인, 화합물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물은 화학식 (8a-2) 및 (18b-2) 의 화합물로부터 선택되고,
    Figure pct00108

    Figure pct00109

    Figure pct00110

    식중 사용된 기호는 제 1 항에 주어진 정의를 갖는, 화합물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Y = N 이고, 그리고 Z 가 존재하는 경우, Z = N 인 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, 페닐, 비페닐, 터페닐, 쿼터페닐, 플루오렌, 스피로비플루오렌, 나프탈렌, 인돌, 벤조푸란, 벤조티오펜, 카르바졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 인데노카르바졸, 인돌로카르바졸, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 퀴놀린, 퀴나졸린, 벤즈이미다졸, 페난트렌, 트리페닐렌 또는 이들 기 중 2개 또는 3 개의 조합으로부터 선택되며, 이들의 각각은 하나 이상의 R 라디칼로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 화합물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R 은 각각의 경우에 동일 또는 상이하고, H, D, F, N(Ar')2, CN, OR1, 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 기 또는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 또는 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 환형 알킬 기 (여기서 상기 알킬 또는 알케닐 기는 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있지만, 바람직하게는 치환되지 않고, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 O 에 의해 대체될 수도 있음), 또는 6 내지 30 개의 방향족 고리 원자를 갖고 각각의 경우에 하나 이상의 R1 라디칼에 의해 치환될 수도 있는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 동시에, 2 개의 R 라디칼은 함께 또한 바람직하게는 지방족 고리 시스템인 고리 시스템을 형성할 수도 있는 것을 특징으로 하는 화합물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 화합물 및 적어도 하나의 추가 화합물을 포함하는 제형으로서,
    상기 추가 화합물은 하나 이상의 용매 및/또는 적어도 하나의 추가 유기 또는 무기 화합물인, 제형.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물 또는 제 10 항에 기재된 제형의 전자 디바이스에서의 용도.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 화합물을 포함하는 전자 디바이스로서,
    상기 전자 디바이스는 바람직하게 유기 전계발광 디바이스, 유기 집적 회로, 유기 전계-효과 트랜지스터, 유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 트랜지스터, 유기 태양 전지, 염료-감응 유기 태양 전지, 유기 광학 검출기, 유기 광수용체, 유기 전계-켄치 디바이스, 발광 전기화학 전지, 유기 레이저 다이오드 및 유기 플라스몬 방출 디바이스로 이루어지는 군에서 선택되는, 전자 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 유기 전계발광 디바이스이고, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항 기재된 화합물은 매트릭스 재료로서, 방출층에서 및/또는 전자 수송층에서 및/또는 정공 차단층에서 및/또는 정공 수송층에서 및/또는 여기자 차단층에서 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
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