KR20230007339A - 광전자 소자용 유기 분자 - Google Patents

광전자 소자용 유기 분자 Download PDF

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KR20230007339A
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 특히 광전자 소자에 적용하기 위한 유기 분자에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 유기 분자는 하기 화학식 I의 구조를 갖는다:
Figure pct00094

화학식 I
화학식 I 중,
RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI는 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고:
수소, 중수소, 할로겐,
C1-C12-알킬,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
및
C3-C15-헤테로아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
R5는 각각의 경우에 하기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고:
수소, 중수소
C1-C12-알킬, 및
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C5-알킬 치환기로 치환되고;
T, V, W, X는 각각의 경우에 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고:
C1-C12-알킬, 및
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C5-알킬 치환기에 의해 치환된다.

Description

광전자 소자용 유기 분자
본 발명은 유기 발광 분자 및 유기 발광다이오드(OLED)와 기타 광전자 소자에서의 그의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 광전자 소자에 사용하기에 적합한 분자를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 새로운 종류의 유기 분자를 제공하는 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 상기 유기 분자는 순수 유기 분자이고, 즉, 광전자 소자에 사용되는 것으로 알려진 금속 착물과 대조적으로 어떠한 금속 이온도 함유하지 않는다. 그러나 본 발명의 유기 분자는 준금속, 특히 B, Si, Sn, Se 및/또는 Ge을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 유기 분자는 청색, 하늘색 또는 녹색 스펙트럼 범위에서 최대 방출(emission maximum)을 나타낸다. 상기 유기 분자는 특히 420 nm 내지 520 nm, 바람직하게는 440 nm 내지 495 nm, 더욱 바람직하게는 450 nm 내지 470 nm에서 최대 방출을 나타낸다. 본 발명에 따른 유기 분자의 광발광 양자 수율은 특히 50% 이상이다. 본 발명에 따른 분자를 광전자 소자, 예를 들어 유기 발광다이오드(OLED)에 사용하면 소자의 효율 또는 색순도가 높아지는데, 이는 소자의 방출 반치폭(FWHM)으로 표현된다. 상응하는 OLED는 알려진 에미터 물질 및 유사한 색상을 갖는 OLED보다 더 높은 안정성을 갖는다.
본 발명에 따른 유기 발광 분자는 하기 화학식 I의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00001
화학식 I
화학식 I 중,
RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI는 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고:
수소, 중수소, 할로겐,
C1-C12-알킬,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
및
C3-C15-헤테로아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
R5는 각각의 경우에 하기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고:
수소, 중수소
C1-C12-알킬, 및
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C5-알킬 치환기로 치환되고;
T, V, W, X는 각각의 경우에 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고:
C1-C12-알킬, 및
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C5-알킬 치환기에 의해 치환된다.
본 발명의 일부 구현예에서, T, V, W, X는 각각의 경우에 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
tBu 및
Me, iPr 및 tBu로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 Ph(페닐).
일 구현예에서, 상기 유기 분자는 하기 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
여기서 치환기 Ph'는 Me, iPr, tBu 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 페닐 치환기를 나타낸다.
다른 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 하기 화학식 I-1 또는 화학식 I-2의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00005
Figure pct00006
화학식 I-1 화학식 I-2
여기서 앞서 언급한 정의가 적용된다.
일 구현예에서, RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI는 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소, 중수소, 할로겐,
C1-C12-알킬,
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C6-알킬 치환기, 또는 C6-C18-아릴 치환기에 의해 치환되고; 및
C3-C15-헤테로아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C6-알킬 치환기, 또는 C6-C18-아릴 치환기에 의해 치환된다.
일 구현예에서, RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI는 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소, 중수소, 할로겐, Me, iPr, tBu,
Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 Ph; 및
Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 하기 화학식 Ia 내지 화학식 In으로 이루어진 군으로부터 선택된 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00007
Figure pct00008
화학식 Ia 화학식 Ib
Figure pct00009
Figure pct00010
화학식 Ic 화학식 Id
Figure pct00011
Figure pct00012
화학식 Ie 화학식 If
Figure pct00013
Figure pct00014
화학식 Ig 화학식 Ih
Figure pct00015
Figure pct00016
화학식 Ii 화학식 Ij
Figure pct00017
Figure pct00018
화학식 Ik 화학식 IL
Figure pct00019
Figure pct00020
화학식 Im 화학식 In
여기서 앞서 언급한 정의가 적용된다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 유기 분자는 하기 화학식 IIa 내지 화학식 IIn으로 이루어진 군으로부터 선택된 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00021
Figure pct00022
화학식 IIa 화학식 IIb
Figure pct00023
Figure pct00024
화학식 IIc 화학식 IId
Figure pct00025
Figure pct00026
화학식 IIe 화학식 IIf
Figure pct00027
Figure pct00028
화학식 IIg 화학식 IIh
Figure pct00029
Figure pct00030
화학식 IIi 화학식 IIj
Figure pct00031
Figure pct00032
화학식 IIk 화학식 IIL
Figure pct00033
Figure pct00034
화학식 IIm 화학식 IIn
일 구현예에서, RXI는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소, 중수소, 할로겐, Me, iPr, tBu,
Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 Ph; 및
Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸.
일 구현예에서, RXI는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
수소, 중수소, Me, iPr, tBu, 시클로헥실, Ph, 및 tBu 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸.
일부 구현예에서, RXI는 수소 또는 Me이다.
바람직한 일 구현예에서, RXI는 수소이다.
바람직한 일 구현예에서, RXI는 Me이다.
바람직한 일 구현예에서, RXI는 페닐이다.
일부 구현예에서, RXI는 tBu 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸이다.
바람직한 일 구현예에서, RXI는 카바졸, 특히 비치환된 카바졸이다.
일 구현예에서, RI, RII, RIII, RIV, RV 중 적어도 하나 및 RVI, RVII, RVIII, RIX 또는 RX 중 적어도 하나는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
C1-C12-알킬,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 R5에 의해 독립적으로 치환되고; 및
C6-C18-아릴,
여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5로 치환된다.
상기 유기 분자의 일 구현예에서, RI = RX, RII = RIX, RIII = RVIII, RIV = RVII, RV = RVI, T = X, 및 V = W이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 "아릴" 및 "방향족"은 가장 넓은 의미에서 임의의 단환, 이환 또는 다환(polycyclic) 방향족 모이어티로서 이해될 수 있다. 따라서, 아릴기는 6 내지 60개의 방향족 고리 원자(ring atom)를 포함한다. 헤테로아릴기는 5 내지 60개의 방향족 고리 원자를 포함하며, 그 중 적어도 하나는 헤테로원자이다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서 전체에 걸쳐 방향족 고리 원자의 수는 특정 치환기의 정의에서 아래 첨자의 숫자로 주어질 수 있다. 특히, 헤테로방향족 고리는 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함한다. 또한, 용어 “헤테로아릴” 및 “헤테로방향족”은 가장 넓은 의미에서 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 임의의 단환, 이환 또는 다환 헤테로방향족 모이어티로서 이해될 수 있다. 헤테로원자는 각각의 경우에 동일하거나 상이할 수 있고 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 개별적으로 선택될 수 있다. 따라서 용어 “아릴렌”은 다른 분자 구조들에 대한, 2개의 결합 부위를 보유하여 링커 구조의 역할을 하는 2가 치환기를 의미한다. 예시적인 구현예에서 기(group)가 여기에서 주어진 정의와 다르게 정의되는 경우, 예를 들어 방향족 고리 원자의 수 또는 헤테로원자의 수가 주어진 정의와 다른 경우, 예시적인 구현예에서의 정의가 적용된다. 본 발명에 따르면, 축합된(환이 된) 방향족 또는 헤테로방향족 다환은 축합 반응을 통해 다환을 형성하는, 2개 이상의 단일의 방향족 또는 헤테로방향족 환으로부터 구성된다.
특히, 본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “아릴기” 또는 “헤테로아릴기”는 벤젠, 나프탈린, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 디하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오란텐, 벤즈안트라센, 벤즈페난트렌, 테트라센, 펜타센, 벤즈피렌, 퓨란, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 디벤조퓨란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜; 피롤, 인돌, 이소인돌, 카바졸, 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, 벤조옥사졸, 나프토옥사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 1,3,5-트리아진, 퀴녹살린, 피라진, 페나진, 나프티리딘, 카볼린, 벤조카볼린, 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 기의 조합으로부터 유도된 방향족 또는 헤테로방향족기의 임의의 위치를 통해 결합될 수 있는 기를 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “환형 기”는 가장 넓은 의미에서 임의의 단환, 이환 또는 다환 모이어티로서 이해될 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “비페닐”은 치환기로서 가장 넓은 의미에서 오르쏘-비페닐, 메타-비페닐 또는 파라-비페닐로서 이해될 수 있으며, 여기서 오르쏘, 메타 및 파라는 다른 화학적 모이어티에 대한 결합 위치와 관련하여 정의된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “알킬기”는 가장 넓은 의미에서 임의의 선형, 분지형 또는 환형 알킬 치환기로서 이해될 수 있다. 특히, 용어 “알킬”은 치환기 메틸(Me), 에틸(Et), n-프로필(nPr), i-프로필(iPr), 시클로프로필, n-부틸(nBu), i-부틸(iBu), s-부틸(sBu), t-부틸(tBu), 시클로부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, t-펜틸, 2-펜틸, 네오-펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, s-헥실, t-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 네오-헥실, 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, 2,2,2-트리플루오로에틸, 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-덱-1-일, 1,1-디메틸-n-도덱-1-일, 1,1-디메틸-n-테트라덱-1-일, 1, 1-디메틸-n-헥사덱-1-일, 1,1-디메틸-n-옥타덱-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-덱-1-일, 1,1-디에틸-n-도덱-1-일, 1,1- 디에틸-n-테트라덱-1-일, 1,1-디에틸-n-헥사덱-1-일, 1,1-디에틸-n-옥타덱-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-일을 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “알케닐”은 선형, 분지형 및 환형 알케닐 치환기를 포함한다. 용어 “알케닐기”는 예를 들어 치환기인 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐, 시클로옥테닐 또는 시클로옥타다이에닐을 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “알키닐”은 선형, 분지형 및 환형 알키닐 치환기를 포함한다. 용어 “알키닐기”는 예를 들어 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐 또는 옥티닐을 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 “알콕시”는 선형, 분지형 및 환형 알콕시 치환기를 포함한다. 용어 “알콕시기”는 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시 및 2-메틸부톡시를 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 용어 “티오알콕시”는 선형, 분지형 및 환형 티오알콕시 치환기를 포함하며, 여기서 예시적인 알콕시기의 O는 S로 치환된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 용어 “할로겐” 및 “할로”는 가장 넓은 의미에서 바람직하게는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드인 것으로 이해될 수 있다.
수소(H)는 본 명세서에서 언급될 때마다 각각의 경우에 또한 중수소로 치환될 수 있다.
분자 단편이 치환기이거나 다른 모이어티에 부착된 것으로 기술될 때, 그 명칭은 단편인 것처럼(예를 들면, 나프틸, 디벤조퓨릴) 또는 전체 분자인 것처럼(예를 들면, 나프탈렌, 디벤조퓨란) 기술될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 치환기 또는 부착된 단편을 지칭하는 이러한 상이한 방식들은 동등한 것으로 간주된다.
일 구현예에서, 실온에서 5 중량%의 유기 분자를 포함하는 PMMA(폴리(메틸 메타크릴레이트)) 필름에서 본 발명에 따른 유기 분자는 150μs 이하, 100μs 이하, 특히 50μs 이하, 더욱 바람직하게는 10μs 이하, 또는 7μs 이하의 여기 상태 수명을 갖는다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 실온에서 5 중량%의 유기 분자를 포함하는 PMMA(폴리(메틸 메타크릴레이트)) 필름에서 본 발명에 따른 유기 분자는 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 380 nm 내지 800 nm의 파장 범위에서 방출 피크를 가지며, 이때 0.23 eV 미만, 바람직하게는 0.20 eV 미만, 더욱 바람직하게는 0.19 eV미만, 더더욱 바람직하게는 0.18 eV미만 또는 0.17eV 미만의 반치폭(full width at half maximum) 값을 가진다.
궤도 및 여기 상태 에너지는 실험 방법을 통해 결정할 수 있다. 최고준위 점유 분자궤도 에너지EHOMO는 당업자에게 공지된 방법에 의해 순환 전압전류법 측정으로부터 0.1 eV의 정확도로 결정된다. 최저준위 비점유 분자궤도 에너지 ELUMO는 EHOMO + Egap으로 계산되며, 여기서 Egap은 다음과 같이 결정된다: 호스트 화합물의 경우, 달리 명시되지 않는 한 10중량%의 호스트를 포함하는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 필름의 방출 스펙트럼의 시작(onset)이 Egap으로서 사용된다. 에미터 분자의 경우, Egap은 10 중량%의 에미터를 포함하는 PMMA 필름의 여기 및 방출 스펙트럼이 교차하는 에너지로서 결정된다. 본 발명에 따른 유기 분자의 경우, Egap은 1 중량%의 에미터를 포함하는 PMMA 필름의 여기 및 방출 스펙트럼이 교차하는 에너지로서 결정된다.
첫 번째 여기 삼중항 상태 T1의 에너지는 저온, 일반적으로 77K에서의 방출 스펙트럼의 시작으로부터 결정된다. 첫 번째 여기된 단일항 상태와 최저 삼중항 상태가 > 0.4 eV 만큼 에너지적으로 분리된 호스트 화합물에 대하여, 인광은 일반적으로 2-Me-THF내의 정상 상태(steady-state) 스펙트럼에서 보인다. 따라서 삼중항 에너지는 인광 스펙트럼의 시작으로서 결정될 수 있다. TADF 에미터 분자에 대하여, 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는 달리 명시되지 않는 한 10 중량%의 에미터를 포함하는, 본 발명에 따른 유기 분자의 경우에는 1 중량%의 본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는, PMMA 필름에서 측정된 77K에서의 지연 방출 스펙트럼의 시작으로부터 결정된다. 호스트 및 에미터 화합물 모두에 대하여, 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1의 에너지는 달리 명시되지 않는 한 10 중량%의 호스트 또는 에미터 화합물을 포함하는, 본 발명에 따른 유기 분자의 경우에는 1중량%의 본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는, PMMA 필름에서 측정된 방출 스펙트럼의 시작으로부터 결정된다.
방출 스펙트럼의 시작은 방출 스펙트럼에 대한 접선과 x축의 교차점을 계산하여 결정된다. 방출 스펙트럼에 대한 접선은 방출 밴드의 고에너지 측 및 방출 스펙트럼의 최대 강도의 최대 절반 지점에서 설정된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는, 실온에서 1 중량%의 유기 분자를 포함하는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 필름에서 에너지적으로 최대 방출에 가까운 방출 스펙트럼의 시작(onset)을 갖고, 즉 방출 스펙트럼의 시작과 최대 방출의 에너지 사이의 에너지 차이는 0.14 eV 미만, 바람직하게는 0.13 eV 미만, 또는 심지어 0.12 eV 미만이면서, 상기 유기 분자의 반치폭(FWHM)은 0.23 eV 미만, 바람직하게는 0.20 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.19 eV 미만, 훨씬 더 바람직하게는 0.18 eV 미만 또는 심지어 0.17 eV 미만이어서, 결과적으로 CIEy 좌표는 0.20 미만, 바람직하게는 0.18 미만, 보다 바람직하게는 0.16 미만 또는 심지어 0.14 미만이다.
본 발명의 추가적인 측면은 광전자 소자에서 발광 에미터 또는 흡수체, 및/또는 호스트 물질 및/또는 전자 수송 물질, 및/또는 정공 주입 물질, 및/또는 정공 저지 재료로서의 본 발명의 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
바람직한 일 구현예는 광전자 소자에서 발광 에미터로서의 본 발명에 따른 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
광전자 소자는 가장 넓은 의미에서 가시광선 또는 근자외선(UV) 범위, 즉 380 내지 800nm의 파장 범위에서 광을 방출하기에 적합한 유기 재료를 기반으로 하는 임의의 소자로서 이해될 수 있다. 더 바람직하게는, 광전자 소자는 가시광선 범위, 즉 400 nm 내지 800 nm의 광을 방출할 수 있다.
이러한 용도과 관련하여, 광전자 소자는 보다 구체적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
· 유기 발광다이오드(OLED),
· 발광 전기화학 전지,
· OLED 센서, 특히 외부와 완전히 차단되지 않은 가스 및 증기 센서,
· 유기 다이오드,
· 유기 태양 전지,
· 유기 트랜지스터,
· 유기 전계 효과 트랜지스터,
· 유기 레이저, 및
· 하향 변환 소자(down-conversion element).
이러한 용도와 관련하여 바람직한 구현예에서, 광전자 소자는 유기 발광다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC), 및 발광 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택된 소자이다.
상기 용도의 경우, 광전자 소자, 더욱 특히 OLED 내의 발광층에서 본 발명에 따른 유기 분자의 분율은 0.1 중량% 내지 99 중량%, 더욱 특히 1 중량% 내지 80 중량%이다. 다른 일 구현예에서, 발광층 내의 상기 유기 분자의 비율은 100 중량%이다.
일 구현예에서, 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자뿐만 아니라 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위가 상기 유기 분자의 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위보다 높은 호스트 물질을 더 포함한다.
본 발명의 추가적인 측면은 하기를 포함하거나 이로 이루어진 조성물에 관한 것이다:
(a) 에미터 및/또는 호스트 형태의 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자,
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 상이한, 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 물질 및
(c) 선택적으로, 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매.
일 구현예에서, 발광층은 하기를 포함하거나 하기로 이루어진 조성물을 포함하거나 본질적으로(essentially) 이로 이루어진다.
(a) 특히 에미터 및/또는 호스트 형태의 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자,
(b) 본 발명에 따른 유기 분자와 상이한, 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 물질 및
(c) 선택적으로, 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매.
특정 구현예에서, 발광층 EML은 하기를 포함하거나 하기로 이루어진 조성물을 포함하거나 본질적으로 이로 이루어진다.
(i) 0.1-10 중량%, 바람직하게는 0.5-5 중량%, 특히 1-3 중량%의 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자;
(ii) 5-99 중량%, 바람직하게는 15-85 중량%, 특히 20-75 중량%의 하나 이상의 호스트 화합물 H; 및
(iii) 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는, 0.9-94.9 중량%, 바람직하게는 14.5-80 중량%, 특히 24-77 중량%의 하나 이상의 추가 호스트 화합물 D; 및
(iv) 선택적으로, 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%의 용매; 및
(v) 선택적으로, 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는, 0-30 중량%, 특히 0-20 중량%, 바람직하게는 0-5 중량%의 적어도 하나의 추가 에미터 분자 F.
바람직하게는, 에너지가 호스트 화합물 H로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자로 전달될 수 있으며, 특히 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(H)로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(E)로 전달되고/되거나, 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(H)로부터 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(E)로 전달될 수 있다.
일 구현예에서, 호스트 화합물 H는 -5 내지 -6.5 eV 범위의 에너지 EHOMO(H)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)를 갖고, 적어도 하나의 추가 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(D)를 갖고, 여기서 EHOMO(H) > EHOMO(D)이다.
추가적인 구현예에서, 호스트 화합물 H는 에너지 ELUMO(H)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(H)를 갖고, 적어도 하나의 추가 호스트 화합물 D는 에너지 ELUMO(D)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도LUMO(D)를 갖고, 여기서 ELUMO(H) > ELUMO(D)이다.
일 구현예에서, 호스트 화합물 H는 에너지 EHOMO(H)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H) 및 에너지 ELUMO(H)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(H)를 갖고,
적어도 하나의 추가 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(D) 및 에너지 ELUMO(D)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(D)를 가지며,
본 발명에 따른 유기 분자 E는 에너지 EHOMO(E)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(E) 및 에너지 ELUMO(E)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(E)를 가지며,
여기서
EHOMO(H) > EHOMO(D)이고, 본 발명에 따른 유기 분자 E 의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(E)의 에너지 준위(EHOMO(E))와 호스트 화합물 H의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H) 에너지 준위(EHOMO(H)) 간의 차이는 -0.5 eV와 0.5 eV 사이, 보다 바람직하게는 -0.3 eV와 0.3 eV 사이, 더욱 더 바람직하게는 -0.2 eV와 0.2 eV 사이 또는 심지어 -0.1eV 와 0.1eV사이이고;
ELUMO(H) > ELUMO(D)이고, 본 발명에 따른 유기 분자 E의 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(E)의 에너지 준위(ELUMO(E))와 적어도 하나의 추가 호스트 화합물 D의 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(D) 간의 에너지 준위 차이(ELUMO(D))는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 더욱 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 와 0.1 eV 사이이다.
본 발명의 일 구현예에서, 호스트 화합물 D 및/또는 호스트 화합물 H는 열 활성화 지연 형광(TADF) 물질이다. TADF 물질은 2500cm-1 미만의, 첫 번째 여기된 단일항 상태(S1)와 첫 번째 여기된 삼중항 상태(T1) 사이의 에너지 차이에 해당하는 ΔEST 값을 나타낸다. 바람직하게는 TADF 재료는 3000 cm-1 미만, 더 바람직하게는 1500 cm-1 미만, 더욱 더 바람직하게는 1000 cm-1 미만 또는 심지어 500 cm-1 미만의 ΔEST 값을 나타낸다.
일 구현예에서, 호스트 화합물 D는 TADF 물질이고, 호스트 화합물 H는 2500 cm-1 보다 큰 ΔEST 값을 나타낸다. 특정 구현예에서, 호스트 화합물 D는 TADF 물질이고, 호스트 화합물 H는 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조퓨라닐) 페닐]-9H-카바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 호스트 화합물 H는 TADF 물질이고 호스트 화합물 D는 2500 cm-1 보다 큰 ΔEST 값을 나타낸다. 특정 구현예에서, 호스트 화합물 H는 TADF 물질이고, 호스트 화합물 D는 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)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 유형의 유기 분자 또는 조성물을 포함하는 광전자 소자, 보다 구체적으로는 유기 발광다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED 센서, 특히 외부와 완전히 차단되지 않은 가스 및 증기 센서, 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 하향 변환 소자로 이루어진 군으로부터 선택된 소자에 관한 것이다.
바람직한 구현예에서, 광전자 소자는 유기 발광다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC), 및 발광 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 소자이다.
본 발명의 광전자 소자의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자 E는 발광층 EML에서 발광 물질로서 사용된다.
본 발명의 광전자 소자의 일 구현예에서, 발광층 EML은 본 명세서에서 기재된 본 발명에 따른 조성물로 이루어진다.
광전자 소자가 OLED인 경우, 예를 들어 다음과 같은 층 구조를 가질 수 있다.
1. 기판
2. 애노드층 A
3. 정공 주입층, HIL
4. 정공 수송층, HTL
5. 전자 저지층, EBL
6. 발광층, EML
7. 정공 저지층, HBL
8. 전자 수송층, ETL
9. 전자주입층, EIL
10. 캐소드층,
여기서 OLED는 HIL, HTL, EBL, HBL, ETL, 및 EIL의 군으로부터 선택된 각 층을 단지 선택적으로 포함하고, 상이한 층들이 병합될 수 있고, OLED는 위에서 정의된 각 층 유형 중 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광전자 소자는, 일 구현예에서, 예를 들어 수분, 증기 및 또는 가스를 포함한 환경 내의 유해한 종에 대한, 손상을 일으키는 노출로부터 소자를 보호하는, 적어도 하나의 보호층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광전자 소자는 다음의 역전된 층(inverted layer) 구조를 갖는 OLED이다:
1. 기판
2. 캐소드층
3. 전자주입층, EIL
4. 전자 수송층, ETL
5. 정공 저지층, HBL
6. 발광층, B
7. 전자 저지층, EBL
8. 정공 수송층, HTL
9. 정공 주입층, HIL
10. 애노드층 A
여기서 OLED는 HIL, HTL, EBL, HBL, ETL, 및 EIL의 그룹으로부터 선택된 각 층을 단지 선택적으로 포함하고, 상이한 층들이 병합될 수 있고 OLED는 위에 정의된 각 층 유형 중 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광전자 소자는 적층 구조를 가질 수 있는 OLED이다. 이 구조에서는 OLED가 옆으로 나란히 놓이는 일반적인 배치와 달리 개별 유닛이 서로의 위에 적층된다. 혼합된 광이 적층 구조를 나타내는 OLED에 의하여 생성될 수 있으며, 특히 백색광이 청색, 녹색 및 적색 OLED를 적층하여 생성될 수 있다. 또한, 적층 구조를 나타내는 OLED는 전하 생성 층(CGL)을 포함할 수 있고, 이는 일반적으로 2개의 OLED 서브유닛 사이에 위치하며, 일반적으로 n-도핑된 층 및 p-도핑된 층으로 구성되고, 일반적으로 하나의 CGL의 n-도핑된 층이 애노드층에 더 가깝게 위치한다.
본 발명의 일 구현예에서, 광전자 소자는 애노드와 캐소드 사이에 2개 이상의 방출층을 포함하는 OLED이다. 특히, 이러한 소위 탠덤 OLED는 3개의 방출층을 포함하며, 여기서 하나의 방출층은 적색광을 방출하고, 하나의 방출층은 녹색광을 방출하고, 하나의 방출층은 청색광을 방출하며, 선택적으로 개별적인 방출층들 사이에 전하 생성층, 전하 저지층 또는 전하 수송층과 같은 추가층을 포함할 수 있다. 추가적인 구현예에서, 방출층은 인접하게 적층된다. 추가적인 구현예에서, 탠덤 OLED는 각각의 2개의 방출층 사이에 전하 생성층을 포함한다. 또한, 인접한 방출층 또는 전하 생성층에 의해 분리된 방출층이 합쳐질 수 있다.
상기 기판은 임의의 재료 또는 재료들의 조성물에 의해 형성될 수 있다. 가장 빈번하게는 유리 슬라이드가 기판으로서 사용된다. 대안적으로, 얇은 금속 층(예를 들어, 구리, 금, 은 또는 알루미늄 필름) 또는 플라스틱 필름이나 슬라이드가 사용될 수 있다. 이것은 더 높은 수준의 유연성(flexibility)을 허용할 수 있다. 애노드 층 A는 대부분 (본질적으로) 투명한 필름을 얻게 할 수 있는 재료로 구성된다. OLED로부터의 발광을 허용하기 위해 두 전극 중 적어도 하나는 (본질적으로) 투명해야 하므로, 애노드 층 A 또는 캐소드 층 C 중 하나는 투명하다. 바람직하게는, 애노드 층 A는 투명 전도성 산화물(TCOs)을 다량 포함하거나 심지어 이로 이루어진다. 이러한 애노드 층 A는 예를 들어 인듐 주석 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 불소 도핑된 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, PbO, SnO, 지르코늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 바나듐 산화물, 텅스텐 산화물, 흑연, 도핑된 Si, 도핑된 Ge, 도핑된 GaAs, 도핑된 폴리아닐린, 도핑된 폴리피롤 및/또는 도핑된 폴리티오펜을 포함할 수 있다.
애노드 층 A는 (본질적으로) 인듐 주석 산화물(ITO)(예를 들어, (InO3)0.9(SnO2)0.1)로 구성될 수 있다. 투명 전도성 산화물(TCO)로 인해 야기되는 애노드층(A)의 거칠기는 정공 주입층(HIL)을 사용함으로써 상쇄될 수 있다. 또한, HIL은 TCO로부터 정공 수송층(HTL)으로의 유사(quasi) 전하 운반체(즉, 정공)의 수송을 용이하게 한다는 점에서 유사 전하 운반체의 주입을 용이하게 할 수 있다. 정공 주입 층(HIL)은 폴리-3,4-에틸렌디옥시 티오펜(PEDOT), 폴리스티렌 설포네이트(PSS), MoO2, V2O5, CuPC 또는 CuI, 특히 PEDOT 및 PSS의 혼합물을 포함할 수 있다. 정공 주입층(HIL)은 또한 애노드층(A)에서 정공 수송층(HTL)으로 금속이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, HIL은 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'-(페닐-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)으로 구성될 수 있다.
애노드 층 A 또는 정공 주입 층(HIL)에 인접하여 일반적으로 정공 수송 층(HTL)이 위치한다. 여기에 임의의 정공 수송 화합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 트리아릴아민 및/또는 카바졸과 같은 전자가 풍부한 헤테로방향족 화합물이 정공 수송 화합물로서 사용될 수 있다. HTL은 애노드층(A)과 발광층(EML) 사이의 에너지 장벽을 감소시킬 수 있다. 정공 수송층(HTL)은 또한 전자 저지층(EBL)일 수 있다. 바람직하게는, 정공 수송 화합물은 비교적 높은 에너지 준위의 삼중항 상태 T1을 갖는다. 예를 들어, 정공 수송층(HTL)은 TCTA(트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민), poly-TPD(폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), α-NPD(폴리(4-부틸페닐-디페닐-아민)), TAPC(4,4'-시클로헥실리덴-비스[N,N-비스(4-메틸페닐)벤젠아민]), 2-TNATA(4,4',4''-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민), Spiro-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN 및/또는 TrisPcz(9,9'-디페닐-6-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H,9'H-3,3'-비카바졸)와 같은 별 모양의 헤테로환을 포함할 수 있다. 또한, HTL은 유기 정공-수송 매트릭스 내의 무기 또는 유기 도펀트로 구성될 수 있는 p-도핑된 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 또는 텅스텐 산화물과 같은 전이 금속 산화물이 무기 도펀트로서 사용될 수 있다. 유기 도펀트로는, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 구리-펜타플루오로벤조에이트(Cu(I)pFBz) 또는 전이 금속 착체가 예시적으로 사용될 수 있다.
EBL은 예를 들어 mCP(1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠), TCTA, 2-TNATA, mCBP(3,3-디(9H-카바졸-9-일)비페닐), tris-Pcz, CzSi(9-(4-tert-부틸페닐)-3,6-비스(트리페닐실릴)-9H-카바졸), 및/또는 DCB(N,N'-디카바졸일-1,4-디메틸벤젠)를 포함할 수 있다.
정공 수송층(HTL)에 인접하여 발광층(EML)이 일반적으로 위치한다. 발광층(EML)은 적어도 하나의 발광 분자를 포함한다. 특히, EML은 본 발명에 따른 하나 이상의 발광 분자 E를 포함한다. 일 구현예에서, 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자만을 포함한다. 일반적으로 EML은 하나 이상의 호스트 재료 H를 추가로 포함한다. 예를 들어, 호스트 재료 H는 CBP(4,4'-비스-(N-카바졸일)-비페닐), mCP, mCBP, Sif87(디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), CzSi, Sif88(디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란), DPEPO(비스[2-(디페닐포스피노)페닐]에테르 옥사이드), 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조퓨라닐)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸, 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) 중에서 선택된다. 호스트 물질 H는 일반적으로 유기 분자의 첫 번째 삼중항(T1) 및 첫 번째 단일항(S1) 에너지 준위보다 에너지적으로 더 높은 첫 번째 삼중항(T1) 및 첫 번째 단일항(S1) 에너지 준위를 나타내도록 선택되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에서, EML은 적어도 하나의 정공 지배적 호스트 및 하나의 전자 지배적 호스트를 갖는 소위 혼합 호스트 시스템을 포함한다. 특정 구현예에서, EML은 정확히 하나의 본 발명에 따른 발광 유기 분자 및 전자 지배적 호스트로서 T2T, 및 정공 지배적 호스트로서 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2-디벤조퓨라닐)페닐]-9H-카바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸 중 선택된 하나를 포함한다. 추가적인 구현예에서 EML은 50-80 중량%, 바람직하게는 60-75 중량%의 CBP, mCP, mCBP, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조퓨란-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3-(디벤조티오펜-2-일)페닐]-9H-카바졸, 9-[3,5-비스(2- 디벤조퓨라닐)페닐]-9H-카바졸 및 9-[3,5-비스(2-디벤조티오페닐)페닐]-9H-카바졸 로부터 선택된 호스트; 10-45 중량%, 바람직하게는 15-30 중량%의 T2T; 및 5-40 중량%, 바람직하게는 10-30 중량%의 본 발명에 따른 발광 분자를 포함한다.
발광층(EML)과 인접하여 전자 수송층(ETL)이 위치할 수 있다. 여기에 임의의 전자 수송체가 사용될 수 있다. 예시적으로, 벤즈이미다졸, 피리딘, 트리아졸, 옥사디아졸(예를 들어, 1,3,4-옥사디아졸), 포스핀옥사이드 및 설폰과 같은 전자 부족 화합물이 사용될 수 있다. 전자 수송체는 또한 1,3,5-트리(1-페닐-1H-벤조[d]이미다졸-2-일)페닐(TPBi)과 같은 별 모양의 헤테로환일 수 있다. ETL은 NBphen(2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3(알루미늄-트리스(8-히드록시퀴놀린)), 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)를 포함할 수 있다. 선택적으로, ETL은 Liq와 같은 물질로 도핑될 수 있다. 전자 수송층(ETL)이 또한 정공을 저지할 수 있거나, 정공 저지층(HBL)이 도입될 수 있다.
HBL은 예를 들어 BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 = 바토쿠프로인), 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-히드록시퀴놀린)), TSPO1(디페닐-4-트리페닐실릴페닐포스피녹사이드), 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-카바졸릴)벤졸/1,3,5-트리스(카바졸)-9-일)벤젠)을 포함할 수 있다.
전자 수송층(ETL)에 인접하여 캐소드층 C가 위치할 수 있다. 캐소드층 C는 예를 들어 금속(예를 들어, Al, Au, Ag, Pt, Cu, Zn, Ni Fe, Pb, LiF, Ca, Ba, Mg, In, W 또는 Pd) 또는 금속 합금을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 실용적인 이유로 캐소드층은 또한 Mg, Ca 또는 Al과 같은 (본질적으로) 불투명한 금속으로 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 캐소드층 C는 또한 흑연 및/또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 캐소드층 C는 또한 나노스케일의 은 와이어로 구성될 수 있다.
OLED는 선택적으로 전자 수송층(ETL)과 캐소드층(C) 사이에 보호층(전자 주입층(EIL)으로 지칭될 수 있음)을 추가로 포함할 수 있다. 이 층은 불화리튬, 불화세슘, 은, Liq(8-히드록시퀴놀리놀라토 리튬), Li2O, BaF2, MgO 및/또는 NaF를 포함할 수 있다.
선택적으로, 전자 수송층(ETL) 및/또는 정공 저지층(HBL)은 또한 하나 이상의 호스트 화합물 H를 포함할 수 있다.
발광층(EML)의 방출 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 추가로 조정하기 위해, 발광층(EML)은 하나 이상의 추가 에미터 분자(F)를 더 포함할 수 있다. 이러한 에미터 분자 F는 당업계에 공지된 임의의 에미터 분자일 수 있다. 바람직하게는 이러한 에미터 분자 F는 본 발명에 따른 분자 E의 구조와 상이한 구조를 갖는 분자이다. 에미터 분자 F는 선택적으로 TADF 에미터일 수 있다. 대안적으로, 에미터 분자 F는 선택적으로 발광층 EML의 방출 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 이동(shift)시킬 수 있는 형광성 및/또는 인광성 에미터 분자일 수 있다. 예시적으로, 삼중항 및/또는 단일항 엑시톤이, 기저 상태 SO로 이완되기 전에, 본 발명에 따른 유기 에미터 분자로부터 에미터 분자 F로 전달되어, 유기 분자에 의해 방출되는 광과 비교하여 전형적으로 적색 편이된 광을 방출할 수 있다. 선택적으로, 에미터 분자 F는 또한 2광자 효과(즉, 최대 흡수의 절반 에너지의 2개 광자의 흡수)를 유발할 수 있다.
선택적으로, 광전자 소자(예를 들어, OLED)는 예를 들어 본질적으로 백색 광전자 소자일 수 있다. 예를 들어, 그러한 백색 광전자 소자는 적어도 하나의 (깊은) 청색 에미터 분자 및 녹색 및/또는 적색 광을 방출하는 하나 이상의 에미터 분자를 포함할 수 있다. 그러면, 또한 선택적으로 전술한 바와 같이 둘 이상의 분자 사이에 에너지 전달이 있을 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 특정 문단에서 보다 구체적으로 정의되지 않은 경우, 방출 및/또는 흡수된 광의 색상 지정은 다음과 같다:
보라색: >380-420 nm의 파장 범위;
깊은 청색: >420-480 nm의 파장 범위;
하늘색: >480-500 nm의 파장 범위;
녹색: >500-560 nm의 파장 범위;
노란색: >560-580 nm의 파장 범위;
주황색: >580-620 nm의 파장 범위;
빨간색: >620-800 nm의 파장 범위.
에미터 분자와 관련하여 이러한 색상은 최대 방출을 나타낸다. 따라서 예를 들어 짙은 청색 에미터는 >420~480nm 범위에서 최대 방출을 갖고, 하늘색 에미터는 >480~500nm 범위에서 최대 방출을 가지며, 녹색 에미터는 >500~560nm 범위에서 최대 방출을 갖고, 적색 에미터는 >620~800nm 범위에서 최대 방출을 갖는다.
짙은 청색 에미터는 바람직하게는 480 nm 미만, 보다 바람직하게는 470 nm 미만, 훨씬 더 바람직하게는 465 nm 미만 또는 심지어 460 nm 미만의 최대 방출을 가질 수 있다. 최대 방출은 전형적으로 420 nm 초과, 바람직하게는 430 nm 초과, 보다 바람직하게는 440 nm 초과 또는 심지어 450 nm 초과일 것이다.
따라서 본 발명의 추가적인 측면은 1000cd/m2에서 8% 초과, 보다 바람직하게는 10% 초과, 보다 바람직하게는 13% 초과, 더욱 더 바람직하게는 15% 초과 또는 심지어 20% 초과의 외부 양자 효율을 나타내고/나타내거나, 420 nm 내지 500 nm, 바람직하게는 430 nm 내지 490 nm, 보다 바람직하게는 440 nm 내지 480 nm, 훨씬 더 바람직하게는 450 nm 내지 470 nm에서 최대 방출을 나타내고/나타내거나, 500cd/m2에서 100h 초과, 바람직하게는 200h 초과, 보다 바람직하게는 400h 초과, 훨씬 더 바람직하게는 750h 초과 또는 심지어 1000h 초과의 LT80 값을 나타내는 OLED에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 추가적인 측면은 방출이0.45 미만, 바람직하게는 0.30 미만, 보다 바람직하게는 0.20 미만 또는 훨씬 더 바람직하게는 0.15 미만 또는 심지어 0.10 미만의 CIEy 색좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 명확한 색점에서 빛을 방출하는 OLED에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, OLED는 좁은 방출 밴드(작은 반치폭(FWHM))을 갖는 빛을 방출한다. 일 측면에서, 본 발명에 따른 OLED는 0.30 eV 미만, 바람직하게는 0.25 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.20 eV 미만, 훨씬 더 바람직하게는 0.19 eV 미만 또는 심지어는 0.17 eV 미만의, 주 방출 피크의 FWHM을 갖는 광을 방출한다.
본 발명의 또 다른 측면은 ITU-R Recommendation BT.2020(Rec. 2020)에 정의되어 있는 바와 같은 원색의 청색(CIEx = 0.131 및 CIEy = 0.046)의 CIEx(= 0.131) 및 CIEy(= 0.046) 색좌표에 가까운 CIEx 및 CIEy 색좌표를 갖는 광을 발출하여, 초고해상도(UHD) 디스플레이, 예를 들어 UHD-TV에 사용하기에 적합한 OLED에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 추가적인 측면은 발광이 0.02 내지 0.30, 바람직하게는 0.03 내지 0.25, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.20, 더욱 더 바람직하게는 0.08 내지 0.18 또는 심지어 0.10 내지 0.15의 CIEx 색좌표 및/또는 0.00 내지 0.45, 바람직하게는 0.01 내지 0.30, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.20, 더욱 더 바람직하게는 0.03 내지 0.15 또는 심지어 0.04 내지 0.10의 CIEy 색 좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 광전자 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 이 경우, 본 발명의 유기 분자가 사용된다.
광전자 소자, 특히 본 발명에 따른 OLED는 임의의 수단의 기상 증착 및/또는 액상 공정에 의해 제조될 수 있다. 따라서 적어도 하나의 층은
- 승화 공정을 통하여 제조되거나,
- 유기 기상 증착 공정에 의하여 제조되거나,
- 운반체 가스 승화 공정에 의하여 제조되거나,
- 용액 처리 또는 프린트될 수 있다.
광전자 소자, 특히 본 발명에 따른 OLED를 제조하는데 사용되는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 상이한 층들이 후속 증착 공정에 의해 적절한 기판 상에 개별적이고 연속적으로 증착된다. 개별적인 층들은 동일하거나 상이한 증착 방법을 사용하여 증착될 수 있다.
예를 들어, 기상 증착 공정은 열(공)증발, 화학적 기상 증착 및 물리적 기상 증착을 포함한다. 액티브 매트릭스 OLED 디스플레이의 경우 AMOLED 백플레인이 기판으로서 사용된다. 개별적인 층은 적절한 용매를 사용하는 용액 또는 분산액으로부터 처리될 수 있다. 예를 들어, 용액 증착 공정에는 스핀 코팅, 딥 코팅 및 제트 프린팅이 포함된다. 용액 처리는 선택적으로 불활성 분위기(예를 들어, 질소 분위기)에서 수행될 수 있고 용매는 당업계에 공지된 수단에 의해 완전히 또는 부분적으로 제거될 수 있다.
[실시예]
일반적인 합성 방식 I
일반적인 합성 방식 I은 RI = RX, RII = RIX, RIII = RVIII, RIV = RVII, RV = RVI, T = X 및 V = W인 유기 분자에 대한 합성 방식을 제공한다.
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
합성AAV1을 위한 일반적인 절차:
Figure pct00039
E1(1.00당량), 아닐린(E2 2.20당량), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 Pd2(dba)3(0.01당량, CAS: 51364-51-3), 트리-tert-부틸-포스핀 P( t Bu)3(0.04 당량, CAS: 13716-12-6) 및 나트륨 tert-부톡사이드 NaO t Bu(4.20당량, CAS: 865-48-5)를 질소 분위기 아래 톨루엔에서 90°C에서 교반한다. 실온(rt)으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 톨루엔 및 염수로 추출하고 상을 분리한다. 합한 유기층들을 MgSO4상에서 건조시킨 다음, 용매를 감압 하에 제거한다. 얻어진 미정제 생성물(crude product)을 재결정화 또는 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하고 생성물 I1을 고체로서 수득한다.
합성AAV2을 위한 일반적인 절차:
Figure pct00040
I1(1.00당량), E3(2.10당량), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 Pd2(dba)3(0.01당량, CAS: 51364-51-3), 트리-tert-부틸-포스핀 P( t Bu)3(0.04당량) , CAS: 13716-12-6) 및 나트륨 tert-부톡사이드 NaO t Bu(4.00당량, CAS: 865-48-5)를 질소 분위기 아래 톨루엔에서 110°C에서 교반한다. 실온(rt)으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 톨루엔 및 염수로 추출하고 상을 분리한다. 합한 유기층둘을 MgSO4상에서 건조시킨 다음, 용매를 감압 하에 제거한다. 얻어진 미정제 생성물을 재결정화 또는 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 생성물 I2를 고체로서 수득한다.
합성AAV3을 위한 일반적인 절차:
Figure pct00041
I2(1.00당량)를 질소 분위기 아래 tBu-벤젠에서 40℃에서 교반한다. tert-부틸리튬(tBuLi, 2.20당량, CAS 594-19-4)을 적가하고, 반응물을 50°C로 가열한다. 실온에서 트리메틸 보레이트(6당량, CAS 121-43-7)를 천천히 첨가하여 리튬화를 종료(quenching)한다. 반응 혼합물을 60℃로 2시간 동안 가열한 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각한다. 물을 첨가하고 혼합물을 추가로 2시간 동안 교반한다. 에틸 아세테이트로 추출한 후, 유기상을 MgSO4상에서 건조시킨 다음, 용매를 감압 하에 제거한다. 얻어진 미정제 생성물을 재결정화 또는 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하고 생성물 I3을 고체로서 수득한다.
합성AAV4을 위한 일반적인 절차:
Figure pct00042
I3(1.00당량)을 질소 분위기 아래 염화벤젠에서 교반한다. N,N-디이소프로필에틸아민(10.0당량, CAS 7087-68-5) 및 염화알루미늄(AlCl3, 10.0당량, CAS 7446-70-0)을 첨가하고 반응 혼합물을 120°C로 가열한다. 60분 후, N,N-디이소프로필에틸아민(5.00당량, CAS 7087-68-5) 및 염화알루미늄(AlCl3, 5.00당량, CAS 7446-70-0)을 첨가하고 반응 혼합물을 1.5시간 동안 교반한다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 DCM과 물 사이에서 추출한다. 유기상을 MgSO4상에서 건조시킨 다음, 용매를 감압 하에 제거한다. 미정제 생성물 P1은 재결정화 또는 컬럼 크로마토그래피에 의해 추가로 정제될 수 있다.
합성AAV5을 위한 일반적인 절차:
Figure pct00043
E4(1.00당량), E5(1.50당량), 트리스(디벤질리덴아세톤)-디팔라듐(0)(Pd2(dba)3, 0.005당량, CAS 51364-51-3), 2-디시클로헥실포스피노-2',4',6'-트리-이소프로필-1,1'-비페닐(0.02당량, X-Phos, CAS 564483-18-7) 및 제3인산칼륨(K3PO4, 2.00당량, CAS 7778-53-2)을 질소 분위기에서 톨루엔/물(4:1, 부피)내에 현탁시킨다. 반응이 완료될 때까지 혼합물을 110℃로 가열한다. 실온으로 냉각시킨 후, 상을 분리하고 수성 상을 에틸 아세테이트로 추출한다. 합한 유기 층들을 활성탄/celite®/MgSO4의 1:1:1 혼합물과 함께 실온에서 15분 동안 교반하고, 여과하고, 농축시킨다. 미정제 물질을 재결정화에 의해 정제하여 E2를 수득한다.
순환 전압전류법
순환 전압전류도가 디클로로메탄 또는 적합한 용매 및 적합한 지지 전해질(예: 0.1mol/L의 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트) 내에서 유기 분자의 농도가 10-3mol/L인 용액에서 측정된다. 측정은 3전극 조립체(작업 및 상대 전극: Pt 와이어, 기준 전극: Pt 와이어)를 사용하여 질소 분위기에서 실온에서 수행하고, 내부 표준으로서 FeCp2/FeCp2 +를 사용하여 보정한다. 포화 칼로멜 전극(SCE)에 대하여 내부 표준으로서 페로센을 사용하여 HOMO 데이터를 교정하였다.
밀도 함수 이론 계산
분자 구조가 BP86 함수 및 RI(Resolution of identity) 접근법을 사용하여 최적화된다. 여기 에너지는 (BP86) 최적화된 구조를 사용하고 시간의존 DFT(Time-Dependent DFT, TD-DFT) 방법을 채용하여 계산된다. 궤도 및 여기 상태 에너지는 B3LYP 함수로 계산된다. Def2-SVP 기본 세트 및 수치 적분을 위한 m4-grid가 사용된다. Turbomole 프로그램 패키지가 모든 계산에 사용된다.
광물리적 측정
시료 전처리: 스핀 코팅
장치: Spin150, SPS euro.
시료 농도는 적절한 용매에 용해된 10 mg/ml이다.
프로그램: 1) 400U/min에서 3초; 1000 U/min에서 20초(1000 Upm/s). 3) 4000 U/min에서 10초(1000 Upm/s). 코팅 후, 필름은 70°C에서 1분 동안 건조된다.
광발광 분광법 및 시간 상관 단일 광자 계수(TCSPC)
정상 상태 방출 분광법은 150W의 Xenon-Arc 램프, 여기 및 방출 단색기, Hamamatsu R928 광전자 증배관 및 시간 상관 단일 광자 계수 옵션이 장착된 Horiba Scientific, Model FluoroMax-4를 사용하여 측정된다. 표준 보정 맞춤(standard correction fits)을 사용하여 방출 및 여기 스펙트럼을 보정한다.
여기 상태 수명은 FM-2013 장비 및 Horiba Yvon TCSPC 허브와 함께 TCSPC 방법을 사용하는 동일한 시스템을 사용하여 결정된다.
여기 소스:
NanoLED 370(파장: 371 nm, 펄스 지속 시간: 1.1 ns)
NanoLED 290(파장: 294nm, 펄스 지속 시간: <1ns)
SpectraLED 310(파장: 314nm)
SpectraLED 355(파장: 355nm).
데이터 분석(지수 맞춤(exponential fit))은 소프트웨어 제품군 DataStation 및 DAS6 분석 소프트웨어를 사용하여 수행된다. 맞춤은 카이제곱 검정(chi-squared-test)을 사용하여 특정된다.
광발광 양자 수율 측정
광발광 양자 수율(PLQY) 측정을 위해 Absolute PL 양자 수율 측정 C9920-03G 시스템(Hamamatsu Photonics)이 사용된다. 양자 수율 및 CIE 좌표는 소프트웨어 U6039-05 버전 3.6.0을 사용하여 결정된다.
최대 방출은 nm로, 양자 수율 Φ은 %로, CIE 좌표는 x,y 값으로 표시된다.
PLQY는 다음의 프로토콜을 사용하여 결정된다.
1) 품질 보증: 에탄올 중 안트라센(알려진 농도)이 기준(reference)으로서 사용된다.
2) 여기 파장: 유기 분자의 최대 흡수가 결정되고, 이 파장을 사용하여 분자가 여기된다.
3) 측정
양자 수율은 질소 분위기에서 용액 또는 필름 시료에 대해 측정된다. 수율은 다음 방정식을 사용하여 계산된다.
Figure pct00044
여기서 n광자는 광자의 수를 나타내고, Int는 강도를 나타낸다.
광전자 소자소자의 제조 및 특성화
본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는 광전자 소자, 특히 OLED 소자는 진공 증착 방법을 통해 제조될 수 있다. 층이 하나보다 많은 화합물을 포함하는 경우, 하나 이상의 화합물의 중량 백분율은 %로 표시된다. 총 중량 백분율 값은 100%가 되므로, 값이 지정되지 않은 경우 이 화합물의 분율은 지정된 값과 100% 간의 차이와 같다.
완전히 최적화되지 않은 OLED가 표준 방법을 사용하여, 전계발광 스펙트럼 및 광다이오드에 의해 검출된 광 및 전류를 사용하여 계산된, 세기 및 전류에 의존하는 외부 양자 효율(%)을 측정하여 특성화된다. OLED 소자의 수명은 일정한 전류 밀도에서 동작하는 동안 휘도의 변화로부터 추출된다. LT50 값은 측정 휘도가 초기 휘도의 50%로 감소한 시간에 해당하고, 유사하게 LT80은 측정 휘도가 초기 휘도의 80%로 감소한 시점에 해당하고, LT95는 측정 휘도가 초기 휘도의 95%로 감소한 시점에 해당하는 등이다.
가속 수명 측정이 수행된다(예: 증가된 전류 밀도가 적용됨). 예를 들어, 500cd/m2에서 LT80 값은 다음의 식을 사용하여 결정된다.
Figure pct00045
여기서 L0는 인가된 전류 밀도에서의 초기 휘도를 나타낸다.
값들은 여러 픽셀(일반적으로 2~8개)의 평균에 해당하며, 이러한 픽셀 간의 표준 편차가 제공된다.
HPLC-MS
HPLC-MS 분석은 MS-검출기(Thermo LTQ XL)가 구비된 Agilent의 HPLC(1100 시리즈)에서 수행된다.
예시적으로 전형적인 HPLC 방법은 다음과 같다. Agilent (ZORBAX Eclipse Plus 95Å C18, 4.6×150 mm, 3.5 μm HPLC 컬럼)으로부터, 역상 컬럼 4.6mm × 150mm, 및 입자 크기 3.5 μm가 HPLC에 사용된다. HPLC-MS 측정은 다음의 구배에 따라 실온(rt)에서 수행된다.
유속[ml/분] 시간[분] A[%] B[%] C[%]
2.5 0 40 50 10
2.5 5 40 50 10
2.5 25 10 20 70
2.5 35 10 20 70
2.5 35.01 40 50 10
2.5 40.01 40 50 10
2.5 41.01 40 50 10
다음의 용매 혼합물을 사용하였다:
용매 A: H2O　(90%) MeCN(10%)
용매 B: H2O　(10%) MeCN(90%)
용매 C: THF(50%) MeCN(50%)
0.5 mg/mL 농도의 분석물 용액에서 주입 부피 5 μL 를 측정을 위해 취한다.프로브의 이온화는 양성(APCI +) 또는 음성(APCI -) 이온화 모드에서 대기압 화학적 이온화(APCI) 소스를 사용하여 수행된다.
실시예 1
Figure pct00046
실시예 1을 하기에 따라 합성하였다.
AAV5 (44% 수율) E4로서 4-tert-부틸-3-염화아닐린(CAS 52756-36-2) 및 E5로서 페닐보론산(CAS 98-80-6)을 사용;
AAV1 (52% 수율) E1으로서 4-염화-3,5-디브로모톨루엔(CAS 202925-05-1)을 사용;
AAV2 (69% 수율) E3으로서 1-브로모-3,5-디-tert-부틸벤젠(CAS 22385-77-9)을 사용;
AAV3 (26% 수율) 및
AAV4 (15% 수율).
MS(HPLC-MS), m/z(체류 시간): 924.4(8.75분)
실시예 1(PMMA내의 2중량%)의 최대 방출은 461nm이고, 반치폭(FWHM)은 0.16eV이고, CIEy 좌표는 0.11이다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 77%이다.
실시예 D1
실시예 1을 다음 층 구조로 제작된 OLED D1에서 시험하였다:
층 # 두께 D1
9 100nm Al
8 2nm Liq
7 11nm NBPhen
6 20nm MAT1
5 20nm MAT2(98%): 실시예 1(2%)
4 10nm MAT3
3 50nm MAT4
2 7nm HAT-CN
1 50nm ITO
기판 유리
Figure pct00047
Figure pct00048
OLED D1은 1000cd/m2에서 외부 양자 효율(EQE)이 11.1%이다. 3.7V에서 최대 방출은 465nm이고, FWHM은 28nm이다. 해당되는 CIEx 값은 0.13이고, CIEy 값은 0.10이다. LT95 값은 1200cd/m2에서 12시간으로 결정되었다.
본 발명의 유기 분자의 추가예
Figure pct00049
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062

Claims (15)

  1. 화학식 I의 구조를 포함하는 유기 분자:

    Figure pct00063

    화학식 I

    화학식 I 중,
    RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI는 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고:
    수소, 중수소, 할로겐,
    C1-C12-알킬,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
    C6-C18-아릴,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;
    및
    C3-C15-헤테로아릴,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 R5에 의해 치환되고;

    R5는 각각의 경우에 하기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고:
    수소, 중수소
    C1-C12-알킬, 및
    C6-C18-아릴,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C5-알킬 치환기로 치환되고;

    T, V, W, X는 각각의 경우에 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고:
    C1-C12-알킬, 및
    C6-C18-아릴,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C5-알킬 치환기에 의해 치환된다.
  2. 제1항에 있어서, T, V, W, X는 각각의 경우에 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 분자:
    tBu 및
    Me, iPr 및 tBu로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되는 Ph.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식 I-1 또는 화학식 I-2의 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00064
    Figure pct00065

    화학식 I-1 화학식 I-2
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI가 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 분자:
    수소, 중수소, 할로겐,
    C1-C12-알킬,
    C6-C18-아릴,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C6-알킬 치환기, 또는 C6-C18-아릴 치환기에 의해 치환되고; 및
    C3-C15-헤테로아릴,
    여기서 선택적으로 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 C1-C6-알킬 치환기, 또는 C6-C18-아릴 치환기에 의해 치환된다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, RI, RII, RIII, RIV, RV, RVI, RVII, RVIII, RIX, RX 및 RXI가 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 분자:
    수소, 중수소, 할로겐, Me, iPr, tBu,
    Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 Ph; 및
    Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 Ia 내지 화학식 In으로 이루어진 군으로부터 선택된 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00066
    Figure pct00067

    화학식 Ia 화학식 Ib
    Figure pct00068
    Figure pct00069

    화학식 Ic 화학식 Id
    Figure pct00070
    Figure pct00071

    화학식 Ie 화학식 If
    Figure pct00072
    Figure pct00073

    화학식 Ig 화학식 Ih
    Figure pct00074
    Figure pct00075

    화학식 Ii 화학식 Ij
    Figure pct00076
    Figure pct00077

    화학식 Ik 화학식 IL
    Figure pct00078
    Figure pct00079

    화학식 Im 화학식 In
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 IIa 내지 화학식 IIn으로 이루어진 군으로부터 선택된 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00080
    Figure pct00081

    화학식 IIa 화학식 IIb
    Figure pct00082
    Figure pct00083

    화학식 IIc 화학식 IId
    Figure pct00084
    Figure pct00085
    화학식 IIe 화학식 IIf
    Figure pct00086
    Figure pct00087

    화학식 IIg 화학식 IIh
    Figure pct00088
    Figure pct00089
    화학식 IIi 화학식 IIj
    Figure pct00090
    Figure pct00091

    화학식 IIk 화학식 IIL
    Figure pct00092
    Figure pct00093

    화학식 IIm 화학식 IIn.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, RXI가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 분자:
    수소, 중수소, 할로겐, Me, iPr, tBu,
    Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 Ph; 및
    Me, iPr, tBu, 시클로헥실 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, RXI가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 분자:
    수소, 중수소, Me, iPr, tBu, 시클로헥실, Ph, 및 tBu 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환된 카바졸.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, RXI가 수소 또는 Me인 유기 분자.
  11. 상기 광전자 소자는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 제10항에 따른 용도:
    · 유기 발광다이오드(OLED),
    · 발광 전기화학 전지,
    · OLED 센서,
    · 유기 다이오드,
    · 유기 태양 전지,
    · 유기 트랜지스터,
    · 유기 전계효과 트랜지스터,
    · 유기 레이저, 및
    · 하향 변환 소자(down-conversion element).
  12. 다음을 포함하는 조성물:
    (a) 에미터 및/또는 호스트 형태의 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자, 및
    (b) 상기 유기 분자와 상이한 에미터 및/또는 호스트 물질, 및
    (c) 선택적으로, 염료 및/또는 용매.
  13. 유기 발광다이오드(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED 센서, 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 하향 변환 소자로 구성된 군으로부터 선택된 형태의, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물을 포함하는 광전자 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    - 기판,
    - 애노드,
    - 캐소드 및
    - 발광층을 포함하고,
    상기 애노드 또는 상기 캐소드는 상기 기판 상에 배치되고,
    상기 발광층은 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되고, 상기 유기 분자 또는 상기 조성물을 포함하는 광전자 소자.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제12항에 따른 조성물이 사용되고, 진공 증발 방법에 의해 또는 용액으로부터 상기 유기 분자를 처리하는 단계를 포함하는, 광전자 소자의 제조 방법.
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