KR20230041974A - 광전자 소자용 유기 분자 - Google Patents

광전자 소자용 유기 분자 Download PDF

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KR20230041974A
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데미안 티리온
스테판 시퍼만
세바스티앙 덕
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Abstract

본 발명은 광전자 소자에 사용하기 위한 유기 분자에 관한 것이다. 유기 분자는 화학식 I의 구조를 갖는다:
Figure pct00098

화학식 I
여기서
RA는 하기 화학식 II, III 및 IV 중 하나로 표시된 부분이고:
Figure pct00099

화학식 II 화학식 III 화학식 IV
화학식 II, III 또는 IV는 점선으로 표시된 위치를 통해 화학식 I의 구조에 결합되고;
Q는 각각의 경우에 N 및 CR3으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, 및
Z는 각각의 경우에 직접 결합, CR4R5, C=CR4R5, C=O, C=NR4, NR4, O, SiR4R5, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.

Description

광전자 소자용 유기 분자
본 발명은 발광 유기 분자 및 유기 발광 소자(OLED) 및 기타 광전자 소자에서 발광 유기 분자의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 광전자 소자에 사용하기에 적합한 분자를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 새로운 부류의 유기 분자를 제공하는 본 발명에 의해 달성된다.
예를 들어, 유기 발광 소자(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC) 및 발광 트랜지스터와 같은 유기물을 기반으로 하는 하나 이상의 발광층을 포함하는 유기 전계발광 소자의 중요성이 증가하고 있다. 특히, OLED는 스크린, 디스플레이 및 조명 장치와 같은 전자 제품의 유망한 소자이다. 실질적으로 무기물을 기반으로 한 대부분의 전계발광 소자와는 대조적으로, 유기물을 기반으로 한 유기 전계발광 소자는 흔히 유연하고 특히 박막으로 생산 가능하다. 오늘날 이미 사용 가능한 OLED 기반 스크린 및 디스플레이는 우수한 효율과 긴 수명 또는 우수한 색순도와 긴 수명을 갖지만, 우수한 효율, 긴 수명 및 우수한 색순도의 세 가지 특성을 모두 갖지는 않는다.
따라서, 높은 양자 수율, 긴 수명 및 우수한 색순도를 갖는 유기 전계발광 소자에 대한 충족되지 않은 기술적 요구가 여전히 존재한다.
OLED의 색순도 또는 색점은 일반적으로 CIEx 및 CIEy 좌표로 제공되는 반면 차세대 디스플레이의 색 영역은 소위 BT-2020 및 DCPI3 값으로 제공된다. 일반적으로 이러한 색좌표를 얻기 위해서 상부 발광 소자에서는 캐비티를 변경하여 색좌표를 조정하는 것이 필요하다. 이러한 색 영역을 목표로 하면서 상부 발광 소자에서 고효율을 달성하기 위해서 하부 발광 소자에서는 좁은 발광 스펙트럼이 필요하다.
본 발명에 따른 유기 분자는 하늘색, 녹색 또는 황색 스펙트럼 범위에서 최대 발광을 나타낸다. 유기 분자는 490 내지 600 nm, 바람직하게는 500 내지 560 nm, 보다 바람직하게는 520 내지 540 nm에서 최대 발광을 나타낸다. 추가로, 본 발명의 분자는 특히 작은 반치폭(full width at half maximum, FWHM)으로 표현되는 좁은 발광을 나타낸다. 유기 분자의 발광 스펙트럼은 달리 언급되지 않는 한 상온에서 2중량%의 에미터를 가진 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)에서 측정된 경우, 0.25eV 이하(≤ 0.25eV)의 반치폭(FWHM)을 나타내는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 유기 분자의 광발광 양자 수율은 특히 10% 이상이다.
광전자 소자, 예를 들어 유기 발광 소자(OLED)에서 본 발명에 따른 분자의 사용은 소자의 좁은 발광 및 고효율을 유도한다. 상응하는 OLED는 공지된 에미터 물질 및 유사한 색상을 갖는 OLED 보다 더 높은 안정성을 갖고/갖거나 OLED 디스플레이에서 본 발명에 따른 분자를 사용함으로써 자연에서 가시적인 색상의 보다 정확한 재현, 즉 디스플레이된 이미지에서 더 높은 해상도를 지원한다. 특히, 상기 분자는 에너지 펌프와 함께 조합하여 사용되어 하이퍼-형광(hyper-fluorescence) 또는 하이퍼-인광(hyper-phosphorescence)을 달성할 수 있다. 이러한 경우에, 유기 전계발광 소자에 포함된 다른 종은 에너지를 본 발명의 유기 분자에 전달하여 본 발명의 유기 분자가 빛을 방출한다.
본 발명에 따른 유기 분자는 하기 화학식 I의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00001
화학식 I
여기서
RA는 화학식 II, III 및 IV 중 하나로 표시되는 어셉터 부분이다:
Figure pct00002
화학식 II 화학식 III 화학식 IV,
화학식 II, III 또는 IV는 점선으로 표시된 위치를 통해 화학식 I의 구조에 결합된다.
Q는 각각의 경우에 N 및 CR3으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
Z는 각각의 경우에 직접 결합, CR4R5, C=CR4R5, C=O, C=NR4, NR4, O, SiR4R5, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
R1, R2, R3은 각각의 경우에 독립적으로
수소; 중수소; 할로겐; Me; iPr; tBu; CN; CF3; SiMe3; SiPh3; 및
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, CN, CF3 또는 Ph(페닐기)로 치환되는 C6-C18-아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII는 독립적으로
수소;
중수소;
N(R6)2;
OR6;
SR6;
Si(R6)3;
B(OR6)2;
OSO2R6;
CF3;
CN;
할로겐;
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C1-C40-알킬기,
여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C1-C40-알콕시기,
여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C1-C40-티오알콕시기,
여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C2-C40-알케닐기,
여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C2-C40-알키닐기,
여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C6-C60-아릴기; 및
선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C3-C57-헤테로아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R4, R5, 및 R6은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; OPh; SPh; CF3; CN; F; Si(C1-C5-알킬기)3, Si(Ph)3;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C1-C5-알킬기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C1-C5-알콕시기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C1-C5-티오알콕시기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C2-C5-알케닐기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C2-C5-알키닐기;
선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬기로 치환되는 C6-C18-아릴기;
선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬기로 치환되는 C3-C17-헤테로아릴기;
N(C6-C18-아릴기)2;
N(C3-C17-헤테로아릴기)2; 및
N(C3-C17-헤테로아릴기)(C6-C18-아릴기);로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서 치환기 RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII는 서로 독립적으로 선택적으로 하나 이상의 인접한 치환기 RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 또는 RVIII와 함께 단환(monocyclic) 또는 다환(polycyclic), 지방족(aliphatic), 방향족(aromatic) 및/또는 벤젠-축합환(benzo-fused ring system)을 형성한다.
본 발명의 일 구현예에서, RA는 하기 화학식 IIa, IIb, IIc, IIIa 및 IVa 중 하나로 표시될 수 있다:
Figure pct00003
화학식 IIa 화학식 IIb 화학식 IIc 화학식 IIIa 화학식 IVa
화학식 IIa, IIb, IIc, IIIa 또는 IVa는 점선으로 표시된 위치를 통해 상기 화학식 I 또는 하기 화학식 Ia의 구조에 결합된다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00004
화학식 I-1.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고 R3은 각각의 경우에 수소이다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-2의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00005
화학식 I-2.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 R3이 수소인 화학식 I-2의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-3의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00006
화학식 I-3.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 R3이 수소인 화학식 I-3의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-4의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00007
화학식 I-4.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-5의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00008
화학식 I-5.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-6의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00009
화학식 I-6.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 R2가 각각의 경우에 수소인 화학식 I-6의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 I-7의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00010
화학식 I-7.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 R2가 각각의 경우에 수소인 화학식 I-7의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ia의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00011
화학식 Ia.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ia-1의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00012
화학식 Ia-1.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ia-2의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00013
화학식 Ia-2.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ia-3의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00014
화학식 Ia-3.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ia-4의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00015
화학식 Ia-4.
본 발명의 일 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ia-5의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00016
화학식 Ia-5.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ib의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00017
화학식 Ib.
본 발명의 보다 더 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ib-1, Ib-2 또는 Ib-3의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00018
화학식 Ib-1 화학식 Ib-2 화학식 Ib-3.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ib-4, Ib-5 또는 Ib-6의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00019
화학식 Ib-4 화학식 Ib-5 화학식 Ib-6.
본 발명의 특히 바람직한 다른 구현예에서, 유기 분자는 화학식 Ib-4-1, Ib-4-2, Ib-5-1, Ib-5-2, Ib-6-1, 또는 Ib-6-2의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00020
화학식 Ib-4-1 화학식 Ib-5-1 화학식 Ib-6-1
Figure pct00021
화학식 Ib-4-2 화학식 Ib-5-2 화학식 Ib-6-2.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ic의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00022
화학식 Ic.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Id의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00023
화학식 Id.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ie의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00024
화학식 Ie.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 If의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00025
화학식 If.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ig의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00026
화학식 Ig.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ih의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00027
화학식 Ih.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ii의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00028
화학식 Ii.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ij의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00029
화학식 Ij.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Ik의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00030
화학식 Ik.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 Im의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00031
화학식 Im.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 하기 화학식 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다:
Figure pct00032
화학식 In.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ib-4, Ib-4-1, Ib-4-2, Ib-5, Ib-5-1, Ib-5-2, Ib-6, Ib-6-1, Ib-6-2, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고, 여기서, RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII은 각각의 경우에 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소로 치환되는 C1-C5-알킬기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C6-C18-아릴기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C3-C15-헤테로아릴기;
및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 보다 더 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ib-4, Ib-4-1, Ib-4-2, Ib-5, Ib-5-1, Ib-5-2, Ib-6, Ib-6-1, Ib-6-2, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고, 여기서, RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; Me; iPr; tBu; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 치환되는 Ph;
및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ib-4, Ib-4-1, Ib-4-2, Ib-5, Ib-5-1, Ib-5-2, Ib-6, Ib-6-1, Ib-6-2, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고, 여기서, R4, R5, 및 R6은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소로 치환되는 C1-C5-알킬기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C6-C18-아릴기;
선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C3-C15-헤테로아릴기;
및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 보다 더 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ib-4, Ib-4-1, Ib-4-2, Ib-5, Ib-5-1, Ib-5-2, Ib-6, Ib-6-1, Ib-6-2, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고, 여기서, R4, R5, 및 R6은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; Me; iPr; tBu; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 치환되는 Ph;
및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고, 여기서, R1, R2, 및 R3은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; Me; iPr; tBu; 및
선택적으로 Me, iPr, tBu 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 치환되는 페닐기;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고,
여기서, R2, 및 R3은 각각의 경우에 수소이고,
R1은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; Me; iPr; tBu; 및
선택적으로 Me, iPr, tBu 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 치환되는 페닐기;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고,
여기서, R2, 및 R3은 각각의 경우에 수소이고,
R1은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 및 페닐기;로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고,
여기서, R2, 및 R3은 각각의 경우에 수소이고,
R1은 각각의 경우에 페닐기이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 유기 분자는 화학식 I, I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-7, Ia, Ia-1, Ia-2, Ia-3, Ia-4, Ia-5, Ib, Ib-1, Ib-2, Ib-3, Ic, Id, Ie, If, Ig, Ih, Ii, Ij, Ik, Im 또는 In의 구조를 포함하거나 이로 이루어지고,
여기서, R1, R2, 및 R3은 각각의 경우에 수소이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 "아릴" 및 "방향족"은 임의의 단환, 이환 또는 다환(polycyclic) 방향족 모이어티로서 가장 넓은 의미로 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 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 임의의 단환, 이환 또는 다환 헤테로방향족 모이어티로서 가장 넓은 의미로 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 구조에 대해 2개의 결합 부위를 보유하여 링커 구조의 역할을 하는 2가 치환기를 의미한다. 예시적인 구현예에서 기(group)가 여기에 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 임의의 단환, 이환 또는 다환 모이어티로서 가장 넓은 의미로 이해될 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 "알킬기"는 임의의 선형, 분지형 또는 환형 알킬 치환기로서 가장 넓은 의미로 이해될 수 있다. 본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 용어 "알킬기"는 임의의 선형, 분지형 또는 환형 알킬 치환기로서 가장 넓은 의미로 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 바람직하게는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드인 것으로 가장 넓은 의미로 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 2 중량%의 유기 분자를 포함하는 PMMA(폴리(메틸 메타크릴레이트)) 필름에서 본 발명에 따른 유기 분자는 250μs 이하, 150μs 이하, 특히 100μs 이하, 바람직하게는 80μs 이하 또는 60μs 이하, 보다 바람직하게는 40μs 이하의 여기 상태 수명을 갖는다.
본 발명의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 열 활성화 지연 형광(TADF) 에미터를 나타낸다. TADF 에미터는 5000cm-1 미만의, 첫 번째 여기된 단일항 상태(S1)와 첫 번째 여기된 삼중항 상태(T1) 사이의 에너지 차이에 해당하는 △EST 값을 나타낸다. 바람직하게는 TADF 에미터는 3000 cm-1 미만, 더 바람직하게는 1500 cm-1 미만, 더욱 더 바람직하게는 1000 cm-1 미만 또는 심지어 500 cm-1 미만의 △EST 값을 나타낸다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 실온에서 2 중량%의 유기 분자를 포함하는 PMMA(폴리(메틸 메타크릴레이트)) 필름에서 본 발명에 따른 유기 분자는 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 480 nm 내지 580 nm의 파장 범위에서 발광 피크를 가지며, 이때 0.30 eV 미만, 바람직하게는 0.28 eV 미만, 더욱 바람직하게는 0.25 eV미만, 더더욱 바람직하게는 0.23 eV미만 또는 0.20 eV 미만의 반치폭(full width at half maximum) 값을 가진다.
궤도 및 여기 상태 에너지는 실험 방법이나 양자 화학 방법, 특히 밀도 함수 이론 계산을 사용하는 계산에 의해 결정될 수 있다. 최고준위 점유 분자궤도 에너지EHOMO는 당업자에게 공지된 방법에 의해 순환 전압전류법 측정으로부터 0.1 eV의 정확도로 결정된다. 최저준위 비점유 분자궤도 에너지 ELUMO는 흡수 스펙트럼의 시작(onset)으로 결정된다.
흡수 스펙트럼의 시작은 흡수 스펙트럼에 대한 접선과 x축의 교차점을 계산하여 결정된다. 흡수 스펙트럼에 대한 접선은 흡수 밴드의 저에너지 측과 흡수 스펙트럼의 최대 강도의 최대 절반 지점에서 설정된다.
첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는 저온, 일반적으로 77K에서 발광 스펙트럼의 시작(onset)으로부터 결정된다. 첫 번째 여기된 단일항 상태와 최저 삼중항 상태가 > 0.4 eV만큼 에너지적으로 분리된 호스트 화합물에 대하여, 인광은 일반적으로 2-Me-THF 내의 정상 상태(steady-state) 스펙트럼에서 보인다. 따라서 삼중항 에너지는 인광 스펙트럼의 시작으로 결정될 수 있다. TADF 에미터 분자의 경우, 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1의 에너지는 77 K에서 지연 발광 스펙트럼의 시작으로부터 결정되며, 달리 명시되지 않는 한 2 중량%의 에미터를 포함하는 PMMA 필름에서 측정된다. 호스트 및 에미터 화합물 모두에 대하여, 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1의 에너지는 발광 스펙트럼의 시작으로부터 결정된다(에미터: 2 중량%의 에미터 화합물을 포함하는 PMMA 필름에서 측정됨, 호스트: 니트(neat) 필름에서 측정됨).
발광 스펙트럼의 시작은 발광 스펙트럼에 대한 접선과 x축의 교차점을 계산하여 결정된다. 발광 스펙트럼에 대한 접선은 발광 밴드의 고에너지 측과 발광 스펙트럼의 최대 강도의 최대 절반 지점에서 설정된다.
본 발명의 추가적인 측면은 광전자 소자에서 발광 에미터(luminescent emitter) 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.
광전자 소자는 가시광선 또는 근자외선(UV) 범위, 즉 380 내지 800nm의 파장 범위에서 광을 방출하기에 적합한 유기 재료를 기반으로 하는 임의의 소자로서 가장 넓은 의미로 이해될 수 있다. 보다 바람직하게는, 광전자 소자는 가시광선 범위, 즉 400 내지 800nm의 광을 방출할 수 있다.
이러한 용도과 관련하여, 광전자 소자는 보다 구체적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
유기 발광소자(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).
발광 전기화학 전지는 3개의 층, 즉 캐소드, 애노드, 및 본 발명에 따른 유기 분자를 함유하는 활성층을 포함한다.
이러한 용도와 관련하여 바람직한 구현예에서, 광전자 소자는 유기 발광소자(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC), 및 발광 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택된 소자이다.
일 구현예에서, 유기 발광 소자의 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자를 포함한다.
일 구현예에서, 유기 발광 소자의 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) 특히, 에미터 및/또는 호스트 형태의 본 발명에 따른 유기 분자, 및
(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.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 조성물은 실온에서 10% 초과, 바람직하게는 20% 초과, 보다 바람직하게는 40% 초과, 보다 더 바람직하게는 60% 초과 또는 심지어 70% 초과의 광발광 양자 수율(PLQY)을 갖는다.
하나 이상의 추가적인 에미터를 포함하는 조성물
본 발명의 일 구현예는 하기를 포함하거나 이로 이루어진 조성물에 관한 것이다:
(i) 1-50 중량%, 바람직하게는 5-40 중량%, 특히 10-30 중량%의 본 발명에 따른 유기 분자;
(ii) 5-98 중량%, 바람직하게는 30-93.9 중량%, 특히 40-88 중량%의 하나의 호스트 화합물 H;
(iii) 1-30 중량%, 바람직하게는 1-20 중량%, 특히 1-5 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F; 및
(iv) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0.1-65 중량%, 특히 1-50 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 다른 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D; 및
(v) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%의 용매.
성분 또는 조성물은 성분 중량의 합이 100%가 되도록 선택된다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 조성물은 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 380 내지 800 nm의 파장 범위에서 발광 피크를 갖는다.
본 발명의 일 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 순수한 유기 에미터이다.
본 발명의 일 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 순수한 유기 TADF 에미터이다. 순수한 유기 TADF 에미터는 최신 기술, 예를 들어, Wong 및 Zysman-Colman ("Purely Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials for Organic Light-Emitting Diodes.", Adv. Mater. 2017 Jun;29(22))에 알려져 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 형광 에미터, 특히 청색, 녹색, 황색 또는 적색 형광 에미터이다.
본 발명의 일 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 형광 에미터, 특히 적색, 황색 또는 녹색 형광 에미터이다.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F를 함유하는 조성물은 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 380 내지 800nm의 파장 범위에서 발광 피크를 나타내며, 이때 실온에서 0.30 eV 미만, 특히 0.25 eV 미만, 바람직하게는 0.22 eV 미만, 보다 바람직하게는 0.19 eV 미만 또는 심지어 0.17 eV 미만의 반치폭(full width at half maximum) 값을 가지고, 반치폭의 하한값은 0.05 eV이다.
하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F가 녹색 형광 에미터인 조성물
본 발명의 추가적인 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 형광 에미터, 특히 녹색 형광 에미터이다.
일 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 하기 군으로부터 선택된 형광 에미터이다:
Figure pct00033
Figure pct00034
.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 조성물은 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 380 내지 800 nm, 특히 485 nm 내지 590 nm, 바람직하게는 505 nm 내지 565 nm, 보다 더 바람직하게는 515 nm 내지 545 nm의 파장 범위에서 발광 피크를 가진다.
하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F가 적색 형광 에미터인 조성물
본 발명의 추가적인 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 형광 에미터, 특히 적색 형광 에미터이다.
일 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 하기 군으로부터 선택된 형광 에미터이다:
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
.
본 발명의 추가적인 구현예에서, 조성물은 가시광선 또는 근자외선 범위, 즉 380 내지 800 nm, 특히 590 nm 내지 690 nm, 바람직하게는 610 nm 내지 665 nm, 보다 더 바람직하게는 620 nm 내지 640 nm의 파장 범위에서 발광 피크를 가진다.
발광층 EML
일 구현예에서, 본 발명의 유기 발광 소자의 발광층 EML은 하기를 포함하거나 이로 이루어진 조성물을 포함하거나 본질적으로(essentially) 이로 이루어진다:
(i) 1-50 중량%, 바람직하게는 5-40 중량%, 특히 10-30 중량%의 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자;
(ii) 5-99 중량%, 바람직하게는 30-94.9 중량%, 특히 40-89 중량%의 하나 이상의 호스트 화합물 H; 및
(iii) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0.1-65 중량%, 특히 1-50 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D; 및
(iv) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%의 용매; 및
(v) 선택적으로 0-30 중량%, 특히 0-20 중량%, 바람직하게는 0-5 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 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/전달되거나, 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 eV 내지 -6.5 eV 범위의 에너지 EHOMO(H)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)를 갖고, 본 발명에 따른 하나의 유기 분자 E는 에너지 EHOMO(E)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(E)를 갖고, 여기서 EHOMO(H) > EHOMO(E)이다.
추가적인 구현예에서, 호스트 화합물 H는 에너지 ELUMO(H)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(H)를 갖고, 본 발명에 따른 유기 분자 E는 에너지 ELUMO(E)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도LUMO(E)를 갖고, 여기서 ELUMO(H) > ELUMO(E)이다.
하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D를 포함하는 발광층 EML
일 구현예에서, 본 발명의 유기 발광 소자의 발광층 EML은 하기를 포함하거나 이로 이루어진 조성물을 포함하거나 본질적으로(essentially) 이로 이루어진다:
(i) 1-50 중량%, 바람직하게는 5-40 중량%, 특히 10-30 중량%의 본 발명에 따른 하나의 유기 분자;
(ii) 5-99 중량%, 바람직하게는 30-94.9 중량%, 특히 40-89 중량%의 하나의 호스트 화합물 H; 및
(iii) 0-94 중량%, 바람직하게는 0.1-65 중량%, 특히 1-50 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D; 및
(iv) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%의 용매; 및
(v) 선택적으로 0-30 중량%, 특히 0-20 중량%, 바람직하게는 0-5 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F.
본 발명에 따른 유기 발광 소자의 일 구현예에서, 호스트 화합물 H는 -5 eV 내지 -6.5 eV 범위의 에너지 EHOMO(H)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)를 갖고, 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D는 에너지 EHOMO(D)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(D)를 갖고, 여기서 EHOMO(H) > EHOMO(D)이다. EHOMO(H) > EHOMO(D) 관계는 효율적인 정공 수송에 유리하다.
추가적인 구현예에서, 호스트 화합물 H는 에너지 ELUMO(H)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(H)를 갖고, 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D는 에너지 ELUMO(D)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(D)를 갖고, 여기서 ELUMO(H) > ELUMO(D)이다. ELUMO(H) > ELUMO(D) 관계는 효율적인 전자 수송에 유리하다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자의 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 가지고, 하나 이상의 추가적인 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 갖고, 여기서
EHOMO(H) > EHOMO(D) 이고, 본 발명에 따른 유기 분자의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(E)의 에너지 준위(EHOMO(E))와 호스트 화합물 H의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)의 에너지 준위(EHOMO(H)) 간의 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1 eV이며; 및
ELUMO(H) > ELUMO(D) 이고, 본 발명에 따른 유기 분자의 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(E)의 에너지 준위(ELUMO(E))와 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D의 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(D)의 에너지 준위(ELUMO(D)) 간의 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1eV이다.
하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F를 포함하는 발광층 EML
추가적인 구현예에서, 발광층 EML은 하기를 포함하거나 이로 이루어진 조성물을 포함하거나 본질적으로(essentially) 이로 이루어진다:
(i) 1-50 중량%, 바람직하게는 5-40 중량%, 특히 10-30 중량%의 본 발명에 따른 하나의 유기 분자;
(ii) 5-98 중량%, 바람직하게는 30-93.9 중량%, 특히 40-88 중량%의 하나의 호스트 화합물 H;
(iii) 1-30 중량%, 특히 1-20 중량%, 바람직하게는 1-5 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F; 및
(iv) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0.1-65 중량%, 특히 1-50 중량%의 본 발명에 따른 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 하나 이상의 추가적인 호스트 화합물 D; 및
(v) 선택적으로 0-94 중량%, 바람직하게는 0-65 중량%, 특히 0-50 중량%의 용매.
추가적인 구현예에서, 발광층 EML은 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F가 녹색 형광 에미터인 조성물 에서 설명된 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F를 포함하는, 하나 이상의 추가적인 에미터를 포함하는 조성물에서 설명된 조성물을 포함하거나 본질적으로(essentially) 이로 이루어진다.
추가적인 구현예에서, 발광층 EML은 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F가 적색 형광 에미터인 조성물 에서 설명된 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F를 포함하는, 하나 이상의 추가적인 에미터를 포함하는 조성물에서 설명된 조성물을 포함하거나 본질적으로(essentially) 이로 이루어진다.
하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F를 포함하는 발광층 EML의 일 구현예에서, 에너지는 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E로부터 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F로 전달될 수 있고, 특히 에너지는 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(E)로부터 하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(F)로 전달될 수 있다.
일 구현예에서, 발광층의 하나의 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(H)의 에너지는 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(E)의 에너지보다 더 높다: S1(H) > S1(E). 하나의 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(H)의 에너지는 하나 이상의 에미터 분자 F의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(F)의 에너지보다 더 높다: S1(H) > S1(F).
일 구현예에서, 하나의 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(H)의 에너지는 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(E)의 에너지보다 더 높다: T1(H) > T1 (E). 하나의 호스트 화합물 H의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(H)의 에너지는 하나 이상의 에미터 분자 F의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(F)의 에너지보다 더 높다: T1(H) > T1(F).
일 구현예에서, 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(E)의 에너지는 하나 이상의 에미터 분자 F의 첫 번째 여기된 단일항 상태 S1(F)의 에너지보다 더 높다: S1(E) > S1(F).
일 구현예에서, 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(E)의 에너지는 하나 이상의 에미터 분자 F의 첫 번째 여기된 단일항 상태 T1(F)의 에너지보다 더 높다: T1(E) > T1(F).
일 구현예에서, 본 발명에 따른 하나 이상의 유기 분자 E의 첫 번째 여기된 삼중항 상태 T1(E)의 에너지는 하나 이상의 에미터 분자 F의 첫 번째 여기된 단일항 상태 T1(F)의 에너지보다 더 높다: T1(E) > T1(F). 여기서 T1(E)와 T1(F) 사이의 에너지 차이의 절대값은 0.3 eV보다 크고, 바람직하게는 0.4 eV보다 크거나, 심지어 0.5 eV보다 더 크다.
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,
본 발명에 따른 하나의 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,
하나 이상의 추가적인 에미터 분자 F는 에너지 EHOMO(F)를 갖는 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(F) 및 에너지 ELUMO(F)를 갖는 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(E)를 가지며,
여기서
EHOMO(H) > EHOMO(E) 이고, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(F)의 에너지 준위(EHOMO(F)) 와 호스트 화합물 H의 최고준위 점유 분자 궤도 HOMO(H)의 에너지 준위(EHOMO(H)) 간의 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 -0.1 eV이고; 및
ELUMO(H) > ELUMO(E) 이고, 하나 이상의 추가적인 에미터 분자의 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(F)의 에너지 준위(ELUMO(F))와 본 발명에 따른 하나의 유기 분자의 최저준위 비점유 분자 궤도 LUMO(E)의 에너지 준위(ELUMO(E)) 간의 차이는 -0.5 eV 내지 0.5 eV, 보다 바람직하게는 -0.3 eV 내지 0.3 eV, 보다 더 바람직하게는 -0.2 eV 내지 0.2 eV 또는 심지어 -0.1 eV 내지 0.1 eV이다.
광전자 소자
추가의 측면에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 유기 분자 또는 조성물을 포함하는 광전자 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유기 발광 소자(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 소자의 형태에 관한 것이다.
추가적인 구현예에서, 광전자 소자는 유기 발광 소자(OLED), 발광 전기화학 전지(LEC), 및 발광 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 소자이다.
본 발명에 따른 광전자 소자의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 발광층 EML에서 발광 물질로서 사용된다.
본 발명에 따른 광전자 소자의 일 구현예에서, 발광층 EML은 본 명세서에 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 차단저지층, EBL
6. 발광층, EML
7. 정공 저지층, HBL
8. 전자 수송층, ETL
9. 전자 주입층, EIL
10. 캐소드층,
여기서 OLED는 각각의 층을 단지 선택적으로만 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 하기 역전된 층(inverted layer) 구조를 갖는 OLED이다:
1. 기판
2. 캐소드층
3. 전자 주입층, 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 역전된 층 구조를 갖는 OLED는 각각의 층을 단지 선택적으로만 포함하고, 상이한 층들은 병합될 수 있고 OLED는 상기 정의된 각 층 유형 중 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광전자 소자는 적층 구조를 나타낼 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 선택적으로 전하 생성층(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 발광층을 포함하는 OLED이다. 특히, 이러한 소위 탠덤 OLED는 3개의 발광층을 포함하며, 여기서 하나의 발광층은 적색광을 방출하고, 하나의 발광층은 녹색광을 방출하고, 하나의 발광층은 청색광을 방출하며, 선택적으로 개별적인 발광층들 사이에 전하 생성층, 전하 저지층 또는 전하 수송층과 같은 추가층을 포함할 수 있다. 추가적인 구현예에서, 발광층들이 인접하게 적층된다. 추가적인 구현예에서, 탠덤 OLED는 각각의 2개의 발광층 사이에 전하 생성층을 포함한다. 또한, 인접한 발광층들 또는 전하 생성층에 의해 분리된 발광층들이 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.
바람직하게는, 애노드 층 A는 (본질적으로) 인듐 주석 산화물(ITO)(예를 들어, (InO3)0.9(SnO2)0.1)로 구성된다. 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'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-페닐-N4,N4-디-m-톨릴벤젠-1,4-디아민), NPB(N,N'-니스-(1-나프탈레닐)-N,N'-비스-페닐-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민), NPNPB(N,N'-디페닐-N,N'-디-[4-(N,N-디페닐-아미노)페닐]벤지딘), MeO-TPD(N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤지딘), HAT-CN(1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카르보니트릴) 및/또는 스피로-NPD(N,N'-디페닐-N,N'-비스-(1-나프틸)-9,9'-스피로비플루오렌-2,7-디아민)을 포함할 수 있다.
애노드 층 A 또는 정공 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 T1를 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. 예를 들어, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 구리-펜타플루오로벤조에이트(Cu(I)pFBz) 또는 전이 금속 착체가 유기 도펀트로서 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 분자를 포함한다. 일반적으로 EML은 하나 이상의 호스트 물질을 추가로 포함한다. 예를 들어, 호스트 물질은 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 물질은 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 구현예에서, 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)은 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, 캐소드 층 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 화합물을 포함할 수 있다.
발광층(EML)의 발광 스펙트럼 및/또는 흡수 스펙트럼을 추가로 조정하기 위해, 발광층(EML)은 하나 이상의 추가적인 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 분자의 구조와 상이한 구조를 갖는 분자이다. 에미터 분자 F는 선택적으로 TADF 에미터일 수 있다. 대안적으로, 에미터 분자 F는 선택적으로 발광층 EML의 발광 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 (심)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, 발광 및/또는 흡수된 광의 색상 지정은 다음과 같다:
보라색: >380-420 nm의 파장 범위;
심청색: >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 발광을 나타낸다. 따라서, 예를 들어 심청색 에미터는 >420~480nm 범위에서 최대 발광을 갖고, 하늘색 에미터는 >480~500nm 범위에서 최대 발광을 가지며, 녹색 에미터는 >500~560nm 범위에서 최대 발광을 갖고, 적색 에미터는 >620~800nm 범위에서 최대 발광을 갖는다.
본 발명의 추가적인 구현예는 ITU-R Recommendation BT.2020(Rec. 2020)에 정의되어 있는 바와 같은 원색의 녹색(CIEx = 0.170 및 CIEy = 0.797)의 색좌표 CIEx(= 0.170) 및 CIEy(= 0.797)에 가까운 색좌표 CIEx 및 CIEy를 갖는 광을 방출하는 OLED에 관한 것으로, 이는 초고해상도(UHD) 디스플레이, 예를 들어 UHD-TV에 사용하기에 적합하다. 이 문맥에서 "가까운"이라는 용어는 이 단락의 끝에 제공된 CIEx 및 CIEy 좌표의 범위를 나타낸다. 상업적 응용에서, 전형적으로 상부 발광 소자(상부 전극이 투명함)가 사용되는 반면, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 테스트 소자는 하부 발광 소자(하부 전극 및 기판이 투명함)를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 추가의 측면은 0.15와 0.45 사이, 바람직하게는 0.15와 0.35 사이, 보다 바람직하게는 0.15와 0.30 사이 또는 보다 더 바람직하게는 0.15와 0.25 사이 또는 심지어 0.15와 0.20 사이의 CIEx 색좌표 및/또는, 0.60과 0.92 사이, 바람직하게는 0.65와 0.90 사이, 보다 바람직하게는 0.70과 0.88 사이, 보다 더 바람직하게는 0.75와 0.86 사이 또는 심지어 0.79와 0.84사이의 CIEy 색좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 구현예는 ITU-R Recommendation BT.2020(Rec. 2020)에 정의되어 있는 바와 같은 원색의 적색(CIEx = 0.708 및 CIEy = 0.292)의 색좌표 CIEx(= 0.708) 및 CIEy(= 0.292)에 가까운 색좌표 CIEx 및 CIEy를 갖는 광을 방출하는 OLED에 관한 것으로, 이는 초고해상도(UHD) 디스플레이, 예를 들어 UHD-TV에 사용하기에 적합하다. 이 문맥에서 "가까운"이라는 용어는 이 단락의 끝에 제공된 CIEx 및 CIEy 좌표의 범위를 나타낸다. 상업적 응용에서, 전형적으로 상부 발광 소자(상부 전극이 투명함)가 사용되는 반면, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 테스트 소자는 하부 발광 소자(하부 전극 및 기판이 투명함)를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 추가적인 측면은 i) 0.60와 0.88 사이, 바람직하게는 0.61와 0.83 사이, 보다 바람직하게는 0.63와 0.78 사이, 보다 더 바람직하게는 0.66와 0.76 사이, 또는 심지어 0.68와 0.73 사이의 CIEx 색좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이고/이거나, ii) 0.25과 0.70 사이, 바람직하게는 0.26과 0.55 사이, 보다 바람직하게는 0.27과 0.45 사이, 보다 더 바람직하게는 0.28와 0.40 사이 또는 심지어 0.29와 0.35 사이의 CIEy 색 좌표를 나타내는 OLED에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 추가적인 측면은 14500cd/m2에서 10% 초과, 보다 바람직하게는 13% 초과, 보다 바람직하게는 15% 초과, 더욱 더 바람직하게는 17% 초과 또는 심지어 20% 초과의 외부 양자 효율을 나타내고/나타내거나, 495 nm 내지 580 nm, 바람직하게는 500 nm 내지 560 nm, 보다 바람직하게는 510 nm 내지 550 nm, 훨씬 더 바람직하게는 515 nm 내지 540 nm에서 최대 발광을 나타내고/나타내거나, 14500cd/m2에서 100h 초과, 바람직하게는 250h 초과, 보다 바람직하게는 500h 초과, 훨씬 더 바람직하게는 750h 초과 또는 심지어 1000h 초과의 LT97 값을 나타내는 OLED에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광전자 소자, 특히 OLED는 임의의 기상 증착 및/또는 액체 처리 수단에 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
일반적인 합성 방식은 RI, RIV, RVI 및 RVIII가 모두 수소이고 Z가 직접 결합인 본 발명에 따른 유기 분자에 대한 합성 방식을 제공한다:
Figure pct00039
Figure pct00040
합성을 위한 일반적인 절차:
N2 분위기에서 2구 플라스크에 4-브로모-1-클로로-3,5-디플루오로벤젠[883546-16-5] (1.00 당량), 카바졸 유도체 E1 (2.00 당량), 및 제삼인산칼륨(Potassium phosphate tribasic)[7778-53-2] (4.00 당량)을 채운다. 건조 DMSO를 첨가하고 생성된 현탁액을 10분 동안 탈기시킨다. 그 후, 혼합물을 100°C에서 밤새 가열한다. 실온(rt)으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 얼음/물에 부었다. 침전물을 여과하고 물과 에탄올로 세척한 다음 고진공 하에 건조시켰다. 얻어진 미정제 생성물(crude product)을 MPLC 또는 재결정으로 정제하여 상응하는 생성물 P1을 고체로서 수득한다.
2구 플라스크를 진공 하에 화염 건조시키고, 진공 하에 실온으로 냉각시키고, N2로 다시 채우고, 이어서 아릴 클로라이드 P1 (1.00 당량)으로 충전한다. 0 °C에서 펜탄 내의 tert-부틸리튬의 1.7 M 용액[594-19-4] (2.00 당량)을 주사기로 첨가하고, 생성된 혼합물을 리튬화가 완료될 때까지 50℃에서 교반한다(DMF로 종료(quenching)하고 후속 TLC에 의하여 모니터링함). 50°C에서 2-이소프로폭시-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란[61676-62-8] (2.00당량)을 주사기로 첨가하고 반응이 완료될 때까지 혼합물을 50℃에서 교반한다(DMF로 종료(quenching)하고 후속 TLC에 의하여 모니터링함). 물 및 에틸 아세테이트를 첨가하고, 상을 분리하고, 유기층을 MgSO4로 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 얻어진 미정제 생성물을 재결정화 또는 MPLC에 의해 정제하여 상응하는 보론산 에스테르 P2를 고체로서 수득한다.
N2 분위기에서 2구 플라스크에 보론산 에스테르 P2 (1.00당량)를 채운다. 건조 클로로벤젠을 첨가한 다음 염화알루미늄[7446-70-0] (10.0 당량) 및 N,N-디이소프로필에틸아민(DIPEA) [7087-68-5] (15.0 당량)을 첨가한다. 생성된 혼합물을 반응이 완료될 때까지 120℃에서 가열한다(TLC로 모니터링함). 실온으로 냉각한 후, 반응을 물로 조심스럽게 종료한다. 이어서, 디클로로메탄을 첨가하고, 상을 분리하고, 수성층(aqueous layer)을 디클로로메탄으로 추출한다. 합쳐진 유기층을 MgSO4상에서 건조시키고, 여과하고, 농축한다. 잔류물을 재결정화 또는 MPLC로 정제하여 원하는 물질 P3을 고체로 생성한다.
N2 분위기에서 2구 플라스크에 P3 (1.00 당량), 비스(피나콜라토)디보론 [73183-34-3] (1.20 당량), Pd2(dba)3 [51364-51-3] (0.06 당량), S-Phos [657408-07-6] (0.12 당량) 및 칼륨 아세테이트[127-08-2] (3.00 당량)을 채운다. 건조 톨루엔(10 mL/mmol의 P3)을 첨가하고 생성된 혼합물을 10분 동안 탈기시킨다. 그 후, 혼합물을 100°C에서 밤새 가열한다. 실온(rt)으로 냉각한 후, 디클로로메탄 및 물을 첨가하고, 상을 분리하고, 수성 층을 디클로로메탄으로 추출하고, 합쳐진 유기층을 MgSO4상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시킨다. 얻어진 미정제 생성물을 MPLC 또는 재결정으로 정제하여 상응하는 생성물 P4를 고체로서 수득한다.
N2 분위기에서 2구 플라스크에 P4 (1.00 당량), 헤테로아릴 클로라이드 E2, E3 또는 E4 (1.2 당량), Pd[dppf]Cl2 [72287-26-4] (0.05 당량) 및 칼륨 아세테이트[127-08-2] (3.00 당량)을 채운다. 10:1 디옥산:물 혼합물(22 mL/mmol의 P4)을 첨가하고 생성된 혼합물을 10분 동안 탈기시킨다. 그 후, 혼합물을 100°C에서 밤새 가열한다. 실온(rt)으로 냉각시킨 후, 혼합물을 물에 부었다. 분쇄된 고체를 여과하고 에탄올로 헹구었다. 얻어진 미정제 생성물을 MPLC 또는 재결정으로 정제하여 상응하는 생성물 M1, M2 또는 M3을 고체로서 수득한다.
순환 전압전류법
순환 전압전류도는 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 10 mg/ml이고, 적절한 용매에 용해된 것이다.
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 발광 분광법은 150W의 Xenon-Arc 램프, 여기 및 발광 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 발광 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 발광은 nm로, 양자 수율 Φ은 %로, CIE 좌표는 x, y 값으로 표시된다. PLQY는 다음 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 pct00041
여기서
Figure pct00042
는 광자의 수를 나타내고, Int는 강도를 나타낸다.
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 하기 표 1에 나타난 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
하기 표 2에 나타난 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 μL를 측정을 위해 취한다.
프로브의 이온화는 양성(APCI +) 또는 음성(APCI -) 이온화 모드에서 대기압 화학적 이온화(APCI) 소스를 사용하여 수행된다.
광전자 소자의 제조 및 특징화
본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는 OLED 장치와 같은 광전자 소자는 진공 증착 방법을 통해 제조될 수 있다. 층이 하나 이상의 화합물을 포함하는 경우 하나 이상의 화합물의 중량 백분율은 %로 표시된다. 총 중량 백분율 값은 100%가 되므로, 값이 지정되지 않은 화합물의 분율은 지정된 값들과 100% 간의 차이와 같다.
완전히 최적화되지 않은 OLED가 표준 방법을 사용하여, 전계발광 스펙트럼 및 광다이오드에 의해 검출된 광을 사용하여 계산된, 세기 및 전류에 의존하는 외부 양자 효율(%)을 측정하여 특징지어진다. 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 pct00043
여기서 L0는 인가된 전류 밀도에서의 초기 휘도를 나타낸다.
값들은 여러 픽셀(일반적으로 2~8개)의 평균에 해당하며, 이러한 픽셀 간의 표준 편차가 제공된다.
실시예 1
Figure pct00044
실시예 1은 반응물 E1 및 E2로서 각각 3,6-디-tert-부틸-카바졸 및 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘을 사용하는 일반적인 합성 방식에 따라 합성하였다.
본 발명의 유기 분자의 추가 예
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
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Figure pct00065
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Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
Figure pct00074
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

Claims (15)

  1. 하기 화학식 I의 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00091

    화학식 I
    여기서
    RA는 하기 화학식 II, III 또는 IV의 구조를 포함하는 어셉터 부분이고:
    Figure pct00092

    화학식 II 화학식 III 화학식 IV
    화학식 II, III 또는 IV는 점선으로 표시된 위치를 통해 화학식 I의 구조에 결합되고;
    Q는 각각의 경우에 N 및 CR3으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    Z는 각각의 경우에 직접 결합, CR4R5, C=CR4R5, C=O, C=NR4, NR4, O, SiR4R5, S, S(O) 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    R1, R2, 및 R3은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; Me; iPr; tBu; CN; CF3; SiMe3; SiPh3; 및
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, CN, CF3 또는 Ph로 치환되는 C6-C18-아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII는 각각의 경우에 독립적으로
    수소;
    중수소;
    N(R6)2;
    OR6;
    SR6;
    Si(R6)3;
    B(OR6)2;
    OSO2R6;
    CF3;
    CN;
    할로겐;
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C1-C40-알킬기,
    여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C1-C40-알콕시기,
    여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C1-C40-티오알콕시기,
    여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C2-C40-알케닐기,
    여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C2-C40-알키닐기,
    여기서 하나 이상의 비인접 CH2-기는 선택적으로 R6C=CR6, C≡C, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, P(=O)(R6), SO, SO2, NR6, O, S 또는 CONR6에 의하여 치환되고;
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C6-C60-아릴기; 및
    선택적으로 하나 이상의 치환기 R6으로 치환되는 C3-C57-헤테로아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    여기서 치환기 RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII는 서로 독립적으로 선택적으로 하나 이상의 인접한 치환기 RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 또는 RVIII와 함께 단환(monocyclic) 또는 다환(polycyclic), 지방족(aliphatic), 방향족(aromatic) 및/또는 벤젠-축합환(benzo-fused ring system)을 형성하고,
    R4, R5, 및 R6은 각각의 경우에 독립적으로 수소; 중수소; OPh; SPh; CF3; CN; F; Si(C1-C5-알킬기)3, Si(Ph)3;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C1-C5-알킬기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C1-C5-알콕시기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C1-C5-티오알콕시기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C2-C5-알케닐기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 중수소, CN, CF3 또는 F로 치환되는 C2-C5-알키닐기;
    선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬기로 치환되는 C6-C18-아릴기;
    선택적으로 하나 이상의 C1-C5-알킬기로 치환되는 C3-C17-헤테로아릴기;
    N(C6-C18-아릴기)2;
    N(C3-C17-헤테로아릴기)2; 및
    N(C3-C17-헤테로아릴기)(C6-C18-아릴기);로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기 분자가 하기 화학식 Ia의 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00093

    화학식 Ia.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, RA가 화학식 IIa, IIb, IIc, IIIa 및 IVa 중 하나로 표시되는 부분인 유기 분자:
    Figure pct00094

    화학식 IIa 화학식 IIb 화학식 IIc 화학식 IIIa 화학식 IVa
    화학식 IIa, IIb, IIc, IIIa 또는 IVa는 점선으로 표시된 위치를 통해 화학식 I 또는 Ia의 구조에 결합된다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 분자가 하기 화학식 Ib 또는 Ic의 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00095
    Figure pct00096

    화학식 Ib 화학식 Ic.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 분자가 화학식 Ib-1, Ib-2 또는 Ib-3의 구조를 포함하는 유기 분자:
    Figure pct00097

    화학식 Ib-1 화학식 Ib-2 화학식 Ib-3.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII은 각각의 경우에 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소로 치환되는 C1-C5-알킬기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C6-C18-아릴기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환될 수 있는 C3-C15-헤테로아릴기;
    및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된 유기 분자.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    RI, RII, RIII, RIV, RVI, RVII 및 RVIII은 각각의 경우에 독립적으로,
    수소; 중수소; 할로겐; Me; iPr; tBu; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
    선택적으로 Me, iPr, tBu, CN, CF3 및 Ph로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 치환되는 Ph;
    및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된 유기 분자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    R4, R5, 및 R6은 각각의 경우에 독립적으로,
    수소; 중수소; 할로겐; CN; CF3; SiMe3; SiPh3;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 중수소로 치환되는 C1-C5-알킬기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C6-C18-아릴기;
    선택적으로 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로 C1-C5-알킬기, C6-C18-아릴기, C3-C17-헤테로아릴기, CN 또는 CF3로 치환되는 C3-C15-헤테로아릴기;
    및 N(Ph)2;로 이루어진 군으로부터 선택된 유기 분자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자의 광전자 소자에서 발광 에미터로서의 용도.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광전자 소자는
    유기 발광 소자(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED 센서, 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 하향 변환 소자로 이루어진 군으로부터 선택되는, 용도.
  11. (a) 특히, 에미터 및/또는 호스트 형태의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자,
    (b) 상기 유기 분자와 상이한 에미터 및/또는 호스트 물질, 및
    (c) 선택적으로, 염료 및/또는 용매를 포함하는 조성물.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제11항에 따른 조성물을 포함하는 광전자 소자.
  13. 제12항에 있어서, 유기 발광 소자(OLED), 발광 전기화학 전지, OLED-센서, 유기 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 레이저 및 하향 변환 소자로 이루어진 군으로부터 선택되는 소자의 형태인 광전자 소자.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    - 기판,
    - 애노드, 및
    - 캐소드, 여기서 상기 애노드 또는 상기 캐소드는 상기 기판 상에 배치되고,
    - 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되고, 상기 유기 분자 또는 상기 조성물을 포함하는 발광층을 포함하는 광전자 소자.
  15. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자 또는 제11항에 따른 조성물이 사용되며, 특히 진공 증착법에 의해 상기 유기 분자를 처리하거나 또는 용액으로 상기 유기 분자를 처리하는 단계를 포함하는, 광전자 소자의 제조 방법.
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