KR20240027621A - 유기 전자 장치에 사용하기 위한 화학식 (i)의 유기 화합물, 화학식 (i)의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치 및 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

유기 전자 장치에 사용하기 위한 화학식 (i)의 유기 화합물, 화학식 (i)의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치 및 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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막스 피터 뉠렌
벤자민 셜츠
제이콥 자체크 우다르치크
페터 로바식
알렉산드라 람프레히트
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노발레드 게엠베하
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Abstract

본 발명은 화학식 (I)의 변형된 화합물 및 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반도체층을 포함하는 유기 전자 장치에 관한 것이다.

Description

유기 전자 장치에 사용하기 위한 화학식 (I)의 유기 화합물, 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치 및 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치
본 발명은 유기 전자 장치에 사용하기 위한 화학식 (I)의 유기 화합물, 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치 및 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기 전자 장치, 예컨대 유기 발광 다이오드 OLED는 자발광 장치(self-emitting device)로서, 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답, 높은 밝기(brightness), 우수한 동작 전압(operating voltage) 특성 및 색 재현성을 가진다. 일반적인 OLED는 기판 상에 순차적으로 적층된 애노드, 정공 수송층 HTL, 방출층 EML, 전자 수송층 ETL 및 캐소드를 포함한다. 이와 관련하여, HTL, EML 및 ETL은 유기 화합물로 형성된 박막이다.
애노드 및 캐소드에 전압이 인가되면, 애노드로부터 주입되는 정공이 HTL을 통해 EML로 이동하고 캐소드로부터 주입되는 전자는 ETL을 거쳐 EML로 이동한다. 정공과 전자는 EML에서 재결합하여 엑시톤을 생성한다. 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 떨어질 때, 빛이 방출된다. 상술한 구조를 갖는 OLED가 우수한 효율 및/또는 긴 수명을 갖기 위해서는, 정공 및 전자의 주입 및 흐름이 균형을 이루어야 한다.
OLED의 생산 과정에서, 여러 승화 및 열 분해 단계가 이용된다. 이를 위해, 사용되는 화합물은 유기 전자 장치의 제조 동안 도구 오염을 피하기 위해 가열 동안 낮은 열 손실을 나타내는 것이 특히 중요하다.
이러한 물질 및/또는 이의 생산 방법을 제공하는 필요성이 남아 있다.
본 발명의 일 양태는 화학식 (I)의 유기 화합물을 제공하며:
상기 화학식에서, A1, A2 및 A3은 화학식 (II), (III), (IV)로 각각 표시되며:
및
이로써, Ar1, Ar2 및 Ar3은 치환된 또는 비치환된 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C24 아릴, 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 또는 C2 내지 C24 헤테로아릴로부터 독립적으로 선택되고, Ar1, Ar2 및 Ar3 상의 치환기는 전자-끄는 기(electron-withdrawing group), NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬 및 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C12 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시 또는 D로부터 독립적으로 선택되며;
R', R" 및 R'''는 치환된 또는 비치환된 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴, 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C18 헤테로아릴, 전자-끄는 기, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, 할로겐, F, CN, 및 NO2로부터 독립적으로 선택되고;
화학식 (II) 내지 (IV)에서, 각각의 Ar1, Ar2 및 Ar3은 상응하는 R', R" 및 R'''와 함께, 치환된 또는 비치환된 카르보사이클 또는 바람직하게는 치환된 또는 비치환된 헤테로사이클을 형성할 수 있고, 치환기는 전자-끄는 기, F, CN, 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C18 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 카르보사이클렌, 치환된 또는 비치환된 카르보사이클리덴, 치환된 또는 비치환된 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 알킬리덴일 수 있으며;
화학식　(I)의 화합물은 10 K/분에서 가열 동안 DSC에 의해 측정 시 유리 전이 온도를 나타내지 않는다.
본 발명의 상이한 양태는 화학식 (I)의 유기 화합물을 제공하며, 이로써 상기 화합물은 ≥ 10분 동안 ≥ 150℃로 가열되었다.
하기에서, 용어 "본 발명의 화합물" 또는 - 자명할 때 - 단순히 "화합물"로 약칭되는 화합물은
a) 10 K/분에서 가열 동안 DSC에 의해 측정 시 유리 전이 온도를 나타내지 않는 화학식 (I)의 화합물; 또는
b) 전술된 바와 같이 가열된 화학식 (I)의 화합물
을 지칭해야 한다.
본 출원 및 청구범위 전반에 걸쳐 임의의 An, Rn 등은 달리 명시되지 않는 한 항상 동일한 모이어티를 지칭함을 알아야 한다.
본 명세서에서, 정의가 달리 제공되지 않는 경우, "부분적으로 플루오르화된"은 수소 원자 중 일부만 불소 원자에 의해 대체된 C1 내지 C8 알킬기를 지칭한다.
본 명세서에서, 정의가 달리 제공되지 않는 경우, "과플루오르화된"은 모든 수소 원자가 불소 원자에 의해 대체된 C1 내지 C8 알킬기를 지칭한다.
본 명세서에서, 정의가 달리 제공되지 않는 한, "치환된"은 중수소, C1 내지 C12 알킬 및 C1 내지 C12 알콕시로 치환된 것을 지칭한다.
그러나, 본 명세서에서 "아릴 치환된"은 하나 이상의 아릴기에 의한 치환을 지칭하며, 이는 그 자체가 하나 이상의 아릴기 및/또는 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
상응하게는, 본 명세서에서 "헤테로아릴 치환된"은 하나 이상의 헤테로아릴기에 의한 치환을 지칭하며, 이는 그 자체가 하나 이상의 아릴기 및/또는 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
본 명세서에서, 정의가 달리 제공되지 않을 때, "알킬기"는 포화된 지방족 하이드로카르빌기를 지칭한다. 알킬기는 C1 내지 C12 알킬기일 수 있다. 더 구체적으로, 알킬기는 C1 내지 C10 알킬기, C1 내지 C8 알킬기, C1 내지 C6 알킬기 또는 C1 내지 C4 알킬기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬 사슬에 1 내지 4개의 탄소를 포함하고, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, 및 tert-부틸로부터 선택될 수 있다.
알킬기의 구체적인 예는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기일 수 있다.
용어 "사이클로알킬"은 상응하는 사이클로알칸에 포함된 고리 원자로부터 하나의 수소 원자를 형식적으로 차감함으로써 사이클로알칸으로부터 유래되는 포화된 하이드로카르빌기를 지칭한다. 사이클로알킬기의 예는 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 메틸사이클로헥실기, 아다만틸기 등일 수 있다.
용어 "헤테로"는, 공유 결합된 탄소 원자에 의해 형성될 수 있는 구조에서 적어도 하나의 탄소 원자가 또 다른 다가 원자에 의해 대체되는 방식으로 이해된다. 바람직하게는, 헤테로원자는 B, Si, N, P, O, S; 더 바람직하게는 N, P, O, S로부터 선택된다.
본 명세서에서, "아릴기"는 상응하는 방향족 탄화수소 내 방향족 고리로부터 하나의 수소 원자를 형식적으로 차감함으로써 형성될 수 있는 하이드로카르빌기를 지칭한다. 방향족 탄화수소는 적어도 하나의 방향족 고리 또는 방향족 고리 시스템을 함유하는 탄화수소를 지칭한다. 방향족 고리 또는 방향족 고리 시스템은 공유 결합된 탄소 원자의 평면형 고리 또는 고리 시스템을 지칭하며, 상기 평면형 고리 또는 고리 시스템은 휘켈 규칙을 만족시키는 비편재화된 전자의 접합된 시스템을 포함한다. 아릴기의 예는 페닐 또는 톨릴과 같은 단환식 기, 비페닐과 같이 단일 결합에 의해 연결된 더 많은 방향족 고리를 포함하는 다환식 기, 및 나프틸 또는 플루오렌-2-일과 같이 융합된 고리를 포함하는 다환식 기를 포함한다.
유사하게는, 헤테로아릴이란 특히 적합하다면, 적어도 하나의 헤테로환식 방향족 고리를 포함하는 화합물에서 이러한 고리로부터 하나의 고리 수소를 형식적으로 차감함으로써 유래되는 기인 것으로 이해된다.
헤테로사이클로알킬이란 특히 적합하다면, 적어도 하나의 포화된 사이클로알킬 고리를 포함하는 화합물에서 이러한 고리로부터 하나의 고리 수소를 형식적으로 차감함으로써 유래되는 기인 것으로 이해된다.
용어 "융합된 아릴 고리" 또는 "축합된 아릴 고리"는, 2개의 아릴 고리가 적어도 2개의 공통적인 sp2-혼성화된 탄소 원자를 공유할 때 융합되거나 축합되는 것으로 간주되는 방식으로 이해된다.
용어 "NO2"는 -NO2, 즉, 이의 질소 모이어티에 의해 결합되는 NO2를 나타낸다.
용어 "염"은 화학식 (I)의 라디칼 음이온의 금속, 암모늄, 또는 라디칼 양이온 염, 바람직하게는 라디칼 양이온 염을 지칭한다.
용어 "전자-끄는 기"는 분자의 인접한 부분으로부터 전자를 멀리 끌어당길 수 있는 분자 내 화학기를 지칭한다. 전자-끄는 기가 이의 효과를 발휘할 수 있는 거리, 즉, 전자-끌기 효과가 걸쳐지는(span) 결합의 수는 방향족 시스템과 같은 접합된 pi-전자 시스템에 의해 연장된다. 전자-끄는 기의 예는 NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬 및 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C12 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시를 포함한다.
본 명세서에서, 단일 결합은 직접 결합을 지칭한다.
용어 "~이 없는", "함유하지 않는다", "포함하지 않는다"는, 증착 전에 화합물에 존재할 수 있는 불순물을 배제하지 않는다. 불순물은 본 발명에 의해 달성되는 목적에 관하여 기술적 효과를 갖지 않는다.
용어 "개재되어 접촉해 있는"은, 중간에 있는 층이 2개의 인접한 층과 직접 접촉하고 있는 3개의 층의 배열을 지칭한다.
용어 "흡광층(light-absorbing layer)" 및 "광흡수층"은 동의적으로 사용된다.
용어 "발광성 층", "발광층" 및 "방출층"은 동의적으로 사용된다.
용어 "OLED", "유기 발광 다이오드" 및 "유기 발광 장치"는 동의적으로 사용된다.
용어 "애노드", "애노드층" 및 "애노드 전극"은 동의적으로 사용된다.
용어 "캐소드", "캐소드층" 및 "캐소드 전극"은 동의적으로 사용된다.
명세서에서, 정공 특징은 전기장이 적용될 때 정공을 형성하기 위해 전자를 제공하는 능력을 지칭하고, 애노드에서 형성된 정공은 방출층 내로 쉽게 주입되고 최고준위 점유 분자 오비탈(HOMO) 수준에 따라 전도성 특징으로 인해 방출층에서 수송될 수 있다.
이에 더하여, 전자 특징은 전기장이 적용될 때 전자를 수용하는 능력을 지칭하고, 캐소드에서 형성된 전자는 방출층 내로 쉽게 주입되고 최저준위 비점유 분자 오비탈(LUMO) 수준에 따라 전도성 특징으로 인해 방출층에서 수송될 수 있다.
용어 "유리 전이"는 특히 경질 및 상대적으로 취성(brittle) "유리질" 상태로부터 온도가 상승됨에 따라 점성 또는 고무질(rubbery) 상태로의 비정질 물질(또는 반결정질 물질 내 비정질 영역)에서의 점차적이고 가역적인 전이(transition)를 의미한다. 후속적으로, "유리 전이 온도"는 특히 이러한 유리 전이가 발생하는 온도 및/또는 온도 범위를 의미하며 그리고/또는 포함한다.
유리한 효과
놀랍게도, 본 발명의 화합물은 가열 동안 더 낮은 열 손실을 나타내며, 따라서 이들 화합물을 사용하는 OLED 및 다른 장치의 생산 동안 원치 않는 오염이 감소될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 따르면, 화합물은 ≥ 10분 동안 ≥ 150℃로 가열되었다. 이러한 가열은 본 출원의 맥락에서 "열 어닐링"으로 지칭될 것이며, 이것이 발생하는 온도는 "어닐링 온도"로 지칭될 것이다.
"열 어닐링"은 특히 화합물이 예를 들어 승화 등에 의해 합성 및/또는 정제된 후 발생함이 주지되어야 한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, "열 어닐링"은 순수한 화합물로부터 출발하는 부가적인 처리 단계이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥ 155℃, 바람직하게는 ≥ 160℃, 더 바람직하게는 ≥ 165℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥ 170℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥ 175℃, 가장 바람직하게는 ≥ 180℃로 가열되었다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≤ 300, 더 바람직하게는 ≤ 250 가장 바람직하게는 ≤ 220℃로 가열되었다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥Tm-60 K 내지 ≤ Tm-10 K의 온도 범위에서 가열되었으며, 상기 Tm은 화합물의 용융 온도이다. 화합물이 반결정질인 경우 이것이 특히 바람직하다는 것은 본 발명 내에서 많은 적용에서 발견되었다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥Tm-50 K 내지 ≤ Tm-15 K의 온도 범위에서 가열되었다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥Tm-40 K 내지 ≤ Tm-20 K의 온도 범위에서 가열되었다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥Taub -60 K 내지 ≤ Tsub -10 K의 온도 범위에서 가열되었으며, 상기 Tsub는 화합물의 승화 온도이다. 이는 화합물이 비정질이며 그리고/또는 단지 작은 결정화도를 나타낼 때 그리고/또는 화합물이 어떠한 정의된 용융 온도도 갖지 않을 때 특히 바람직하다는 것이 본 발명 내에서 많은 적용에 대해 발견되었다.
본 발명의 맥락에서 승화 온도는 특히 하기 방법을 사용하여 측정되었을 때의 온도를 의미하며 그리고/또는 포함한다:
승화 온도
글러브박스 내 질소 하에, 0.5 내지 5 g의 화합물을 승화 장치의 증발원 내로 로딩한다. 승화 장치는 직경이 3.5 cm인 유리 튜브 내부에 배치된 직경이 3 cm인 전구(bulb)로 구성된 내부 유리 튜브로 구성된다. 승화 장치는 튜브 오븐(Creaphys DSU 05/2.1) 내부에 배치된다. 승화 장치는 멤브레인 펌프(Pfeiffer Vacuum MVP 055-3C) 및 터보 펌프(Pfeiffer Vacuum THM071 YP)를 통해 배기된다. 압력은 압력 게이지(Pfeiffer Vacuum PKR 251)를 사용하여 승화 장치와 터보 펌프 사이에서 측정된다. 압력이 10-5 mbar로 감소되면, 화합물이 승화 장치의 수합 구역에 증착되기 시작할 때까지 온도가 10 내지 30 K의 증분(increment)으로 증가된다. 공급원의 화합물이 30분 내지 1시간에 걸쳐 눈에 띄게 고갈되고 상당한 양의 화합물이 수합 구역에 축적되는 승화 속도에 도달할 때까지 온도는 10 내지 30 K의 증분으로 추가로 증가된다. Tsubl이라고도 불리는 승화 온도는 화합물이 수합 구역에 눈에 보이는 속도로 증착되는 승화 장치 내부 온도이고, 섭씨 온도로 측정된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥Taub -50 K 내지 ≤ Tsub -15 K, 가장 바람직하게는 ≥Taub -40 K 내지 ≤ Tsub -20 K의 온도 범위에서 가열되었다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 열 어닐링은 20분 내지 ≤ 3시간, 더 바람직하게는 ≥ 30분 내지 ≤ 2시간, 가장 바람직하게는 45분 내지 ≤ 1시간 30분 동안 발생한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 열 어닐링은 감압에서, 바람직하게는 ≤10-1 Pa, 더 바람직하게는 ≤10-2 Pa, 더욱 더 바람직하게는 ≤ 10-3 Pa, 가장 바람직하게는 ≤ 10-4 Pa에서 발생한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 프로그램 패키지 TURBOMOLE V6.5에서 구현된 바와 같이 설정된 가우시안(Gaussian) 6-31G* 베이시스(basis)와 함께 하이브리드 함수 B3LYP를 사용하여 계산 시 ≤ -4.5 eV의, 제로(0)인 진공 에너지 수준을 지칭하는 절대 척도로 표현되는 LUMO 에너지 수준을 갖는다. 바람직하게는 LUMO 에너지 수준은 ≤ -4.6 eV, 바람직하게는 ≤ -4.7 eV, ≥ 더 바람직하게는 ≤-4.8 eV, 가장 바람직하게는 ≤ -4.9 eV이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥200℃의 용융 온도 Tm을 갖는다. 바람직하게는 용융 온도는 ≥205℃ 내지 ≤450℃, 더 바람직하게는 ≥210℃ 내지 ≤410℃, 가장 바람직하게는 ≥210℃ 내지 ≤380℃이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥165℃, 바람직하게는 ≥170℃, 더 바람직하게는 ≥180℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥190℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥200℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥205℃, 가장 바람직하게는 ≥210℃의 승화 온도 Tsubl을 갖는다. 바람직하게는 승화 온도는 ≥165℃ 내지 ≤450℃, 더 바람직하게는 ≥170℃ 내지 ≤410℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥180℃ 내지 ≤ 400℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥190℃ 내지 ≤395℃, 더 바람직하게는 ≥200℃ 내지 ≤390℃, 더욱 더 바람직하게는 ≥205℃ 내지 ≤385℃, 가장 바람직하게는 ≥210℃ 내지 ≤380℃이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥ 30 kJ/mol의 용융 엔탈피 △Hm을 갖는다. 바람직하게는 용융 엔탈피 △Hm은 ≥35 kJ/mol 가장 바람직하게는 ≥40 kJ/mol이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 4 내지 8개의 CN-기, 바람직하게는 5 내지 8개의 CN-기를 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 ≥380 g/mol의 분자 질량을 갖는다. 바람직하게는 화합물은 ≥400 g/mol 내지 ≤1200 g/mol, 더 바람직하게는 ≥500 g/mol 내지 ≤1100 g/mol, 가장 바람직하게는 ≥550 g/mol 내지 ≤1000 g/mol의 분자 질량을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2 및 Ar3 상의 치환기는 NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬 및 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C12 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시 또는 D로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2 및 Ar3 상의 치환기는 NO2, CN, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬 및 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C12 알킬, CF3, 또는 D로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2 및 Ar3 상의 치환기는 NO2, CN, F, CF3, 또는 D로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R', R" 및 R'''는 전자-끄는 기, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, CF3, 할로겐, F, CN, 및 NO2로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R', R" 및 R'''는 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, CF3, 할로겐, F, CN, 및 NO2로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R', R" 및 R'''는 CF3, F, CN, 및 NO2로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R', R" 및 R'''는 CF3, F, 및 CN으로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R', R" 및 R''' 중 적어도 하나는 CN이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 화학식 (V)로부터 선택되며:
상기 화학식에서,
X1은 CR1 또는 N으로부터 선택되며;
X2는 CR2 또는 N으로부터 선택되고;
X3은 CR3 또는 N으로부터 선택되며;
X4는 CR4 또는 N으로부터 선택되고;
X5는 CR5 또는 N으로부터 선택되며;
R1, R2, R3, R4, 및 R5는 전자-끄는 기, NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C10 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시, D 또는 H로부터 독립적으로 선택되고;
X1 내지 X5 중 적어도 2개는 CR1 내지 CR5로부터 독립적으로 선택되며;
별표 "*"는 결합 위치를 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R1, R2, R3, R4 및 R5는 NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C10 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시, D 또는 H로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R1, R2, R3, R4 및 R5는 NO2, CN, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C10 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시, D 또는 H로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R1, R2, R3, R4 및 R5는 NO2, CN, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C10 알킬, CF3, D 또는 H로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, R1, R2, R3, R4 및 R5는 NO2, CN, F, CF3, D 또는 H로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 4개 이하의 수소 원자를 함유한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 적어도 8개의 불소 원자, 바람직하게는 적어도 10개의 불소 원자를 함유한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 CF3, CN 및 F, 더 바람직하게는 CF3 및 CN으로부터 선택되는 적어도 하나의 모이어티를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나, 바람직하게는 Ar1 또는 적어도 Ar1은 하기 모이어티 중 하나로부터 선택된다:
및
본 발명의 일 실시형태에 따르면, A1, A2, 및 A3 중 적어도 2개는 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, A2 및 A3은 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, A1, A2, 및 A3은 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, A2는 하기로부터 선택된다:
및
본 발명의 일 실시형태에 따르면, A2 및/또는 A3은 하기로부터 독립적으로 선택된다:
및
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화합물은 화학식 (VI)에 대해 선택된다:
.
더욱이, 본 발명은 화학식 (VI)의 화합물 및 화학식 (VIa) 내지 (VId) 중 적어도 하나의 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다:
.
본 발명의 또 다른 양태는 본 발명에 따른 적어도 하나의 화합물을 포함하는 유기 반도체층에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 화합물을 포함하는 유기 전자 장치에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 유기 반도체층을 포함하는 유기 반도체층에 관한 것이다.
더욱이,본 발명은 애노드층, 캐소드층 및 적어도 하나의 유기 반도체층을 포함하는 유기 전자 장치에 관한 것이며, 상기 적어도 하나의 유기 반도체층은 본 발명에 따른 화합물을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 애노드층, 캐소드층을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 광활성층을 추가로 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 애노드층, 캐소드층 및 적어도 하나의 유기 반도체층을 포함하며, 상기 적어도 하나의 유기 반도체층은 애노드층과 캐소드층 사이에 배열되고; 적어도 하나의 유기 반도체층은 본 발명에 따른 화합물을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 유기 반도체층은 전술된 바와 같은 화학식 (VI)의 화합물 및 화학식 (VIa) 내지 (VId)의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
유기 반도체층이 이러한 조성물을 포함하는 경우, 본 출원 맥락 전반에 걸쳐 용어 "본 발명에 따른 화합물"은 또한 전술된 바와 같은 조성물을 포함함을 의도해야 한다.
본 발명의 또 다른 양태는 애노드층, 캐소드층, 적어도 하나의 유기 반도체층, 및 적어도 하나의 광활성층을 포함하는 유기 전자 장치를 제공하며, 상기 반도체층은 캐소드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열되고, 적어도 하나의 유기 반도체층은 본 발명에 따른 화합물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 애노드층, 캐소드층 및 전하 발생층을 포함하는 유기 전자 장치를 제공하며, 상기 전하 발생층은 p형 전하 발생층 및 n형 전하 발생층을 포함하고, p형 전하 발생층은 본 발명에 따른 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 유기 반도체층 및/또는 화합물은 비-방출성이다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "본질적으로 비-방출성" 또는 "비-방출성"은, 장치로부터 가시 방출 스펙트럼(visible emission spectrum)에 대한 화합물 또는 층의 기여도가 상기 가시 방출 스펙트럼에 비해 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만임을 의미한다. 가시 방출 스펙트럼은 파장이 약 ≥ 380 nm 내지 약 ≤ 780 nm인 방출 스펙트럼이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 유기 반도체층은 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함하는 적어도 하나의 반도체층은 애노드층에 인접하게 배열 및/또는 제공된다.
본 발명의 상이한 양태에 따르면, 본 발명의 화합물을 생산하는 방법이 제공되며,
a) 화학식 (I)의 화합물을 제공하는 단계,
b) 화학식 (I)의 화합물을 ≥165 K의 온도 범위에서 ≥ 10분 동안 가열하는 단계
를 포함한다.
바람직하게는, 단계 b)는 ≥Tm-50 K 내지 ≤ Tm-10 K의 온도 범위, 더 바람직하게는 ≥Tm-40 K 내지 ≤ Tm-20 K의 온도 범위에서 ≥ 10분 동안 발생하며, 상기 Tm은 화학식 (I)의 화합물의 용융 온도이다.
바람직하게는, 단계 b)는 ≥Tsubl-50 K 내지 ≤ Tsubl-10 K의 온도 범위, 더 바람직하게는 ≥Tsubl-40 K 내지 ≤ Tsubl-20 K의 온도 범위에서 ≥ 10분 동안 발생하며, 상기 Tsubl은 화학식 (I)의 화합물의 승화 온도이다.
바람직하게는, 단계 b)는 ≥ 30분 내지 ≤ 2시간 동안 발생한다.
바람직하게는, 단계 b)는 감압에서, 바람직하게는 ≤10-1 Pa, 더 바람직하게는 ≤ 10-2 Pa, 더욱 더 바람직하게는 ≤ 10-3 Pa 가장 바람직하게는 ≤ 10-4 Pa에서 발생한다.
실질적으로 공유 매트릭스 화합물
유기 반도체층은 "실질적으로 공유 매트릭스 화합물"을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 유기 화합물로부터 선택될 수 있다. 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 공유 결합된 C, H, O, N, S로 실질적으로 구성된 유기 화합물로부터 선택될 수 있고, 이는 선택적으로 공유 결합된 B, P, As 및/또는 Se를 추가로 포함한다.
유기 전자 장치의 일 실시형태에 따르면, 유기 반도체층은 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함하며, 상기 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 공유 결합된 C, H, O, N, S로 실질적으로 구성된 유기 화합물로부터 선택될 수 있고, 이는 선택적으로 공유 결합된 B, P, As 및/또는 Se를 추가로 포함한다.
공유 결합 탄소-금속을 포함하는 유기금속 화합물, 유기 리간드를 포함하는 금속 착화합물 및 유기산의 금속염은 정공 주입층의 실질적으로 공유 매트릭스 화합물로서 역할을 할 수 있는 유기 화합물의 추가 예이다.
일 실시형태에서, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 금속 원자가 결여되고, 이의 골격 원자 대부분은 C, O, S, N으로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 금속 원자가 결여되고, 이의 골격 원자 대부분은 C 및 N으로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 ≥ 400 내지 ≤ 2000 g/mol의 분자량 Mw, 바람직하게는 ≥ 450 내지 ≤ 1500 g/mol의 분자량 Mw, 더 바람직하게는 ≥ 500 내지 ≤ 1000 g/mol의 분자량 Mw, 더 바람직하게는 ≥ 550 내지 ≤ 900 g/mol의 분자량 Mw, 또한 바람직하게는 ≥ 600 내지 ≤ 800 g/mol의 분자량 Mw를 가질 수 있다.
바람직하게는, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 아릴아민 모이어티, 대안적으로 디아릴아민 모이어티, 대안적으로 트리아릴아민 모이어티를 포함한다.
바람직하게는, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물에는 금속 및/또는 이온 결합이 없다.
화학식 (IX)의 화합물 또는 화학식 (X)의 화합물
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, "실질적으로 공유 매트릭스 화합물"로도 지칭되는 적어도 하나의 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 아릴아민 화합물, 디아릴아민 화합물, 트리아릴아민 화합물, 화학식 (IX)의 화합물 또는 화학식 (X)의 화합물을 포함할 수 있으며:
상기 화학식에서:
T1, T2, T3, T4 및 T5는 단일 결합, 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌, 바람직하게는 단일 결합 또는 페닐렌으로부터 독립적으로 선택되며;
T6은 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌 또는 나프테닐렌이고;
Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴, 또는 치환된 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로아릴렌, 치환된 또는 비치환된 비페닐렌, 치환된 또는 비치환된 플루오렌, 치환된 9-플루오렌, 치환된 9,9-플루오렌, 치환된 또는 비치환된 나프탈렌, 치환된 또는 비치환된 안트라센, 치환된 또는 비치환된 페난트렌, 치환된 또는 비치환된 피렌, 치환된 또는 비치환된 페릴렌, 치환된 또는 비치환된 트리페닐렌, 치환된 또는 비치환된 테트라센, 치환된 또는 비치환된 테트라펜, 치환된 또는 비치환된 디벤조푸란, 치환된 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환된 또는 비치환된 크산텐, 치환된 또는 비치환된 카르바졸, 치환된 9-페닐카르바졸, 치환된 또는 비치환된 아제핀, 치환된 또는 비치환된 디벤조[b,f]아제핀, 치환된 또는 비치환된 9,9'-스피로비[플루오렌], 치환된 또는 비치환된 스피로[플루오렌-9,9'-크산텐], 또는 치환된 또는 비치환된 비-헤테로, 치환된 또는 비치환된 헤테로 5-원 고리, 치환된 또는 비치환된 6-원 고리 및/또는 치환된 또는 비치환된 7-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 3개의 치환된 또는 비치환된 방향족 고리를 포함하는 치환된 또는 비치환된 방향족 융합된 고리 시스템, 치환된 또는 비치환된 플루오렌, 또는 2 내지 6개의 치환된 또는 비치환된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하는 융합된 고리 시스템으로부터 독립적으로 선택되고, 상기 고리는 (i) 헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, (ii) 방향족 헤테로사이클의 5-원 또는 6-원, (iii) 비-헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, (iv) 방향족 비-헤테로사이클의 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되며;
Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5의 치환기는 H, D, F, C(=O)R2, CN, Si(R2)3, P(=O)(R2)2, OR2, S(=O)R2, S(=O)2R2, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 직쇄 알킬, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 분지형 알킬, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 환식 알킬, 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 알케닐기 또는 알키닐기, 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 알콕시기, 6 내지 40개의 방향족 고리 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 방향족 고리 시스템, 및 5 내지 40개의 방향족 고리 원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 헤테로방향족 고리 시스템, 비치환된 C6 내지 C18 아릴, 비치환된 C3 내지 C18 헤테로아릴, 2 내지 6개의 비치환된 5-원 내지 7-원 고리를 포함하는 융합된 고리 시스템을 포함하는 군으로부터 동일하게 또는 상이하게 선택되며, 상기 고리는 헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 방향족 헤테로사이클의 5-원 또는 6-원, 비-헤테로사이클의 불포화된 5-원 내지 7-원 고리, 및 방향족 비-헤테로사이클의 6-원 고리를 포함하는 군으로부터 선택되고,
R2는 H, D, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬, 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 환식 알킬, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐기 또는 알키닐기, C6 내지 C18 아릴 또는 C3 내지 C18 헤테로아릴로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 단일 결합, 페닐렌, 비페닐렌 또는 터페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 페닐렌, 비페닐렌 또는 터페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2, T3, T4 및 T5 중 하나는 단일 결합이다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 페닐렌 또는 비페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2, T3, T4 및 T5 중 하나는 단일 결합이다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2, T3, T4 및 T5는 페닐렌 또는 비페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2, T3, T4 및 T5 중 2개는 단일 결합이다.
일 실시형태에 따르면, T1, T2 및 T3은 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2 및 T3 중 하나는 단일 결합이다. 일 실시형태에 따르면, T1, T2 및 T3은 페닐렌으로부터 독립적으로 선택될 수 있고 T1, T2 및 T3 중 2개는 단일 결합이다.
일 실시형태에 따르면, T6은 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T6은 페닐렌일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T6은 비페닐렌일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, T6은 터페닐렌일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 독립적으로 D1 내지 D16으로부터 선택될 수 있으며:
별표 "*"는 결합 위치를 의미한다.
일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 독립적으로 D1 내지 D15로부터 선택될 수 있으며; 대안적으로 D1 내지 D10 및 D13 내지 D15로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 독립적으로 D1, D2, D5, D7, D9, D10, D13 내지 D16으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
레이트 개시 온도(rate onset temperature)는 Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5가 이 범위에서 선택될 때 특히 대량 생산에 적합화된 범위에 있을 수 있다.
"화학식 (IX) 또는 화학식 (X)의 매트릭스 화합물"은 또한 "정공 수송 화합물"로 지칭될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 실질적으로 공유 매트릭스 화합물은 적어도 하나의 나프틸기, 카르바졸기, 디벤조푸란기, 디벤조티오펜기 및/또는 치환된 플루오레닐기를 포함하고, 치환기는 메틸, 페닐 또는 플루오레닐로부터 독립적으로 선택된다.
전자 장치의 일 실시형태에 따르면, 화학식 (IX) 또는 화학식 (X)의 매트릭스 화합물은 F1 내지 F18로부터 선택된다:
유기 반도체층
유기 반도체층은 진공 증착, 스핀 코팅, 프린팅, 캐스팅, 슬롯-다이 코팅, 랭뮤어-블로드젯(LB) 증착 등에 의해 애노드층 또는 캐소드층 상에 형성될 수 있다. 유기 반도체층이 진공 증착을 사용하여 형성되는 경우, 증착 조건은 층의 형성에 사용되는 화합물(들), 및 층의 요망되는 구조 및 열적 특성에 따라 다양할 수 있다. 그러나, 일반적으로 진공 증착 조건은 100℃ 내지 약 350℃의 온도, 10-8 Torr 내지 10-3 Torr의 압력(1 Torr는 133.322 Pa과 동일함) 및 0.1 내지 10 nm/초(sec)의 증착 속도를 포함할 수 있다.
유기 반도체층이 스핀 코팅 또는 프린팅을 사용하여 형성되는 경우, 코팅 조건은 층의 형성에 사용되는 화합물(들), 및 유기 반도체층의 요망되는 구조 및 열적 특성에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 코팅 조건은 약 2000 rpm 내지 약 5000 rpm의 코팅 속도, 및 약 80℃ 내지 약 200℃의 열 처리 온도를 포함할 수 있다. 열 처리는 코팅이 수행된 후 용매를 제거한다.
유기 반도체층의 두께는 약 1 nm 내지 약 20 nm, 예를 들어 약 2 nm 내지 약 15 nm, 대안적으로 약 2 nm 내지 약 12 nm 범위일 수 있다.
유기 반도체층의 두께가 이 범위 내에 있을 때, 유기 반도체층은 구동 전압(driving voltage)에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 주입 및/또는 정공 발생 특징을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 반도체층은
- 적어도 약 ≥ 0.5 중량% 내지 약 ≤ 30 중량%, 바람직하게는 약 ≥ 0.5 중량% 내지 약 ≤ 20 중량%, 더 바람직하게는 약 ≥ 1 중량% 내지 약 ≤ 15 중량%의 본 발명에 따른 화합물, 및
- 적어도 약 ≥ 70 중량% 내지 약 ≤ 99.5 중량%, 바람직하게는 약 ≥ 80 중량% 내지 약 ≤ 99.5 중량%, 더 바람직하게는 약 ≥ 85 중량% 내지 약 ≤ 99 중량%의 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함하며; 바람직하게는 본 발명에 따른 화합물의 중량%는 실질적으로 공유 매트릭스 화합물의 중량%보다 낮고; 구성요소의 중량%는 유기 반도체층의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 상기 광활성층은 애노드층과 캐소드층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층 중 적어도 하나는 애노드와 적어도 하나의 광활성층 중 적어도 하나 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층 중 적어도 하나는 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 하나의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층은 애노드와 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 2개의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층은 제1 광활성층과 제2 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 2개의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층 중 적어도 하나는 제1 광활성층과 제2 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 적어도 2개의 광활성층을 포함하며, 적어도 하나의 유기 반도체층 중 하나는 제1 광활성층과 제2 광활성층 사이에 배열되고, 적어도 하나의 유기 반도체층 중 하나는 애노드층과 제1 광활성층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전자 유기 장치는 전기발광 장치, 바람직하게는 유기 발광 다이오드이다.
더욱이, 본 발명은 본 발명에 따른 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
추가의 층
본 발명에 따르면, 픽셀 또는 유기 전기발광 장치는 상기에서 이미 언급된 층 외에도, 추가의 층을 포함할 수 있다. 각각의 층의 예시적인 실시형태는 하기에 기재되어 있다:
기판
기판은 유기 발광 다이오드와 같은 전자 장치의 제조에 보편적으로 사용되는 임의의 기판일 수 있다. 광(light)이 기판을 통해 방출되어야 한다면, 기판은 투명한 또는 반투명한 물질, 예를 들어 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판이어야 한다. 광이 상부 표면을 통해 방출되어야 한다면, 기판은 투명할 뿐만 아니라 반투명한 물질, 예를 들어 유리 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판 또는 실리콘 기판 둘 다일 수 있다.
애노드층
애노드층은 상기 애노드층을 형성하는 데 사용되는 물질을 증착시키거나 스퍼터링함으로써 형성될 수 있다. 애노드층을 형성하는 데 사용되는 물질은 높은 일함수(work-function) 물질이어서, 정공 주입을 용이하게 할 수 있다. 애노드 물질은 또한 낮은 일함수 물질(즉, 알루미늄)로부터 선택될 수 있다. 애노드 전극은 투명한 또는 반사성 전극일 수 있다. 투명한 전도성 옥사이드, 예컨대 인듐 주석 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 주석-디옥사이드(SnO2), 알루미늄 아연 옥사이드(AlZO) 및 아연 옥사이드(ZnO)가 사용되어 애노드 전극을 형성할 수 있다. 애노드층은 또한 금속, 전형적으로 은(Ag), 금(Au), 또는 금속 합금을 사용하여 형성될 수 있다.
바람직한 실시형태에 따르면, 유기 전극 장치는 애노드층을 포함하며, 이로써 애노드층은 제1 애노드 하위층 및 제2 애노드 하위층을 포함하고,
- 제1 애노드 하위층은 ≥ 4 내지 ≤ 6 eV 범위의 일함수를 갖는 제1 금속을 포함하며,
- 제2 애노드 하위층은 투명한 전도성 옥사이드를 포함하고;
- 제2 애노드 하위층은 정공 주입층에 더 근접하게 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 애노드 하위층의 제1 금속은 Ag, Mg, Al, Cr, Pt, Au, Pd, Ni, Nd, Ir, 바람직하게는 Ag, Au 또는 Al, 더 바람직하게는 Ag를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 애노드 하위층은 5 내지 200 nm, 대안적으로 8 내지 180 nm, 대안적으로 8 내지 150 nm, 대안적으로 100 내지 150 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 애노드 하위층은 진공 열 증발을 통해 제1 금속을 증착시킴으로써 형성된다.
제1 애노드층은 기판의 일부가 아닌 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 애노드 하위층의 투명한 전도성 옥사이드는 인듐 주석 옥사이드 또는 인듐 아연 옥사이드, 더 바람직하게는 인듐 주석 옥사이드를 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 애노드 하위층은 3 내지 200 nm, 대안적으로 3 내지 180 nm, 대안적으로 3 내지 150 nm, 대안적으로 3 내지 20 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 애노드 하위층은 투명한 전도성 옥사이드의 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치의 애노드층은 투명한 전도성 옥사이드를 포함하는 제3 애노드 하위층을 추가로 포함하고, 상기 제3 애노드 하위층은 기판과 제1 애노드 하위층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제3 애노드 하위층은 바람직하게는 인듐 주석 옥사이드 또는 인듐 아연 옥사이드, 더 바람직하게는 인듐 주석 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 투명한 옥사이드를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제3 애노드 하위층은 3 내지 200 nm, 대안적으로 3 내지 180 nm, 대안적으로 3 내지 150 nm, 대안적으로 3 내지 20 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제3 애노드 하위층은 투명한 전도성 옥사이드의 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.
제3 애노드층은 기판의 일부가 아닌 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 정공 주입층은 애노드층과 직접 접촉한다.
정공 주입층
정공 주입층(HIL)은 진공 증착, 스핀 코팅, 프린팅, 캐스팅, 슬롯-다이 코팅, 랭뮤어-블로드젯(LB) 증착 등에 의해 애노드층 상에 형성될 수 있다. HIL이 진공 증착을 사용하여 형성되는 경우, 증착 조건은 HIL의 형성에 사용되는 화합물, 및 HIL의 요망되는 구조 및 열적 특성에 따라 다양할 수 있다. 그러나, 일반적으로 진공 증착 조건은 100℃ 내지 약 500℃의 온도, 10-8 Torr 내지 10-3 Torr의 압력(1 Torr는 133.322 Pa과 동일함) 및 0.1 내지 10 nm/초(sec)의 증착 속도를 포함할 수 있다.
HIL이 스핀 코팅 또는 프린팅을 사용하여 형성되는 경우, 코팅 조건은 HIL의 형성에 사용되는 화합물, 및 HIL의 요망되는 구조 및 열적 특성에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 코팅 조건은 약 2000 rpm 내지 약 5000 rpm의 코팅 속도, 및 약 80℃ 내지 약 200℃의 열 처리 온도를 포함할 수 있다. 열 처리는 코팅이 수행된 후 용매를 제거한다.
HIL은 이러한 HIL을 형성하는 데 보편적으로 사용되는 임의의 화합물로 형성될 수 있다. HIL을 형성하는 데 사용될 수 있는 화합물의 예는 프탈로시아닌 화합물, 예컨대 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노) 트리페닐아민(m-MTDATA), TDATA, 2T-NATA, 폴리아닐린/도데실벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캄포 설폰산(Pani/CSA), 및 폴리아닐린)/폴리(4-스티렌설포네이트(PANI/PSS)을 포함한다.
HIL은 p형 도판트를 포함하거나 이로 구성될 수 있고, p형 도판트는 테트라플루오로-테트라시아노퀴논디메탄(F4TCNQ), 2,2'-(퍼플루오로나프탈렌-2,6-디일리덴) 디말로노니트릴 또는 2,2',2''-(사이클로프로판-1,2,3-트리일리덴)트리스(2-(p-시아노테트라플루오로페닐)아세토니트릴)로부터 선택될 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. HIL은 p형 도판트로 도핑된 정공 수송 매트릭스 화합물로부터 선택될 수 있다. 기지의 도핑된 정공 수송 물질의 전형적인 예는, LUMO 수준이 약 -5.2 eV인 테트라플루오로-테트라시아노퀴논디메탄(F4TCNQ)으로 도핑된 HOMO 수준이 대략 -5.2 eV인 구리 프탈로시아닌(CuPc); F4TCNQ로 도핑된 아연 프탈로시아닌(ZnPc)(HOMO = -5.2 eV); F4TCNQ로 도핑된 α-NPD(N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘), 2,2'-(퍼플루오로나프탈렌-2,6-디일리덴) 디말로노니트릴로 도핑된 α-NPD이다. p형 도판트 농도는 1 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 3 중량% 내지 10 중량%로부터 선택될 수 있다.
HIL의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어 약 1 nm 내지 약 25 nm 범위일 수 있다. HIL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, HIL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 주입 특징을 가질 수 있다.
정공 수송층
정공 수송층(HTL)은 진공 증착, 스핀 코팅, 프린팅, 캐스팅, 슬롯-다이 코팅, 랭뮤어-블로드젯(LB) 증착 등에 의해 HIL 상에 형성될 수 있다. HTL이 진공 증착 또는 스핀 코팅에 의해 형성되는 경우, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성에 사용되는 것과 유사할 수 있다. 그러나, 진공 또는 용액 증착 조건은 HTL을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다.
HTL은 HTL을 형성하는 데 보편적으로 사용되는 임의의 화합물로 형성될 수 있다. 적합하게 사용될 수 있는 화합물은 예를 들어 Yasuhiko Shirota and Hiroshi Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010에 개시되어 있고 참조로서 포함된다. HTL을 형성하는 데 사용될 수 있는 화합물의 예는 카르바졸 유도체, 예컨대 N-페닐카르바졸 또는 폴리비닐카르바졸; 벤지딘 유도체, 예컨대 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(알파-NPD); 및 트리페닐아민계 화합물, 예컨대 4,4',4"-트리스(N-카르바졸릴)트리페닐아민(TCTA)이다. 이들 화합물 중에서, TCTA는 정공을 수송하고, 엑시톤이 EML 내로 확산되는 것을 저해할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 정공 수송층은 본 발명의 유기 반도체층과 동일한 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 포함할 수 있다.
HTL의 두께는 약 5 nm 내지 약 250 nm, 바람직하게는, 약 10 nm 내지 약 200 nm, 추가로 약 20 nm 내지 약 190 nm, 추가로 약 40 nm 내지 약 180 nm, 추가로 약 60 nm 내지 약 170 nm, 추가로 약 80 nm 내지 약 200 nm, 추가로 약 100 nm 내지 약 180 nm, 추가로 약 120 nm 내지 약 140 nm 범위일 수 있다. HTL의 바람직한 두께는 170 nm 내지 200 nm일 수 있다.
HTL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, HTL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 수송 특징을 가질 수 있다.
전자 차단층
전자 차단층(EBL)의 기능은 전자가 방출층으로부터 정공 수송층으로 옮겨지는 것을 방지하여 전자를 방출층에 국한시키는 것이다. 이에, 효율, 동작 전압 및/또는 수명이 개선된다. 전형적으로, 전자 차단층은 트리아릴아민 화합물을 포함한다. 트리아릴아민 화합물은 정공 수송층의 LUMO 수준보다 진공 수준에 더 근접한 LUMO 수준을 가질 수 있다. 전자 차단층은 정공 수송층의 HOMO 수준과 비교하여 진공 수준으로부터 더 멀리 있는 HOMO 수준을 가질 수 있다. 전자 차단층의 두께는 2 내지 20 nm로부터 선택될 수 있다.
전자 차단층이 높은 삼중항 수준을 갖는다면, 이는 또한 삼중항 제어층으로서 기재될 수 있다.
삼중항 제어층의 기능은 인광 녹색 또는 청색 방출층이 사용된다면 삼중항의 켄칭을 감소시키는 것이다. 이에, 인광 방출층으로부터 광 방출의 더 높은 효율이 달성될 수 있다. 삼중항 제어층은 인접 방출층 내 인광 이미터의 삼중항 수준보다 더 높은 삼중항 수준을 갖는 트리아릴아민 화합물로부터 선택된다. 삼중항 제어층, 특히 트리아릴아민 화합물에 적합한 화합물은 EP 2 722 908 A1에 기재되어 있다.
광활성층(PAL)
광활성층은 전류를 광자로 변환시키거나 광자를 전류로 변환시킨다.
PAL은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착 등에 의해 HTL 상에 형성될 수 있다. PAL이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 사용하여 형성될 때, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 PAL을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 광활성층은 본 발명에 따른 화합물을 포함하지 않는다.
광활성층은 발광층 또는 광흡수성 층, 바람직하게는 발광층일 수 있다.
방출층(EML)
EML은 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착 등에 의해 HTL 상에 형성될 수 있다. EML이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 사용하여 형성되는 경우, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 EML을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 방출층은 본 발명에 따른 화합물을 포함하지 않는다.
방출층(EML)은 호스트와 이미터 도판트의 조합으로 형성될 수 있다. 호스트의 예는 Alq3, 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐(CBP), 폴리(n-비닐 카르바졸)(PVK), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), 4,4',4''-트리스(카르바졸-9-일)-트리페닐아민(TCTA), 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(TPBI), 3-tert-부틸-9,10-디-2-나프틸안트라센(TBADN), 디스티릴아릴렌(DSA) 및 비스(2-(2-하이드록시페닐)벤조-티아졸레이트)아연(Zn(BTZ)2)이다.
이미터 도판트는 인광 또는 형광 이미터일 수 있다. 인광 이미터 및 열 활성화 지연 형광(TADF: thermally activated delayed fluorescence) 기전을 통해 광을 방출하는 이미터가 이들의 더 높은 효율로 인해 바람직할 수 있다. 이미터는 저분자 또는 중합체일 수 있다.
적색 이미터 도판트의 예는 PtOEP, Ir(piq)3, 및 Btp2lr(acac)이지만 이들로 제한되지 않는다. 이들 화합물은 인광 이미터이지만, 형광 적색 이미터 도판트가 또한 사용될 수 있을 것이다.
인광 녹색 이미터 도판트의 예는 Ir(ppy)3(ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3이다.
인광 청색 이미터 도판트의 예는 F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd) 및 Ir(dfppz)3 및 ter-플루오렌이다. 4,4'-비스(4-디페닐 아미오스티릴)비페닐(DPAVBi), 2,5,8,11-테트라-tert-부틸 페릴렌(TBPe)이 형광 청색 이미터 도판트의 예이다.
이미터 도판트의 양은 호스트의 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 약 50 중량부의 범위일 수 있다. 대안적으로, 방출층은 발광 중합체로 구성될 수 있다. EML은 약 10 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어, 약 20 nm 내지 약 60 nm의 두께를 가질 수 있다. EML의 두께가 이 범위 내에 있을 때, EML은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 발광을 가질 수 있다.
정공 차단층(HBL)
정공 차단층(HBL)은 ETL 내로의 정공의 확산을 방지하기 위해 진공 증착, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 프린팅, 캐스팅, LB 증착 등을 사용하여 EML 상에 형성될 수 있다. EML이 인광 도판트를 포함할 때, HBL은 또한 삼중항 엑시톤 차단 기능을 가질 수 있다.
HBL은 또한 보조 ETL 또는 a-ETL로 명명될 수 있다.
HBL이 진공 증착 또는 스핀 코팅을 사용하여 형성될 때, 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사할 수 있다. 그러나, 증착 및 코팅 조건은 HBL을 형성하는 데 사용되는 화합물에 따라 다양할 수 있다. HBL을 형성하는 데 보편적으로 사용되는 임의의 화합물이 사용될 수 있다. HBL을 형성하기 위한 화합물의 예는 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 및 아진 유도체, 바람직하게는 트리아진 또는 피리미딘 유도체를 포함한다.
HBL은 약 5 nm 내지 약 100 nm, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 30 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. HBL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, HBL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 우수한 정공 차단 특성을 가질 수 있다.
전자 수송층(ETL)
본 발명에 따른 유기 전자 장치는 전자 수송층(ETL)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 전자 수송층은 아진 화합물, 바람직하게는 트리아진 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 전자 수송층은 알칼리 유기 착화합물, 바람직하게는 LiQ로부터 선택되는 도판트를 추가로 포함할 수 있다.
ETL의 두께는 약 15 nm 내지 약 50 nm, 예를 들어, 약 20 nm 내지 약 40 nm 범위일 수 있다. EIL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, ETL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 만족할 만한 전자-주입 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 유기 전자 장치는 정공 차단층 및 전자 수송층을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 정공 차단층 및 전자 수송층은 아진 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 아진 화합물은 트리아진 화합물이다.
전자 주입층(EIL)
캐소드로부터 전자의 주입을 용이하게 할 수 있는 선택적인 EIL은 ETL 상에, 바람직하게는 전자 수송층 상에 직접적으로 형성될 수 있다. EIL을 형성하기 위한 물질의 예는 당업계에 알려진 리튬 8-하이드록시퀴놀리놀레이트(LiQ), LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Ca, Ba, Yb, Mg를 포함한다. EIL을 형성하기 위한 증착 및 코팅 조건은 HIL의 형성을 위한 것과 유사하지만, 증착 및 코팅 조건은 EIL을 형성하는 데 사용되는 물질에 따라 다양할 수 있다.
EIL의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 10 nm, 예를 들어, 약 0.5 nm 내지 약 9 nm 범위일 수 있다. EIL의 두께가 이 범위 내에 있을 때, EIL은 구동 전압에서 실질적인 페널티 없이 만족할 만한 전자-주입 특성을 가질 수 있다.
캐소드층
캐소드층은 ETL 또는 선택적인 EIL 상에 형성된다. 캐소드층은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 캐소드층은 낮은 일함수를 가질 수 있으며, 예를 들어 캐소드 전극은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)-리튬(Li), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 이테르븀(Yb), 마그네슘(Mg)-인듐(In), 마그네슘(Mg)-은(Ag) 등으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 캐소드 전극은 투명한 전도성 옥사이드, 예컨대 ITO 또는 IZO로 형성될 수 있다.
캐소드층의 두께는 약 5 nm 내지 약 1000 nm, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 100 nm 범위일 수 있다. 캐소드층의 두께가 약 5 nm 내지 약 50 nm 범위에 있을 때, 캐소드층은 금속 또는 금속 합금으로 형성되더라도 투명하거나 반투명할 수 있다.
캐소드층은 전자 주입층 또는 전자 수송층의 부분이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
반도체층
일 실시형태에 따르면, 반도체층은 본 발명에 따른 적어도 하나의 화합물 및 적어도 하나의 실질적으로 공유 매트릭스를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 반도체층은 본 발명에 따른 적어도 하나의 화합물을 포함하고, 정공 주입층이다.
전하 발생층
용어 "n형 전하 발생층"은 이따금 당업계에서 n-CGL 또는 전자 발생층이라고도 하며, 둘 다를 포함하는 것으로 의도된다.
용어 "p형 전하 발생층"은 이따금 당업계에서 p-CGL 또는 정공 발생층이라고도 하며, 둘 다를 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, p형 및/또는 n형 전하 발생층 및/또는 본 발명에 따른 화합물은 비-방출성이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, p형 전하 발생층은 n형 전하 발생층보다 캐소드층에 더 근접하게 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, p형 전하 발생층은 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가로 포함한다.
유기 발광 다이오드(OLED)
본 발명에 따른 유기 전자 장치는 유기 발광 장치일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드 전극; 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 반도체층, 정공 수송층, 방출층, 전자 수송층 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드 전극; 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 반도체층, 정공 수송층, 전자 차단층, 방출층, 정공 차단층, 전자 수송층 및 캐소드 전극을 포함하는 OLED가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드 전극; 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 반도체층, 정공 수송층, 전자 차단층, 방출층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 캐소드 전극을 포함하는 OLED가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드층; 발명에 따른 전하 발생층, 적어도 하나의 방출층 및 캐소드층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드층; 발명에 따른 전하 발생층, 적어도 제1 및 제2 방출층 및 캐소드층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공되며, 상기 전하 발생층은 제1 방출층과 제2 방출층 사이에 배열된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드층; n형 전하 발생층, 발명에 따른 화합물을 포함하는 p형 전하 발생층, 정공 수송층, 방출층, 전자 수송층 및 캐소드층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 애노드층; n형 전하 발생층, 발명에 따른 화합물을 포함하는 p형 전하 발생층, 정공 수송층, 전자 차단층, 방출층, 정공 차단층, 전자 수송층 및 캐소드층을 포함하는 OLED가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 전극; n형 전하 발생층, 발명에 따른 화합물을 포함하는 p형 전하 발생층, 정공 수송층, 전자 차단층, 방출층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 캐소드 전극을 포함하는 OLED가 제공된다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 상기 언급된 층 사이에, 기판 상에 또는 상부 전극 상에 배열된 OLED 층이 제공될 수 있다.
일 양태에 따르면, OLED는 애노드 전극에 인접하게 배열된 기판의 층 구조를 포함할 수 있으며, 애노드 전극은 제1 정공 주입층에 인접하게 배열되고, 제1 정공 주입층은 제1 정공 수송층에 인접하게 배열되며, 제1 정공 수송층은 제1 전자 차단층에 인접하게 배열되고, 제1 전자 차단층은 제1 방출층에 인접하게 배열되며, 제1 방출층은 제1 전자 수송층에 인접하게 배열되고, 제1 전자 수송층은 n형 전하 발생층에 인접하게 배열되며, n형 전하 발생층은 정공 발생층에 인접하게 배열되고, 정공 발생층은 제2 정공 수송층에 인접하게 배열되며, 제2 정공 수송층은 제2 전자 차단층에 인접하게 배열되고, 제2 전자 차단층은 제2 방출층에 인접하게 배열되며, 제2 방출층과 캐소드 전극 사이에 선택적인 전자 수송층 및/또는 선택적인 주입층이 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 애노드층에 인접하게 배열되며 그리고/또는 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 적어도 하나의 반도체층은 정공 주입층이다.
또 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 반도체층은 적어도 약 ≥ 0.5 nm 내지 약 ≤ 10 nm, 바람직하게는 약 ≥ 2 nm 내지 약 ≤ 8 nm, 또한 바람직하게는 약 ≥ 3 nm 내지 약 ≤ 5 nm의 층 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 유기 반도체층은 제1 정공 주입층 및/또는 p형 전하 발생층일 수 있다.
예를 들어, 도 2에 따른 OLED는 공정에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 기판(110) 상에, 애노드층(120), 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 전자 차단층(145), 방출층(150), 정공 차단층(155), 전자 수송층(160), 전자 주입층(180) 및캐소드층(190)이 후속적으로 해당 순서로 형성된다.
유기 전자 장치
본 발명에 따른 유기 전자 장치는 발광 장치, 박막 트랜지스터, 배터리, 디스플레이 장치 또는 광전지, 바람직하게는 발광 장치 또는 광전지, 가장 바람직하게는 발광 장치이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 유기 전자 장치를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
- 적어도 하나의 증착원, 바람직하게는 2개의 증착원, 더 바람직하게는 적어도 3개의 증착원
을 사용한다.
적합할 수 있는 증착 방법은:
- 진공 열 증발을 통한 증착 단계;
- 용액 프로세싱(solution processing)을 통한 증착 단계로서, 바람직하게는 상기 프로세싱은 스핀-코팅, 프린팅, 캐스팅으로부터 선택되는 단계; 및/또는
- 슬롯-다이 코팅 단계
를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면,
- 본 발명에 따른 화합물을 방출시키기 위한 제1 증착원, 및
- 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시키기 위한 제2 증착원
을 사용하는 방법이 제공되며,
상기 방법은 유기 반도체층을 형성하는 단계를 포함하고; 이에 의해 유기 발광 다이오드(OLED)의 경우:
- 유기 반도체층은 제1 증착원으로부터 본 발명에 따른 화합물 및 제2 증착원으로부터 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시킴으로써 형성된다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 방법은 애노드 전극 상에, 정공 수송층을 형성하는 것 또는 정공 차단층을 형성하는 것으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 층, 및 애노드 전극과 제1 전자 수송층 사이에 방출층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 방법은 유기 발광 다이오드(OLED)를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서
- 기판 상에 애노드 전극이 형성되고,
- 애노드 전극 상에 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 반도체층이 형성되며,
- 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 반도체층 상에 정공 수송층이 형성되고,
- 정공 수송층 상에 방출층이 형성되며,
- 방출층 상에 전자 수송층이 형성되고, 선택적으로 정공 차단층이 방출층 상에 형성되고,
- 마지막으로 캐소드 전극이 형성되며,
- 선택적인 정공 차단층이 제1 애노드 전극과 방출층 사이에 해당 순서로 형성되고,
- 선택적인 전자 주입층이 전자 수송층과 캐소드 전극 사이에 형성된다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면,
- 본 발명에 따른 화합물을 방출시키기 위한 제1 증착원, 및
- 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시키기 위한 제2 증착원;
- n-CGL 매트릭스 화합물을 방출시키기 위한 제3 증착원;
- n-CGL 도판트를 방출시키기 위한 제4 증착원
을 사용하는 방법이 제공되며,
상기 방법은 p형 전하 발생층을 형성하는 단계를 포함하고; 이로써 유기 발광 다이오드(OLED)의 경우:
- p형 전하 발생층은 제1 증착원으로부터 본 발명에 따른 화합물 및 제2 증착원으로부터 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시킴으로써 형성되며;
상기 방법은 n형 전하 발생층을 형성하는 단계를 포함하고; 이로써 유기 발광 다이오드(OLED)의 경우:
- n형 전하 발생층은 제3 증착원으로부터 본 발명에 따른 n-CGL 매트릭스 화합물 및 제4 증착원으로부터 n-CGL 도판트를 방출시킴으로써 형성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하기 단계에 의해 유기 전자 장치를 제조하는 방법이 제공된다:
(i) 표면을 제공하는 단계;
(ii) 본 발명에 따른 화합물을 제공하는 단계;
(iii) 본 발명에 따른 화합물의 방출을 위한 하나의 증착원을 제공하는 단계;
(iv) 본 발명에 따른 화합물을 승온 및 감압에서 증발시켜 기체상의 유기 화합물을 형성하는 단계; 및
(v) 기체상의 유기 화합물을 표면 상에 증착시키는 단계.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하기 단계에 의해 유기 전자 장치를 제조하는 방법이 제공된다:
(i) 표면을 제공하는 단계;
(ii) 본 발명에 따른 화합물을 제공하는 단계;
(iii) 본 발명에 따른 화합물의 방출을 위한 하나의 증착원을 제공하는 단계;
(iv) 본 발명에 따른 화합물을 승온 및 감압에서 증발시켜 기체상의 유기 화합물을 형성하는 단계;
(v) 기체상의 유기 화합물을 표면 상에 증착시키는 단계; 및
(vi) 유기 반도체층을 형성하는 단계.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하기 단계에 의해 유기 전자 장치를 제조하는 방법이 제공된다:
(i) 표면을 제공하는 단계;
(ii) 본 발명에 따른 화합물을 제공하는 단계;
(iib) 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 제공하는 단계;
(iii) 본 발명에 따른 화합물의 방출을 위한 하나의 증착원을 제공하는 단계;
(iiib) 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시키기 위한 추가의 증착원을 제공하는 단계;
(iv) 본 발명에 따른 화합물 및 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 승온 및 감압에서 증발시켜 기체상의 유기 화합물을 형성하는 단계; 및
(v) 기체상의 유기 화합물을 표면 상에 증착시키는 단계.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하기 단계에 의해 유기 전자 장치를 제조하는 방법이 제공된다:
(i) 표면을 제공하는 단계;
(ii) 본 발명에 따른 화합물을 제공하는 단계;
(iib) 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 제공하는 단계;
(iii) 본 발명에 따른 화합물의 방출을 위한 하나의 증착원을 제공하는 단계;
(iiib) 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 방출시키기 위한 제2 증착원을 제공하는 단계;
(iv) 본 발명에 따른 화합물 및 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 승온 및 감압에서 증발시켜 기체상의 유기 화합물을 형성하는 단계;
(v) 기체상의 유기 화합물을 표면 상에 증착시키는 단계; 및
(vi) 유기 반도체층을 형성하는 단계로서, 상기 유기 반도체층은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 화합물을 증착원으로부터 그리고 실질적으로 공유 매트릭스 화합물을 추가의 증착원으로부터 방출시킴으로써 형성되는 단계.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단계 (iv)에서 증발 온도는 ≥100℃, ≥110℃, ≥120℃, ≥130℃, ≥140℃, 바람직하게는 ≥150℃, 더 바람직하게는 160℃, 가장 바람직하게는 165℃일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단계 (iv)에서 증발 온도는 100℃ 내지 300℃ 범위, 110℃ 내지 300℃ 범위, 120℃ 내지 300℃ 범위, 130℃ 내지 300℃ 범위, 140℃ 내지 300℃ 범위, 바람직하게는 150℃ 내지 300℃ 범위, 더 바람직하게는 160℃ 내지 300℃ 범위, 더욱 더 바람직하게는 165℃ 내지 300℃ 범위일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단계 (iv)에서 압력은 바람직하게는 10-1 Pa 미만, 더 바람직하게는 10-2 Pa 미만, 더욱 더 바람직하게는 10-3 Pa 미만, 가장 바람직하게는 10-4 Pa 미만이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 증발 단계 (iv)의 연속기간은 바람직하게는 100시간 초과, 더 바람직하게는 150시간 초과, 더욱 더 바람직하게는 200시간 초과이다. 다양한 실시형태에 따르면, OLED는 하기 층 구조를 가질 수 있으며, 여기서 층은 하기 순서를 갖는다:
애노드, 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 반도체층, 제1 정공 수송층, 제2 정공 수송층, 방출층, 선택적인 정공 차단층, 전자 수송층, 선택적인 전자 주입층 및 캐소드.
본 발명의 다양한 실시형태에 따르면, 방법은 애노드 전극 상에, 애노드 전극과 캐소드층 사이에서 n형 전하 발생층, 방출층 및 정공 차단층을 형성하는 것 또는 정공 수송층을 형성하는 것으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 출원 전반에 걸쳐 기재된 임의의 실시형태에 따른 적어도 하나의 유기 발광 장치를 포함하는 전자 장치가 제공되며, 바람직하게는, 전자 장치는 본 출원 전반에 걸쳐 기재된 하나의 실시형태에서의 유기 발광 다이오드를 포함한다. 더 바람직하게는, 전자 장치는 디스플레이 장치이다.
이하, 실시형태는 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 실시예에 제한되지 않는다. 이제 예시적인 양태를 상세히 참조할 것이다.
상기 언급된 성분, 뿐만 아니라 청구된 성분 및 기재된 실시형태에서 본 발명에 따라 사용될 성분은, 관련 분야에 알려진 선택 기준이 제한 없이 적용될 수 있도록 이의 크기, 형상, 물질 선택 및 기술적 개념에 관하여 임의의 특별한 예외를 받지 않는다.
본 발명의 목적의 추가 세부사항, 특징 및 이점은, 예시적인 방식에서 본 발명에 따른 바람직한 실시형태를 보여주는 각각의 수치의 하기 설명 및 종속항에 개시되어 있다. 임의의 실시형태는 본 발명의 전체 범위를 필수적으로 나타내지는 않지만, 따라서 본 발명의 범위를 해석하기 위해 청구범위 및 본원을 참조한다. 전술한 설명과 하기 상세한 설명은 둘 다 예시적이고 설명을 위한 것일 뿐이며 청구된 바와 같은 본 발명의 추가 설명을 제공하고자 하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치의 도식적인 단면도이며;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)의 도식적인 단면도이고;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 OLED의 도식적인 단면도이며;
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 OLED의 도식적인 단면도이고;
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 OLED의 도식적인 단면도이다.
이하, 도면은 실시예를 참조로 하여 더 상세히 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 하기 도면으로 제한되지 않는다.
본원에서, 제1 요소가 제2 요소 "상에" 또는 "상으로" 형성 또는 배치되는 것으로 언급될 때, 제1 요소는 제2 요소 상에 직접 배치될 수 있거나, 또는 하나 이상의 다른 요소가 그 사이에 배치될 수 있다. 제1 요소가 제2 요소 "상에 직접적으로" 또는 "상으로 직접적으로" 형성되거나 배치되는 것으로 언급될 때는, 그 사이에는 다른 요소가 배치되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 유기 전자 장치(100)는 기판(110), 애노드층(120) 및 본 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있는 정공 주입층(HIL)(130)을 포함한다. HIL(130)은 애노드층(120) 상에 배치된다. HIL(130) 상으로, 광활성층(PAL)(170) 및 캐소드층(190)이 배치된다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)(100)의 개략적인 단면도이다. OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120) 및 본 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있는 정공 주입층(HIL)(130)을 포함한다. HIL(130)은 애노드층(120) 상에 배치된다. HIL(130) 상으로, 정공 수송층(HTL)(140), 방출층(EML)(150), 전자 수송층(ETL)(160), 전자 주입층(EIL)(180) 및 캐소드층(190)이 배치된다. 단일 전자 수송층(160) 대신에, 선택적으로 전자 수송층 스택(ETL)이 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에 따른 OLED(100)의 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 3의 OLED(100)가 전자 차단층(EBL)(145) 및 정공 차단층(HBL)(155)을 포함한다는 점에서 도 2와 상이하다.
도 3을 참조로, OLED(100)는 기판(110), 애노드층(120), 본 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있는 정공 주입층(HIL)(130), 정공 수송층(HTL)(140), 전자 차단층(EBL)(145), 방출층(EML)(150), 정공 차단층(HBL)(155), 전자 수송층(ETL)(160), 전자 주입층(EIL)(180) 및 캐소드층(190)을 포함한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 유기 전자 장치(100)는 기판(110), 제1 애노드 하위층(121), 제2 애노드 하위층(122) 및 제3 애노드 하위층(123)을 포함하는 애노드층(120), 및 정공 주입층(HIL)(130)을 포함한다. HIL(130)은 애노드층(120) 상에 배치된다. HIL(130) 상으로, 정공 수송층(HTL)(140), 제1 방출층(EML)(150), 정공 차단층(HBL)(155), 전자 수송층(ETL)(160) 및 캐소드층(190)이 배치된다. 정공 주입층(130)은 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기 전자 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 유기 전자 장치(100)는 기판(110), 제1 애노드 하위층(121), 제2 애노드 하위층(122) 및 제3 애노드 하위층(123)을 포함하는 애노드층(120), 및 정공 주입층(HIL)(130)을 포함한다. HIL(130)은 애노드층(120) 상에 배치된다. HIL(130) 상으로, 정공 수송층(HTL)(140), 전자 차단층(EBL)(145), 제1 방출층(EML)(150), 정공 차단층(HBL)(155), 전자 수송층(ETL)(160), 전자 주입층(EIL)(180) 및 캐소드층(190)이 배치된다. 정공 주입층(130)은 발명에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시되어 있지는 않지만, 캡핑층(capping layer) 및/또는 밀봉층이 추가로 캐소드층(190) 상에 형성되어, 유기 전자 장치(100)를 밀봉할 수 있다. 이에 더하여, 다양한 다른 변형이 이에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시형태는 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 예시된다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시형태의 목적 및 범위를 제한하려는 것이 아니다.
더욱이, 본 발명은 단지 예시적이고 결부시키고자 하는 것이 아닌 하기 실시예에 의해 예시된다.
열 어닐링
최대 15 g의 화합물을 승화 장치의 증발원에 로딩하였다. 승화 장치는 직경 50 mm의 유리관 내부에 배치된 직경 46 mm의 전구로 구성된 내부 유리관으로 구성되었다. 승화 장치를 튜브 오븐(Creaphys의 DSU 20) 내부에 배치하였다. 승화 장치는 1차 펌프(Vacuubrand 유형 MD12C NT) 및 터보분자 펌프(Pfeiffer Vacuum 유형 HiPace 80)를 통해 배기되었다. 승화 장치와 터보분자 펌프 사이의 압력은 전체 범위 압력 게이지(Pfeiffer Vacuum Type PKR 251)를 사용하여 측정되었다. 압력이 10-5 mbar로 감소되었을 때, 온도를 원하는 어닐링 온도까지 2 K/분으로 증가시켰다. 기재된 조건에 도달 시, 물질을 최소 1시간 동안 방치한 후, 튜브 오븐을 종료시켰다. 실온으로 냉각한 후, 승화 장치를 주위 압력까지 건조 질소로 배출하였다. 물질을 승화 장치의 증발원에서 수합하였다.
DSC
유리 전이 온도(Tg)의 부재를 2010년 3월에 발행된 DIN EN ISO 11357에 기재된 바와 같이 Mettler Toledo DSC 822e 시차 주사 열량계에서 분당 10 K의 가열 속도를 사용하여 질소 하에 측정하였다.
HV-TGA 5% 질량 손실 온도
10 mg 화합물을 고진공 열중량 분석(HV-TGA) 설정에 장착된 2 ccm Al2O3 도가니에 로딩하였다. HV-TGA 설정은 증발원(Creaphys DE-2-CF40), 도가니 내부에 배치된 열전대(Thermo Sensor GmbH NiCr-Ni, Typ K) 및 석영 마이크로저울(QCM, Inficon 750-1000-G10, 6 MHz)로 구성되었다. HV-TGA 설정은 스크롤 펌프, 터보분자 펌프, 질량 유량 제어기가 있는 질소 유입구, 및 스크롤과 터보분자 펌프 사이에 프로그레시브 밸브가 장착된 진공 챔버 시스템의 일부였다. 질소 유입구와 펌프 밸브의 조합은 1e2 mbar 내지 1e-6 mbar의 압력을 허용한 반면, 표준 작동 압력은 +/- 10%의 안정성을 갖춘 1e-4 mbar였다. 원하는 압력에 도달한 후, 증발원 온도를 10℃/분의 속도로 실온으로부터 600℃까지 상승시켰다. 화합물을 완전히 증발시키고, QCM에 의해 검출하였다. 전체 온도 상승 동안 QCM의 주파수 이동은 100%의 질량 손실에 상응하였다.
도펀트 물질의 참조 온도는, 수득된 값이 대량 생산 시 선형 증발원의 처리 온도와 가장 가까운 일치를 가지므로 5%의 질량 손실로 간주되었다.
본 발명의 기술적 효과
하기에서 여러 비교 화합물 및 본 발명의 화합물을 조사하였다. 비교 화합물의 구조를 하기 표 1에 제공하였다. 이를 예를 들어 EP2180029A1 및 WO2016097017A1에 기재된 바와 같이 표준 절차를 사용하여 제조하였다.
이들 비교예로부터, 본 발명의 실시예를 전술된 일반적인 방법을 사용하여 하기와 같이 제조하였다.
어떠한 실질적인 승화도 임의의 화합물에 대해 관찰되지 않았다.
표 3은 비교예 및 본 발명의 실시예의 여러 물리적 특성을 나열한다.
비교 화합물과 비교하여, HV-TGA 5%는 개선되는 것이 명백하다. 그러므로, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전자 장치의 제조 동안 도구 오염을 감소시키는 데 유익할 수 있다.
상술된 실시형태에서 요소와 특질의 특정 조합은 단지 예시적이며; 이들 교시와 참조로서 포함된 특허/출원 및 여기에서의 다른 교시와의 교환 및 치환이 또한 명백하게 고려된다. 당업자가 인식할 바와 같이, 본원에 기재된 것의 변화, 변형 및 다른 실시는 청구된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 발생할 수 있다. 이에, 전술한 설명은 단지 예에 의한 것이고, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 청구범위에서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않고, 부정 관사("a" 또는 "an")는 복수형을 배제하지 않는다. 소정의 측정치가 서로 상이한 종속항에서 인용되어 있다는 사실은, 이들 측정치의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지는 않는다. 본 발명의 범위는 하기 청구범위 및 이의 등가물에 정의된다. 더욱이, 설명 및 청구범위에 사용된 참조 부호는 청구된 바와 같은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

Claims (15)

  1. 화학식 (I)의 유기 화합물로서,

    여기서, A1, A2 및 A3은 화학식 (II), (III), (IV)로 각각 표시되며:
    및
    여기서, Ar1, Ar2 및 Ar3은 치환된 또는 비치환된 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C24 아릴, 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴 또는 C2 내지 C24 헤테로아릴로부터 독립적으로 선택되고, Ar1, Ar2 및 Ar3 상의 치환기는 전자-끄는 기(electron-withdrawing group), NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C12 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시 또는 D로부터 독립적으로 선택되며;
    R', R" 및 R'''는 치환된 또는 비치환된 아릴, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴, 치환된 또는 비치환된 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C18 헤테로아릴, 전자-끄는 기, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알킬, 할로겐, F, CN, 및 NO2로부터 독립적으로 선택되고;
    화학식 (II) 내지 (IV)에서, 각각의 Ar1, Ar2 및 Ar3은 상응하는 R', R" 및 R'''와 함께, 치환된 또는 비치환된 카르보사이클 또는 바람직하게는 치환된 또는 비치환된 헤테로사이클을 형성할 수 있고, 치환기는 전자-끄는 기, F, CN, 과플루오르화된 C1 내지 C8 알킬, 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴, 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C18 헤테로아릴, 치환된 또는 비치환된 카르보사이클렌, 치환된 또는 비치환된 카르보사이클리덴, 치환된 또는 비치환된 알킬렌, 치환된 또는 비치환된 알킬리덴일 수 있으며;
    화학식　(I)의 화합물은 10 K/분에서 가열 동안 DSC에 의해 측정 시 유리 전이 온도를 나타내지 않는, 화합물.
  2. 화학식 (I)의 화합물로서,
    상기 화합물이 150℃ 이상으로 가열된 것인, 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    프로그램 패키지 TURBOMOLE V6.5에서 구현된 바와 같이 설정된 가우시안(Gaussian) 6-31G* 베이시스(basis)와 함께 하이브리드 함수 B3LYP를 사용하여 계산 시 -4.5 eV 이하의, 제로(0)인 진공 에너지 수준을 지칭하는 절대 척도로 표현되는 LUMO 에너지 수준을 갖는, 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    200℃ 이상의 용융 온도 Tm을 갖는, 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    30 kJ/mol 이상의 용융 엔탈피 △Hm을 갖는, 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    4 내지 8개의 CN-기를 갖는, 화합물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    380 g/mol 이상의 분자 질량을 갖는, 화합물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    R', R'' 및 R''' 중 적어도 하나는 CN인, 화합물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 화학식 (V)로부터 선택되며:

    여기서,
    X1은 CR1 또는 N으로부터 선택되며;
    X2는 CR2 또는 N으로부터 선택되고;
    X3은 CR3 또는 N으로부터 선택되며;
    X4는 CR4 또는 N으로부터 선택되고;
    X5는 CR5 또는 N으로부터 선택되며;
    R1, R2, R3, R4, 및 R5는 전자-끄는 기, NO2, CN, 할로겐, Cl, F, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알킬, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C10 알킬, CF3, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 알콕시, 부분적으로 플루오르화된 또는 과플루오르화된 C1 내지 C6 알콕시, D 또는 H로부터 독립적으로 선택되고;
    X1 내지 X5 중 적어도 2개는 CR1 내지 CR5로부터 독립적으로 선택되며;
    별표 "*"는 결합 위치를 나타내는, 화합물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 유기 반도체층.
  11. 제10항의 적어도 하나의 유기 반도체층을 포함하는 유기 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    애노드층, 캐소드층, 적어도 하나의 광활성층 및 적어도 하나의 유기 반도체층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유기 반도체층은 애노드층과 적어도 하나의 광활성층 사이에 배열되는, 유기 전자 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 적어도 2개의 광활성층을 포함하고, 적어도 하나의 유기 반도체층은 제1 광활성층과 제2 광활성층 사이에 배열되는, 유기 전자 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    발광 장치, 박막 트랜지스터, 배터리, 디스플레이 장치 또는 광전지, 바람직하게는 발광 장치, 가장 바람직하게는 유기 발광 다이오드인, 유기 전자 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 유기 전자 장치를 포함하는 디스플레이 장치.
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