KR102293554B1 - 유기 광전자 장치에서 사용하기 위한 프탈이미드 및 카바졸 또는 이의 유사체 함유 화합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학식 A1의 순수 유기 분자, 및 광전자 장치에서의 그의 용도에 관한 것이다.
Figure 112019020681001-pct00158

여기에서,
A는 각 경우에 동일하거나 상이하며 CRb 또는 N이고;
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
각 경우의 R1는 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기이고;
R2는 각 경우에 동일하거나 상이하며, F, CF3 또는 CN이고;
적어도 1 내지 최대 4 개의 A는 N이거나, 적어도 하나의 Rb는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아닐기, 및 하위 화학식 T1 또는 T2의 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.

Description

유기 광전자 장치에서 사용하기 위한 프탈이미드 및 카바졸 또는 이의 유사체 함유 화합물
본 발명은 순수 유기 분자 및, 유기 발광 다이오드(OLED)와 기타 유기 광전자 장치에 있어서 이의 용도에 관한 것이다.
유기 광전자 장치는 전기 에너지가 광자로 변환되거나(유기 발광 다이오드, OLED 또는 발광전기화학전지, LEEC), 또는 역과정이 진행되는(유기 태양전지, OPV) 것을 특징으로 한다. 이러한 공정이 최대 효율로 진행되는 것이 여기에서 중요하다. 따라서, LED 분야에 있어서, 최대 광발광 양자 수율을 갖는 재료를 사용하는 것이 이상적으로 필요하다. OLED 재료의 제한된 효율은 열적으로 활성화된 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)을 나타내는 효율적인 재료의 사용을 통해 향상될 수 있는데, 이는, 순수 형광 물질과 대조적으로, OLED에서 형성된 엑시톤의 25%가 아니라 엑시톤의 100%까지 활용하는 것이 가능하기 때문이다. 여기에서, 생성된 삼중항 엑시톤을 단일항 엑시톤으로 변환할 수도 있으며, 이러한 상태로부터 이후 광자가 방출될 수 있다. 이러한 열적 재점유의 전제 조건은 최저 여기 단일항 준위(S1)와 삼중항 준위(T1) 사이의 작은 에너지 갭이다. 이는 예를 들어 구리(I) 착물의 사용을 통해(이 점에 관해서는, 예를 들어, H. Yersin, U. Monkowius, T. Fischer, T. Hofbeck, WO 2010/149748 A1 참조), 또는 순수 유기 물질에 의해(이 점에 관해서는, 예를 들어, Q. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14706, WO 2013161437 A1 참조) 달성될 수 있다.
이 분야의 집중적인 연구는 새로운 재료에 대한 필요성이 여전히 크다는 것을 보여준다. 예를 들어, 짙은 청색 및 하늘색 TADF OLED에 대한 수요가 여전히 있다. 기존의 청색 TADF 물질은 종종 긴 엑시톤 수명 및/또는 낮은 광발광 양자 수율을 나타내며, 이는 효율적이고 수명이 긴 OLED에 좋지 않다. 효율적인 청색 OLED에 사용될 수 있는 척도는 전력 효율(cd/A)과 OLED에 의해 방출된 광의 CIE 색좌표의 y 값(CIEy)의 비율, 즉 CIEy값으로 정규화된 효율이다. 언급된 물질의 특성뿐만 아니라, 입수 가능성도 마찬가지로 상용화와 관련이 있다. 이것은 합성 단위의 가용성 및 기능성 물질의 실제 합성(정제 포함)에 대한 복잡성도 포함한다.
본 발명에 의해 다루어지는 문제점은 청색광을 방출하는 OLED에서 에미터 재료로서 사용하기에 적합한 분자를 제공하는 것이다.
놀랍게도, 프탈이미드 수용체 단위와 함께 적절한 도너 단위를 사용함으로써, 높은 양자 수율 및 짧은 엑시톤 수명을 갖는 491 nm 미만의 파장에서 최대 방출을 갖는 분자를 얻을 수 있음이 밝혀졌다 스택 설계 최적화 후의 소자의 효율은 전형적으로 에미터 재료의 광발광 양자 수율 (PLQY)과 직접적으로 관련되기 때문에, 본 발명에 따른 분자에 대해 청색 OLED에 대한 전술한 공지 효율 지수와 유사한 기술 지표를 결정하였다. 이 청색 물질 지수(BMI)는 PLQY(%)와 본 발명에 따른 분자에 의해 방출된 광의 CIEy 색좌표의 비율로서 계산된다.
본 발명에 따른 유기 분자는 화학식 A1의 구조를 포함하거나 화학식 A1의 구조로 이루어진다.
Figure 112019020681001-pct00001
여기에서,
A는 각 경우에 동일하거나 상이하며 CRb 또는 N이고;
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 및 2,4,6-트리페닐페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
각 경우의 Ra는 H, 중수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
Rb는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 추가 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이고,
Figure 112019020681001-pct00002
다음과 같은 정의가 적용된다.
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다.
각 경우의 R1은 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기이다.
R2는 각 경우에 동일하거나 상이하며, F, CF3 또는 CN이고;
#는 A가 CRb인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 CRb의 C에 결합되는 지점을 나타내며, 여기서 Rb는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이고;
적어도 1 내지 최대 4개의 A는 N이거나, 또는 적어도 하나의 Rb는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
Figure 112019020681001-pct00003
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다.
#는 A가 CRb인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 CRb의 C에 결합되는 지점을 나타내며, 여기서 Rb는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이다.
일 구현예에서, 적어도 1 내지 최대 4개의 A는 N이거나, 적어도 하나의 Rb는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 또는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
Figure 112019020681001-pct00004
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
일 구현예에서, Rb는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rb는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
일 구현예에서, 유기 분자는 화학식 A2의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure 112019020681001-pct00005
여기에서,
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
Rc는 각 경우에 동일하거나 상이하며, CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 치환 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이고,
Figure 112019020681001-pct00006
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다.
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타낸다.
Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이고,
Figure 112019020681001-pct00007
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rd가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타나며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
Figure 112019020681001-pct00008
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타나며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, Rc는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rc는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
또 다른 일 구현예에서, 각각의 경우의 Rd는 H이다.
일 구현예에서, 유기 분자는 화학식 A3의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure 112019020681001-pct00009
여기에서,
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 치환 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
Figure 112019020681001-pct00010
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다.
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타낸다.
Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00011
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rd가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00012
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, Rc는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rc는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rd는 H이다.
또 다른 일 구현예에서 유기 분자는 화학식 A4의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure 112019020681001-pct00013
여기에서,
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
Rc는 각 경우에 동일하거나 상이하며, CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00014
Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기의 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00015
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc 및/또는 Rd가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00016
여기서 RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, Rc는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rc는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rd는 H이다.
또 다른 일 구현예에서, 유기 분자는 화학식 A5의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure 112019020681001-pct00017
여기에서,
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
Rc는 각 경우에 동일하거나 상이하며, CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이고,
Figure 112019020681001-pct00018
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타낸다.
Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기이고,
Figure 112019020681001-pct00019
여기에서 RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이다.
#는 Rd가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타낸다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00020
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, Rc는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rc는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rd는 H이다.
일 구현예에서, 유기 분자는 화학식 A6의 구조를 갖는다.
Figure 112019020681001-pct00021
여기에서,
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00022
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타낸다.
각 경우의 Rd는 H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00023
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rd가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00024
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이다.
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, Rc는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rc는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
또 다른 일 구현예에서, 각각의 경우의 Rd는 H이다.
또 다른 일 구현예에서, 유기 분자는 화학식 A7의 구조를 포함하거나 이로 이루어진다.
Figure 112019020681001-pct00025
여기에서,
RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
Ra는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00026
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이고;
RN3은 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타낸다.
Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며, H, 중수소, CF3, C(=O)R1, CN, 비치환이거나 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 아릴기, 비치환이거나 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기의 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00027
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이고;
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rd가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, 각 경우의 Rc는 CF3, C(=O)R1, CN, 하나 이상의 R2로 치환된 알킬기, 하나 이상의 R2로 치환되고, 선택적으로 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 아릴기, 비치환이거나 하나 이상의 R2 및/또는 하나 이상의 비치환 알킬기 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 알킬-치환 아릴기로 치환된 6-원 헤테로아릴기, 및 하위 화학식 T1의 기 또는 하위 화학식 T2의 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고,
Figure 112019020681001-pct00028
여기에서,
RN2는 알킬기, 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기, 또는 비치환이거나 하나 이상의 RN3로 치환된 헤테로아릴기이고;
RN3는 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기이고;
#는 Rc가 하위 화학식 T1의 기이거나 하위 화학식 T2의 기인 경우, 하위 화학식 T1 또는 T2의 기가 단일 결합을 통해 카바졸에 부착되는 지점을 나타내며;
나머지는 위에서 정의한 내용을 적용할 수 있다.
또 다른 일 구현예에서, Rc는 상기 정의된 바와 같되, 단 Rc는 피리딘 또는 피리미딘이 아니다.
또 다른 일 구현예에서, 각각의 경우의 Rd는 H이다.
일 구현예는 적어도 하나의 CN기를 갖는 화학식 A1, A2, A3, A4, A5, A6 또는 A7의 유기 분자에 관한 것이다.
각각의 경우 상기 언급한 라디칼로 치환될 수 있고 임의의 바람직한 위치를 통해 방향족계에 결합될 수 있는 아릴기는 본 발명의 맥락에서 벤젠, 나프탈렌, 안트라센 및 페난트렌으로부터 유래된 기를 의미하는 것으로 이해된다.
예시적인 페닐- 또는 알킬-치환된 6-원 아릴기는 특히 톨루엔, 에틸벤젠, i-프로필벤젠, t-부틸벤젠, i-부틸벤젠, o-크실렌(1,2- 디메틸벤젠), m-크실렌(1,3-디메틸벤젠), p-크실렌(1,4-디메틸벤젠), 1,5-디메틸벤젠, 1,2-디에틸벤젠, 1,3-디에틸벤젠, 1,4-디에틸벤젠, 1,5-디에틸벤젠, 1,2-디-i-프로필벤젠, 1,3-디-i-프로필벤젠, 1,4-디-i-프로필벤젠, 1,5-디-i-프로필벤젠, 1,2-디-t-부틸벤젠, 1,3-디-t-부틸벤젠, 1,4-디-t-부틸벤젠, 1,5-디-t-부틸벤젠, 메시틸렌(1,3,5-트리메틸벤젠), 1,3,5-트리에틸벤젠, 1,3,5-트리-i-프로필벤젠, 1,3,5-트리-t-부틸벤젠, 페닐벤젠, 1,2-디페닐벤젠, 1,3-디페닐벤젠, 1,4-디페닐벤젠, 및 1,3,5-트리페닐벤젠이다.
각각의 경우 상기 언급된 라디칼로 치환될 수 있고 임의의 바람직한 위치를 통해 헤테로방향족계에 결합될 수 있는 헤테로아릴기는 본 발명의 맥락에서 피리딘, 피리다진(1,2-디아진), 피리미딘(1,3-디아진), 피라진(1,4-디아진), 1,3,5-트리아진, 아크리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린 및 나프티리딘으로부터 유래된 기를 의미하는 것으로 이해된다.
예시적인 페닐- 또는 알킬-치환 6-원 헤테로아릴기는 특히 2-피콜린(2-메틸피리딘), 3-피콜린(3-메틸피리딘), 4-피콜린(4-메틸피리딘), 2-에틸피리딘, 3-에틸피리딘, 4-에틸피리딘, 2-i-프로필피리딘, 3-i-프로필피리딘, 4-i-프로필피리딘, 2-t-부틸피리딘, 3-t-부틸피리딘, 4-t-부틸피리딘, 2-i-부틸피리딘, 3-i-부틸피리딘, 4-i-부틸피리딘, 2,3-디메틸피리딘, 2,4-디메틸피리딘, 2,5-디메틸피리딘, 2,6-디메틸피리딘, 2,3-디에틸피리딘, 2,4-디에틸피리딘, 2,5-디에틸피리딘, 2,6-디에틸피리딘, 2,3-디-i-프로필피리딘, 2,4-디-i-프로필피리딘, 2,5-디-i-프로필피리딘, 2,6-디-i-프로필피리딘, 2,3-디-t-부틸피리딘, 2,4-디-t-부틸 피리딘, 2,5-디-t-부틸피리딘, 2,6-디-t-부틸피리딘, 2,4,6-트리메틸피리딘, 2,4,6-트리에틸피리딘, 2,4,6-트리-i-프로필피리딘, 2,4,6-트리-t-부틸피리딘, 2-메틸피리미딘, 4-메틸피리미딘, 5-메틸피리미딘, 2,4-디메틸피리미딘, 2,5-디메틸피리미딘, 4,5-디메틸피리미딘, 4,6-디메틸피리미딘, 2,4-디에틸피리미딘, 2,5-디에틸피리미딘, 4,5-디에틸피리미딘, 4,6-디에틸피리미딘, 2,4-디-i-프로필피리미딘, 2,5-디-i-프로필피리미딘, 4,5-디-i-프로필피리미딘, 4,6-디-i-프로필피리미딘, 2,4-디-t-부틸피리미딘, 2,5-디-t-부틸피리미딘, 4,5-디-t-부틸피리미딘, 4,6-디-t-부틸피리미딘, 2,4,5-트리메틸피리미딘, 2,4,5-트리에틸피리미딘, 2,4,5-트리-i-프로필피리미딘, 2,4,5-트리-t-부틸피리미딘, 2,4,5-트리메틸피리미딘, 2,4,6-트리에틸피리미딘, 2,4,6-트리-i-프로필피리미딘, 2,4,6-트리-t-부틸피리미딘, 4,5,6-트리메틸피리미딘, 4,5,6-트리에틸피리미딘, 4,5,6-트리-i-프로필피리미딘, 4,5,6-트리-t-부틸피리미딘, 4,5,6-트리메틸피리미딘, 2,4-디메틸-1,3,5-트리아진 및 2,4-디페닐-1,3,5-트리아진이다.
본 발명의 맥락에서, 개개의 수소 원자가 선택적으로 상기 언급된 기로 치환될 수 있는 알킬기는, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 시클로부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, t- 펜틸, 2-펜틸, 네오펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, s-헥실, t-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 네오헥실, 시클로헥실, 1-메틸시클로펜틸, 2-메틸펜틸, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 4-헵틸, 시클로헵틸, 1-메틸시클로헥실 라디칼을 의미하는 것으로 이해된다.
RN 라디칼은 임의의 위치를 통해 부착될 수있다. 본 발명의 맥락에서, 바이페닐은 예를 들어, 오르토-바이페닐, 파라-바이페닐 및 메타-바이페닐을 의미하고, 터페닐은 1,2-디페닐페닐, 1,3-디페닐페닐 및 1,4-디페닐페닐을 의미하고, 나프틸페닐은 예를 들어, 오르토-나프틸페닐, 메타-나프틸페닐 및 파라-나프틸페닐을 의미하는 것으로 이해된다. 예시적이고 따라서 비제한적인 구현예들은 다음과 같다:
Figure 112019020681001-pct00029
Figure 112019020681001-pct00030
Figure 112019020681001-pct00031
본 발명에 따른 분자는 높은 광발광 양자 수율 및 짧은 엑시톤 수명을 가지며, 따라서 청색 OLED에 유리한 에미터 재료이다.
본 발명의 일 구현예는 420 내지 490 nm, 더욱 바람직하게는 430 내지 470 nm, 훨씬 더 바람직하게는 440 내지 460 nm의 최대 방출을 갖는 유기 분자에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 150 μs 이하, 특히 100 μs 이하, 50 μs 이하 또는 10 μs 이하의 방출 수명을 갖고/갖거나, 120 nm 미만, 특히 100 nm 미만, 80 nm 미만 또는 60 nm 미만의 반-높이 폭을 갖는 주 방출 대역을 갖고/갖거나, 30% 초과, 특히 35% 초과, 40% 초과, 45% 초과, 50% 초과 또는 60% 초과의 광발광 양자 수율(PLQY)을 갖고/갖거나, 최하위 여기 단일항(S1) 상태와 그 아래의 삼중항(T1) 상태 사이의 △E(S1-T1) 값이 5000 cm-1 이하, 특히 3000 cm-1 이하, 또는 1500 cm-1 또는 1000 cm-1 이하인 유기 분자에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 분자는 150 초과, 특히 200 초과, 250 초과 또는 300 초과의 청색 물질 지수(BMI, 즉 PLQY(%)와 본 발명에 따른 분자에 의해 방출된 광의 CIEy 색좌표의 비율)를 갖는다.
△E(S1-T1) 값의 결정은 종래 기술에 공지된 컴퓨터 프로그램(예를 들어, TD-DFT 계산을 실행하는 Turbomole 프로그램을 이용하고 CC2 계산을 참조함)에 의한 양자-역학적 계산에 의해 수행되거나, 실험적 방법에 의해 더 자세히 설명된 대로 수행될 수 있다.
에너지 차 △E(S1-T1)는 소위 2 배수만큼 배가된 교환 적분을 통해 양자-역학적 수단에 의해 대략적으로 기술될 수 있다. 그 값은 분자 궤도의 중첩에 직접적으로 의존한다. 이러한 분자 궤도는 공간상의 상이한 영역에 걸쳐 분포한다(π or π* 분자 궤도에 걸쳐 부분적으로 비편재화됨). 이것은 서로 다른 분자 궤도 간의 전자 전이가 소위 전하 이동(CT) 전이를 나타내는 것을 의미한다. 전술한 분자 궤도의 중첩이 작을수록, 전자 전하 이동 특성은 더욱 두드러진다. 이는 교환 주기의 감소와 관련되고 따라서 에너지 차 △E(S1-T1)의 감소와 관련이 있다.
△E(S1-T1) 값은 다음과 같이 실험적으로 결정될 수 있다.
주어진 유기 분자에 대해, 에너지 갭 △E(S1-T1) = △E는 상기 식(1)을 사용하여 간단한 방식으로 구할 수 있다. 재정렬하면 다음과 같다:
ln{Int(S1→S0)/Int(T1→S0)} = ln {k(S1)/k(T1)} -(△E/kB)(1/T) (3)
강도 Int(S1→S0)과 Int(T1→S0)의 측정에는 임의의 상용 분광 광도계를 사용할 수 있다. 절대 온도 T의 역수에 대해 다양한 온도에서 측정한 (대수) 강도 비 ln{Int(S1→S0)/Int(T1→S0)}의 그래픽 플롯은 일반적으로 직선을 나타낸다. 측정은 일반적으로 실온(300 K) 내지 77 K 또는 4.2 K의 온도 범위 내에서 수행되며, 온도는 저온 유지 장치에 의해 조절된다. 강도는 (보정된) 스펙트럼으로부터 결정되며, Int(S1→S0)와 Int(T1→S0)는 각각, 분광 광도계에 통합된 프로그램을 통해 결정할 수 있는 적분된 형광 밴드 강도와 인광 밴드 강도를 나타낸다. 삼중항 대역은 단일항 대역보다 낮은 에너지이고, 온도가 떨어지면 강도가 증가하기 때문에 각각의 전이(밴드 강도)는 쉽게 구분된다. 측정은 산소를 포함하지 않는 희석 용액(약 10-2 mol/l)에서 수행되거나, 해당 분자로 구성된 박막에서 수행되거나, 해당 분자가 도핑된 막에서 수행된다. 용액을 샘플로 사용하는 경우, 2-메틸-THF, THF(테트라히도로푸란) 또는 지방족 탄화수소와 같이 저온에서 유리를 형성하는 용매 또는 용매 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 막을 샘플로 사용하는 경우, 유기 에미터 분자보다 훨씬 큰 단일항 에너지 및 삼중항 에너지를 갖는 매트릭스를 사용하는 것이 적합하다(예를 들어, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)). 이 막은 용액으로부터 도포될 수 있다.
직선의 기울기는 -△E/kB이다. kB = 1.380 10-23 JK-1 = 0.695 cm-1 K-1로 에너지 갭을 직접 결정할 수 있다.
동등한 고려 방식은 방출 감쇠 시간의 온도 의존성을 측정함으로써 △E(S1-T1) 값을 결정하는 것도 가능함을 보여준다.
저온(예를 들어, 저온 유지 장치를 사용한 77K 또는 4.2K)에서 형광 및 인광 스펙트럼을 기록함으로써 △E(S1-T1) 값의 간단한 근사치 추정도 가능하다. 따라서, △E(S1-T1) 값은 형광/인광 밴드의 고-에너지 상승 에지 사이의 에너지 차에 대략 상응한다.
유기 분자의 CT 특성이 두드러질수록 용매 극성의 함수로서의 전자 전이 에너지의 변화는 커진다. 따라서, 방출 에너지의 현저한 극성 의존성조차도 작은 △E(S1-T1) 값의 존재를 시사한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 유기 광전자 장치에서 발광 에미터 또는 호스트(host) 재료로서의 유기 분자의 용도에 관한 것으로, 특히 유기 광전자 장치는
· 유기 발광 다이오드(OLED),
· 발광 전기화학 전지,
· OLED 센서(특히, 외부로부터 밀봉 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서),
· 유기 다이오드,
· 유기 태양전지,
· 유기 트랜지스터,
· 유기 전계-효과 트랜지스터,
· 유기 레이저 및
· 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은
(a) 본 발명에 따른 적어도 하나의 유기 분자, 특히 에미터 및/또는 호스트로서의 유기 분자;
(b) 본 발명에 따른 유기 분자 이외의 적어도 하나(즉, 하나, 둘 이상)의 에미터 및/또는 호스트 재료(들) 및
(c) 선택적으로 적어도 하나의 염료 및/또는 적어도 하나의 유기 용매를 포함하거나 이들로 이루어진 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 유기 분자 및 하나 이상의 호스트 재료로 이루어진다. 호스트 재료(들)는 특히 본 발명에 따른 유기 분자의 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위보다 에너지가 더 높은 삼중항(T1) 및 단일항(S1) 에너지 준위를 갖는다. 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자뿐만 아니라 조성물은 전자-전달성 및 정공-전달성 호스트 재료를 포함한다. 정공-전달성 호스트 재료의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)와 최저준위 비점유 분자궤도(LUMO)는 특히 전자-전달성 호스트 재료보다 높은 에너지를 갖는다. 정공-전달성 호스트 재료의 HOMO는 본 발명에 따른 유기 분자의 HOMO보다 에너지적으로 낮지만, 전자-전달성 호스트 재료의 LUMO는 본 발명에 따른 유기 분자의 LUMO보다 에너지적으로 높다. 에미터와 호스트 재료(들) 사이에서 들뜬 복합체(exciplex) 형성을 피하기 위하여, 상기 재료들은 각각의 궤도 간 에너지 갭이 작도록 선택되어야 한다. 전자-전달성 호스트 재료의 LUMO와 본 발명에 따른 유기 분자의 LUMO 사이의 갭은 특히 0.5 eV 미만, 바람직하게는 0.3 eV, 훨씬 더 바람직하게는 0.2 eV 미만이다. 정공-전달성 호스트 재료의 HOMO와 본 발명에 따른 유기 분자의 HOMO 사이의 갭은, 특히 0.5 eV 미만, 바람직하게는 0.3 eV, 훨씬 더 바람직하게는 0.2 eV 미만이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 유기 분자 또는 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 유기 광전자 장치에 관한 것이다. 유기 광전자 장치는 특히 유기 발광 다이오드(OLED); 발광 전기화학 전지; OLED 센서(특히 외부로부터 밀봉 차폐되지 않은 기체 및 증기 센서); 유기 다이오드; 유기 태양전지; 유기 트랜지스터; 유기 전계-효과 트랜지스터; 유기 레이저 및 하향-변환 소자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 장치의 형태를 가진다.
유기 광전자 장치로서,
- 기판,
- 애노드,
- 캐소드(상기 애노드 또는 상기 캐소드는 상기 기판에 도포되어 있음), 및
- 애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는 적어도 하나의 발광층을 가지는 유기 광전자 장치는 본 발명의 또 다른 구현예이다.
일 구현예에서, 광전자 장치는 OLED이다. 일반적인 OLED는, 예를 들어, 다음의 층 구조를 가진다:
1. 기판(캐리어 재료)
2. 애노드
3. 정공 주입층(HIL)
4. 정공 수송층(HTL)
5. 전자 차단층(EBL)
6. 발광층(EML)
7. 정공 차단층(HBL)
8. 전자 수송층(ETL)
9. 전자 주입층(EIL)
10. 캐소드.
여기의 개별 층은 단지 선택적인 방식으로 존재한다. 또한, 이들 층들 중 2개 이상이 결합될 수 있다. 또한 개별 층은 소자에 2번 이상 나타날 수 있다.
일 구현예에서, 유기 소자의 적어도 하나의 전극은 반투명하다. 여기에서, "반투명"은 가시광선에 투명한 층을 의미한다. 여기의 반투명 층은 깨끗하고 속이 비칠 수 있다. 즉 투명하거나, 또는 적어도 부분적으로 광-흡수 및/또는 부분적으로 광-산란을 일으키기 때문에, 반투명 층은 예를 들어, 확산성 또는 유백색의 외관을 가질 수도 있다. 더 구체적으로, 여기에서 반투명이라고하는 층은 매우 실질적으로 투명하여, 특히 광의 흡수가 가능한 한 낮다.
또 다른 구현예에서, 유기 소자, 특히 OLED는 역구조를 가진다. 이러한 역구조는, 캐소드가 기판 상에 위치하고, 다른 층들이 이에 상응하여 역전되는 방식으로 도포되는 것을 특징으로한다.
1. 기판(캐리어 재료)
2. 캐소드
3. 전자 주입층(EIL)
4. 전자 수송층(ETL)
5. 정공 차단층(HBL)
6. 방출층/발광층(EML)
7. 전자 차단층(EBL)
8. 정공 수송층(HTL)
9. 정공 주입층(HIL)
10. 애노드
여기의 개별 층은 단지 선택적인 방식으로 존재한다. 또한, 이들 층들 중 2개 이상이 결합될 수 있다. 또한 개별 층은 소자에 2번 이상 나타날 수 있다.
역전된 OLED에서의 일 구현예에서, 일반적인 구조의 애노드 층, 예를 들어 ITO(인듐 주석 산화물) 층은 캐소드로서 연결된다.
또 다른 구현예에서, 유기 소자, 특히 OLED는 적층 구조를 가진다. 여기에서의 개별 OLED는 일반적인 경우처럼 다른 OLED와 나란히 배치되지 않으며 하나씩 다른 OLED 위에 배치된다. 적층 구조는 혼합광의 생성을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 이 구조는 일반적으로 청색, 녹색 및 적색 에미터로부터 방출된 광의 조합에 의해 전체 가시광 스펙트럼을 형성함으로써 생성되는 백색광의 생성에 사용될 수 있다. 또한, 실질적으로 동일한 효율과 동일한 광도로, 표준 OLED에 비해 현저히 긴 수명을 가질 수 있다. 적층 구조에 대하여, 2개의 OLED 사이에 소위 전하 생성층(CGL)을 선택적으로 사용할 수 있다. 이는 n-도핑 층과 p-도핑 층으로 구성되며, 일반적으로 n-도핑 층이 애노드에 더 가깝게 도포된다.
소위 탠덤(tandem) OLED의 일 구현예에서, 애노드와 캐소드 사이에서 2개 이상의 발광층이 발생한다. 일 구현예에서, 3개의 발광층이 서로 위, 아래로 배치되는데, 하나의 발광층이 적색광을, 다른 하나의 발광층이 녹색광을, 또 다른 하나의 발광층이 청색광을 방출하며, 선택적으로 추가의 전하 생성, 차단 또는 수송 층들이 각각의 발광층 사이에 도포된다. 또 다른 구현예에서, 각각의 발광층은 서로 직접 인접하도록 도포된다. 또 다른 구현예에서, 각각의 경우에 하나의 전하 생성층이 발광층 사이에 존재한다. 또한, OLED에서, 직접 인접한 발광층과 전하 생성층에 의해 분리된 발광층을 결합하는 것이 가능하다.
또한, 전극 및 유기층의 상부에 캡슐부(encapsulation)를 배치하는 것도 가능하다. 캡슐부는 예를 들어 유리 뚜껑 형태 또는 박막 캡슐화된 형태를 취할 수있다.
광전자 장치에 사용되는 캐리어 재료는, 예를 들어 유리, 석영, 플라스틱, 금속, 실리콘 웨이퍼이거나 임의의 다른 적합한 고체 또는 가요성 재료, 선택적으로 투명한 재료일 수 있다.
사용되는 캐리어 재료는, 예를 들어 층, 막, 시트 또는 적층체 형태의 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
광전자 장치에 사용되는 애노드는 투명 전도성 금속 산화물, 예를 들어, ITO(인듐 주석 산화물), 산화 아연, 산화 주석, 산화 카드뮴, 산화 티타늄, 산화 인듐 또는 산화 알루미늄 아연(AZO), Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12, 또는 상이한 투명 전도성 산화물들의 혼합물일 수 있다.
사용되는 HIL 재료는, 예를 들어, PEDOT:PSS(폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜:폴리스티렌술폰산), PEDOT(폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜), m-MTDATA(4,4',4''-트리스[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD(2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디페닐아미노)-9,9-스피로바이플루오렌), DNTPD(4,4'-비스[N-[4-{N,N-비스(3-메틸페닐)아미노}페닐]-N-페닐아미노]바이페닐), NPB(N,N'-비스-(1-나프탈레닐)-N,N'-비스페닐-(1,1'-바이페닐)-4,4'-디아민), NPNPB(N,N'-디페닐-N,N'-디-[4-(N,N-디페닐아미노)페닐]벤젠), MeO-TPD(N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤젠), HAT-CN(1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카보니트릴), 또는 스피로-NPD(N,N'-디페닐-N,N'-비스-(1-나프틸)-9,9'-스피로바이플루오렌-2,7-디아민)일 수 있다. 예로서, 이러한 층 두께는 10 내지 80 nm이다. 또한, 소분자(예를 들어, 구리 프탈로시아닌(CuPc, 예를 들어 두께 10 nm)), 또는 예를 들어 MoO3, V2O5와 같은 금속 산화물을 사용할 수 있다.
사용되는 HTL 재료는 3차 아민, 카바졸 유도체, 폴리스티렌술폰산-도핑 폴리에틸렌디옥시티오펜, 캠퍼술폰산-도핑 폴리아닐린 폴리-TPD(폴리(4-부틸페닐디페닐아민)), [알파]-NPD(폴리(4-부틸페닐디페닐아민)), TAPC(4,4'-시클로헥실리덴비스[N,N-비스(4-메틸페닐)벤젠아민]), TCTA(트리스(4-카바졸릴-9-일페닐)아민), 2-TNATA(4,4',4''-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민), 스피로-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN, 또는 TrisPcz (9,9'-디페닐-6-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H,9'H-3,3'-바이카바졸)일 수 있다. 예로서, 이러한 층 두께는 10 내지 100 nm이다.
HTL은 유기 정공-전도성 매트릭스 내에 무기 또는 유기 도펀트(dopant)를 갖는 p-도핑 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 또는 텅스텐 산화물과 같은 전이금속 산화물을 무기 도펀트로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 구리 펜타플루오로벤조에이트(Cu(I)pFBz) 또는 전이금속 착물을 유기 도펀트로서 사용할 수 있다. 예로서, 이러한 층 두께는 10 내지 100 nm이다.
사용되는 전자 차단층 재료는 예를 들어, mCP (1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠), TCTA, 2-TNATA, mCBP (3,3-디(9H-카바졸-9-일)바이페닐), 트리스-Pcz (9,9'-디페닐-6-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H,9'H-3,3'-바이카바졸), CzSi (9-(4-터트-부틸페닐)-3,6-비스(트리페닐실릴)-9H-카바졸) 또는 DCB (N,N'-디카바졸릴-1,4-디메틸벤젠)일 수 있다. 예로서 이러한 층 두께는 10 내지 50 nm이다.
에미터층(EML) 또는 발광층은 에미터 재료, 또는 적어도 2개의 에미터 재료와 선택적으로 하나 이상의 호스트 재료를 포함하는 혼합물로 이루어지거나 이를 포함한다. 적절한 호스트 재료로는, 예를 들어, mCP, TCTA, 2-TNATA, mCBP, CBP(4,4'-비스-(N-카바졸릴)-바이페닐), Sif87(디벤조[b,d]티오펜-2-일트리페닐실란), Sif88(디벤조[b,d]티오펜-2-일)디페닐실란) 또는 DPEPO(비스[2-((옥소)디페닐포스피노)페닐]에테르)가 있다. 녹색 또는 적색 범위에서 발광하는 에미터 재료, 또는 적어도 2개의 에미터 재료를 포함하는 혼합물의 경우, CBP와 같은 일반적인 매트릭스 재료가 적합하다. 청색 범위에서 발광하는 에미터 재료, 또는 적어도 2개의 에미터 재료를 포함하는 혼합물의 경우, UHG 매트릭스 재료(초고에너지 갭 재료) (예를 들어, M. E Thompson 등, Chem. Mater. 2004, 16, 4743 참조), 또는 다른 소위 와이드-갭 매트릭스 재료가 사용될 수 있다. 예로서, 이러한 층 두께는 10 내지 250 nm이다.
정공 차단층(HBL)은, 예를 들어, BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 = 바토커프로인), 비스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)-(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(BAlq), Nbphen(2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3(알루미늄 트리스(8-하이드록시퀴놀린)), TSPO1(디페닐-4-트리페닐실릴페닐포스핀옥사이드), 또는 TCB/TCP(1,3,5-트리스(N-카바졸릴)벤젠/1,3,5-트리스(카바졸)-9-일)벤젠)을 포함할 수 있다. 예로서, 이러한 층 두께는 10 내지 50 nm이다.
전자 수송층(ETL)은, 예를 들어, AlQ3, TSPO1, BPyTP2(2,7-디(2,2'-바이피리딘-5-일)트리페닐), Sif87, Sif88, BmPyPhB(1,3-비스[3,5-디(피리딘-3-일)페닐]벤젠), 또는 BTB(4,4'-비스-[2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아지닐)]-1,1'-바이페닐)을 기반으로 한 재료를 포함할 수 있다. 예로서, 이러한 층 두께는 10 내지 200 nm이다.
얇은 전자 주입층(EIL)용 재료로서, 예를 들어 CsF, LiF, 8-하이드록시퀴놀리놀라토리튬(Liq), Li2O, BaF2, MgO 또는 NaF를 사용할 수 있다.
캐소드층에 사용되는 재료로서, 예를 들어 Al, Al > AlF, Ag, Pt, Au, Mg, Ag:Mg과 같은 금속 또는 합금을 사용할 수 있다. 일반적인 층 두께는 100 내지 200 nm이다. 특히, 공기 중에서 안정하고/하거나, 예를 들어 얇은 보호 산화물층을 형성하여 자가 부동태화되는 하나 이상의 금속이 사용된다.
캡슐부에 적합한 재료는, 예를 들어, 알루미늄 산화물, 바나듐 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 하프늄 산화물, 란타늄 산화물, 탄탈륨 산화물이다.
본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 유기 분자는 발광층(EML)에서 발광 물질로 사용되며, 순수한 층의 형태로 또는 하나 이상의 호스트 재료와 조합하여 사용된다.
본 발명의 일 구현예는, 1000 cd/m2에서의 외부 양자 효율(EQE)이 5% 초과, 특히 8% 초과, 특히 10% 초과, 또는 13% 초과, 또는 16% 초과, 특히 20% 초과이고/이거나, 420 nm 내지 500 nm, 특히 430 nm 내지 490 nm, 또는 440 nm 내지 480 nm, 특히 450 nm 내지 470 nm의 파장에서 최대 방출을 갖고/갖거나, 500 cd/m2에서의 LT80 값이 30시간 초과, 특히 70시간 초과, 또는 100시간 초과, 또는 150시간 초과, 특히 200시간 초과인 유기 광전자 장치에 관한 것이다.
광발광 장치, 특히 OLED의 발광층에서의 다른 구현예에서, 에미터층(EML) 내 본 발명에 따른 유기 분자의 질량 분율은 1 내지 80%이다. 본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 일 구현예에서, 발광층은 기판에 도포되며, 바람직하게는, 기판에 애노드와 캐스드가 도포되고 애노드와 캐소드 사이에 발광층이 도포된다.
일 구현예에서, 발광층은 본 발명에 따른 유기 분자만을 100% 농도로 가지며, 애노드와 캐소드가 기판에 도포되고, 애노드와 캐소드 사이에 발광층이 도포된다.
본 발명에 따른 유기 광전자 장치의 일 구현예에서, 애노드와 캐소드 사이에 정공 주입층과 전자 주입층이 도포되고, 정공 주입층과 전자 주입층 사이에 정공 수송층과 전자 수송층이 도포되고, 정공 수송층과 전자 수송층 사이에 발광층이 도포된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 유기 광전자 장치는 기판, 애노드, 캐소드 및 적어도 하나의 정공 주입층과 하나의 전자 주입층 및, 적어도 하나의 정공 수송층과 하나의 전자 수송층 및, 본 발명에 따른 유기 분자를 포함하는 적어도 하나의 발광층 및, 삼중항(T1)과 단일항(S1)의 에너지 준위가 유기 분자의 삼중항(T1)과 단일항(S1)의 에너지 준위보다 에너지가 더 높은 하나 이상의 호스트 재료를 가지며, 애노드와 캐소드가 기판에 도포되고, 애노드와 캐소드 사이에 정공 주입층과 전자 주입층이 도포되고, 정공 주입층과 전자 주입층 사이에 정공 수송층과 전자 수송층이 도포되고, 정공 수송층과 전자 수송층 사이에 발광층이 도포된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 광전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 유기 분자가 사용된다.
일 구현예에서, 제조 방법은 진공증착법에 의해 또는 용액으로부터 본 발명에 따른 유기 분자를 처리하는 공정을 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 광전자 장치를 제조하는 방법을 포함하며, 광전자 장치의 적어도 한 층은
- 승화법으로 코팅되고/되거나,
- OVPD(유기 기상 증착) 방법에 의해 코팅되고/되거나,
- 캐리어 기체 승화법에 의해 코팅되고/되거나,
- 용액으로부터 또는 프린팅 방법에 의해 생성된다.
본 발명에 따른 광전자 장치의 제조에는 알려진 방법들이 사용된다. 일반적으로, 층들은 연속적인 증착 프로세스 단계들에서 적절한 기판에 개별적으로 도포된다. 기상 증착에서, 열증발, 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD)과 같은 통상적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있다. 능동형-매트릭스 OLED 디스플레이의 경우, 증착은 기판으로서 AMOLED 뒤판 상에 수행된다.
대안적으로, 적절한 용매 중의 분산액 또는 용액으로부터 층을 도포할 수 있다. 예시적인 적절한 코팅 방법은 스핀-코팅, 딥-코팅 및 제트 프린팅 방법이다. 개별 층은 동일한 코팅 방법 또는 각 경우 상이한 코팅 방법을 통해, 본 발명에 따라 제조될 수 있다.
실시예
일반적인 방법
GM1:
Figure 112019020681001-pct00032
환류 냉각기가 달린 둥근 바닥 플라스크에서 E1(1 당량)을 빙초산에 현탁시킨다. A1(1.1 당량)을 첨가한 후, 혼합물을 100℃에서 3시간 동안 교반한다. 냉각 후, 반응 용액을 회전 증발기에서 가능한 한 농축시킨다. 잔류물을 CH2Cl2에 용해시키고, 포화 Na2CO3로 2회 세척한다. 합쳐진 유기상을 MgSO4상에서 건조시킨다. 회전 증발기에서 용매를 제거한다. 고진공 하에서 건조시킨 후, 생성물로서 E2을 얻고, 이는 이후 일반적으로 추가 정제없이 사용할 수 있다. 필요한 경우, 생성물 E2는 재결정화에 의해 추가로 정제될 수 있다.
예시적인 A1 및 E2 조합
Figure 112019020681001-pct00033
Figure 112019020681001-pct00034
Figure 112019020681001-pct00035
Figure 112019020681001-pct00036
GM2:
Figure 112019020681001-pct00037
프탈이미드 E2(1 당량), 카바졸 유도체 E3(1 당량) 및 K3PO4(2 당량)이 채워진 둥근 바닥 플라스크를 5분 동안 배기시킨다. 불활성 가스 분위기 하에서, DMSO(건조)를 첨가하고, 반응 용액을 100℃에서 16시간 동안 교반한다. 냉각 후, 반응 용액을 물에 붓고 CH2Cl2로 추출한다. CH2Cl2로 다시 추출한 후, 합쳐진 유기상을 물 및 포화-NaCl 용액으로 2회 세척한다. 이어서, MgSO4상에서 건조시키고 회전 증발기에서 용매를 제거한다. 각각의 생성물은 재결정화에 의해 정제될 수 있다.
GM3:
Figure 112019020681001-pct00038
n = 1 내지 4, m = 0 내지 4
E2(1.2 당량), 브롬-치환 카바졸 E4(1.0 당량) 및 K3PO4 (2 당량)이 채워진 둥근 바닥 플라스크를 5분 동안 배기시킨다. 불활성 가스 분위기 하에서, DMSO(건조)를 첨가하고, 반응 용액을 100℃에서 16시간 동안 교반한다. 냉각 후, 반응 용액을 물에 붓고 CH2Cl2로 추출한다. CH2Cl2로 다시 추출한 후, 합쳐진 유기상을 물 및 포화-NaCl 용액으로 2 회 세척한다. 이어서, MgSO4상에서 건조시키고 회전 증발기에서 용매를 제거한다. 각각의 생성물은 재결정화에 의해 정제될 수 있다.
본 발명에 따라 브롬-치환 카바졸 대신 염소- 또는 요오드-치환 카바졸을 또한 사용할 수 있다.
예시적인 E4 및 E5 조합
Figure 112019020681001-pct00039
Figure 112019020681001-pct00040
GM4:
1 단계
Figure 112019020681001-pct00041
E5(1.00 당량), 비스(피나콜라토)디보론(1.5 Х (n+m) 당량), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.01 당량), 2-(디시클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리이소프로필바이페닐(0.04 당량) 및 3염기성 인산칼륨(3n + 3m 당량)을 110℃에서 12 내지 24시간 동안 디옥산에서 질소하에 교반한다. 수득된 미정제 생성물은 재결정화에 의해 정제될 수 있다.
2 단계
Figure 112019020681001-pct00042
E6(1.00 당량), Rb-Cl(1.3n + 1.3m 당량), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.01 당량), 2-(디시클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리이소프로필바이페닐(0.04 당량) 및 3염기성 인산칼륨(2.5n + 2.5m 당량)을 100℃ 에서 12 내지 24시간 동안 톨루엔/물(10:1) 혼합물에서 질소하에 교반한다. 수득된 미정제 생성물을 플래시 크로마토그래피 또는 재결정화에 의해 정제한다.
본 발명에 따라 Rb-Cl 대신 Rb-Br 또는 Rb-I를 사용할 수도있다.
GM5:
Figure 112019020681001-pct00043
E5(1.00 당량), Rb 라디칼의 적절한 보론산 E7(1.3n + 1.3m 당량), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.01 당량), 2-(디시클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리이소프로필바이페닐(0.04 당량) 및 3염기성 인산칼륨(3n + 3m 당량)을 110℃에서 12 내지 24시간 동안 디옥산에서 질소하에 교반한다. 수득된 미정제 생성물을 플래쉬 크로마토그래피 또는 재결정화에 의해 정제한다.
본 발명에 따라 보론산 대신 이에 상응하는 보론산 에스터를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 분자는 GM2 또는 GM3와 GM4의 조합 또는 GM3와 GM5의 조합에 따라 각각 얻을 수 있다. 합성 경로로부터의 생성물은 각각의 경우에 단지 정제 전에 얻어진 수율 또는 순도가 상이하다. 적절한 정제 후, 생성물의 품질은 동일하다.
밀도 함수 이론에 의한 계산
분자 구조의 최적화를 위해, RI(resolution-of-identity) 근사법(Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9136-9148; Becke, A.D., J.Chem.Phys. 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, R.G. Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789)을 사용하여, BP86 기능(Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827)이 사용되었다. B3LYP 기능(Becke, A.D., J.Chem.Phys. 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, R.G. Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789; Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 58 (1980) 1200-1211; Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J.Phys.Chem. 98 (1994) 11623-11627)을 사용하여 시간 의존적 DFT 방법(TD-DFT)에 의해 BP86 최적화 구조에서의 여기 에너지를 계산하였다. 모든 계산에서 def2-SV(P) 베이시스 세트(Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305; Rappoport, D.; Furche, F. J. Chem. Phys. 2010, 133, 134105/1-134105/11)와 m4 그리드가 수치 적분을 위해 사용되었다. 모든 DFT 계산은 Turbomole 소프트웨어 패키지(버전 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, Karlsruhe 대학 및 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH(1989-2007), TURBOMOLE GmbH(2007년 이후; http://www.turbomole.com)에 의해 개발)를 사용하여 수행되었다.
광물리적 측정
광학 유리의 전처리
모든 유리 제품(석영 유리로 만든 큐벳 및 기판, 직경: 1 cm)은 매번 사용 후 세척하였다. 디클로로메탄, 아세톤, 에탄올, 탈염수로 매번 3회 세척하여 5%의 Hellmanex 용액에 24시간 동안 둔 후, 탈염수로 완전히 씻어 내었다. 건조를 위해, 광학 유리 제품을 질소로 불어 건조시켰다.
샘플 준비: 용액
1~2 mg의 샘플을 100 ml의 특정 용매에 용해시켰다(농도 10-5 mol/l). 큐벳을 기밀 밀봉하고 10분 동안 탈기시켰다.
샘플 준비, 막: 스핀-코팅 (기기: Spin150, SPS euro.)
샘플 농도는 톨루엔 또는 클로로벤젠에서 10 mg/ml에 해당하였다.
프로그램: 1) 400 rpm 으로 3초; 2) 1000 rpm/s 에서 1000 rpm 으로 20초. 3) 1000 rpm/s 에서 4000 rpm 으로 10초. 코팅 후, 막을 LHG 정밀 전열판 위에서 1분 동안 공기 중 70°C에서 건조하였다.
흡수 분광법
용액: UV-vis 스펙트럼을 Thermo Scientific 기기(모델: Evolution 201)에 기록하였다. (샘플 준비: 용액 참조)
막: UV-vis 스펙트럼을 Thermo Scientific 기기(모델: Evolution 201)에 기록하였다. (샘플 준비, 막: 스핀-코팅 참조)
광발광 분광법 및 TCSPC
정상 상태 방출 분광법은, 150 W 크세논 아크 램프, 여기 및 방출 모노크로메이터 및 Hamamatsu R928 광전자 증배관 및 TSCPC 옵션이 장착된 Horiba Scientific 형광 분광기(모델: FluoroMax-4)를 사용하여 수행하였다. 방출 및 여기 스펙트럼을 표준 보정 곡선을 이용해 보정하였다.
마찬가지로, Horiba Yvon Jobin의 FM-2013 부속품과 TCSPC 허브가 있는 TCSPC 방법을 이용한 이 시스템으로 방출 감쇠 시간을 측정하였다. 여기 원(excitation source): NanoLED 370(파장: 371 nm, 펄스 지속 시간: 1.1 ns), NanoLED 290(파장: 294 nm, 펄스 지속 시간: 1 ns 미만), SpectraLED 310(파장: 314 nm), SpectraLED 355(파장: 355 nm).
평가(지수 피팅)는 DataStation 소프트웨어 패키지와 DAS 6 평가 소프트웨어를 사용하여 수행하였다. 피팅은 카이 제곱(chi-squared) 방법으로 수행하였다.
Figure 112019020681001-pct00044
식에서 ei는 피팅에 의해 예측된 파라미터이고 oi는 측정된 파라미터이다.
양자 효율의 측정
광발광 양자 수율(PLQY)은 Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G 시스템(Hamamatsu Photonics)을 이용해 측정하였다. 이 시스템은 150 W 크세논 가스 방전 램프, 자동 조절 Czerny-Turner 모노크로메이터(250~950 nm), 및 고반사율 Spectralon 코팅(테플론 유도체)이 되어 있는 Ulbricht 구로 구성되며, 광섬유 케이블을 통해 1024 x 122 픽셀(크기 24 x 24 μm)의 BT (back-thinned)-CCD 칩이 있는 PMA-12 다중채널 검출기에 연결된다. 양자 효율과 CIE 좌표는 G9920-OXG(PMA-12) 용 U6039-05 소프트웨어(버전 3.6.0.)를 사용하여 평가하였다. 최대 방출은 nm 단위로, 양자 효율 Φ는 % 단위로, CIE 색좌표는 x, y 값으로 기록한다.
다음의 프로토콜에 의해 중합체 필름, 용액 및 분말 샘플에 대한 PLQY를 측정하였다.
1) 품질 보증의 성능: 사용된 기준 물질은 알려진 농도의 에탄올 중의 안트라센이다.
2) 여기 파장의 측정: 유기 분자의 최대 흡수 값을 먼저 결정하고, 그 파장으로 여기시켰다.
3) 샘플 분석 성능: 탈가스화한 용액과 막의 절대 양자 수율은 질소 분위기에서 측정하였다. 다음의 식에 따라 시스템 내에서 계산을 수행하였다:
Figure 112019020681001-pct00045
식에서 n광자는 광자 수이고 Int는 강도이다.
기상으로부터의 유기 전계 발광 장치의 제조 및 특성
본 발명에 따른 유기 분자를 사용하면, 진공 승화 방법을 사용하여 OLED 장치를 제조할 수 있다. 한 층에 2개 이상의 소자가 포함된 경우 이들의 비율은 질량 퍼센트 단위로 기록된다.
아직 최적화되지 않은 OLED는 표준 방식으로 특성화될 수 있다. 이 목적을 위해, 전계 발광 스펙트럼, 포토 다이오드에 의해 검출된 광으로부터 계산된 휘도의 함수로서의 외부 양자 효율(%로 측정) 및 전류가 기록된다. OLED의 수명은 전계 발광 스펙트럼의 시간에 대한 플롯으로부터 결정될 수 있다. 여기에서 기록된 LT50 값은 휘도가 시작 값의 50%로 떨어진 시간을 나타낸다. 마찬가지로, LT70 값은 휘도가 시작 값의 70%로 떨어진 시간을 나타낸다.
실시예 1
Figure 112019020681001-pct00046
실시예 1은 GM2에 따라 3-트리플루오로 메틸-9H-카바졸 및 N-메시틸-3-플루오로프탈이미드로부터 수율 49%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.40(m, 1H), 8.17(dt, J = 7.7, 1.0 Hz, 1H), 8.15(dd, J = 7.4, 1.0 Hz, 1H), 8.05(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.97(dd, J = 8.0, 1.0 Hz, 1H), 7.63(dd, J = 8.8, 1.8 Hz, 1H), 7.46(ddd, J = 8.3, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.37(ddd, J = 8.0, 7.3, 1.0 Hz, 1H), 7.28 - 7.24(m, 3H), 6.95-6.92(m, 2H), 2.27(s, 3H), 2.11(s, 3H), 2.09(s, 3H).
19F NMR(471 MHz, CDCl3) δ-60.38.
도 1은 실시예 1 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 469 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 39%이고, 반치전폭(FWHM)은 90 nm(0.49 eV)이다. 0.24의 CIEy 및 163의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 7.5 μs 이다.
실시예 2
Figure 112019020681001-pct00047
실시예 2는 GM2에 따라 3-트리플루오로 메틸-9H-카바졸 및 N-메시틸-3-플루오로프탈이미드로부터 수율 67%로 제조되었다.
도 2는 실시예 2 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 458 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 34% 이고, 반치전폭(FWHM)은 88 nm(0.50 eV)이다. 0.19의 CIEy 및 179의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 10.5 μs 이다.
실시예 3
Figure 112019020681001-pct00048
실시예 3은 GM2에 따라 2-트리플루오로 메틸-9H-카바졸 및 N-메시틸-3-플루오로프탈이미드로부터 수율 57%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.22(d, J = 8.1 Hz, 1H), 8.18(dt, J = 7.8, 0.9 Hz, 1H), 8.15(dd, J = 7.4, 1.0 Hz, 1H), 8.06(t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.97(dd, J = 8.0, 0.9 Hz, 1H), 7.56(dd, J = 8.2, 1.4 Hz, 1H), 7.48(ddd, J = 8.3, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.44(s, 1H), 7.37(td, J = 7.6, 0.9 Hz, 1H), 7.31(d, J = 8.3 Hz, 1H), 6.95(s, 1H), 6.93(s, 1H), 2.27(s, 3H), 2.12(s, 3H), 2.09(s, 3H).
도 3은 실시예 3 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 467 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 46% 이고, 반치전폭(FWHM)은 86 nm(0.47 eV)이다. 0.22의 CIEy 및 209의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 8.5 μs 이다.
실시예 4
Figure 112019020681001-pct00049
실시예 4는 GM5에 따라 3-(3,6-디브로모카바졸릴)-N-메틸프탈이미드 및 2,4-트리플루오로메틸페닐-1-보론산으로부터 44%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.09(m, 2H), 8.06(dd, J = 7.2, 1.2 Hz, 1H), 8.05 - 8.03(m, 2H), 7.99(t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.95(dd, J = 8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.88 - 7.83(m, 2H), 7.63(d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.39(dd, J = 8.4, 1.6 Hz, 2H), 7.23(d, J = 8.4 Hz, 2H), 3.16(s, 3H).
19F NMR(471 MHz, CDCl3) δ-57.00, -62.66.
도 4는 실시예 4 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 465 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 50% 이고, 반치전폭(FWHM)은 89 nm(0.49 eV)이다. 0.21의 CIEy 및 238의 BMI가 확인되었다.
실시예 5
Figure 112019020681001-pct00050
실시예 5는 GM2에 따라 3-시아노-9H-카바졸 및 N-메시틸-3-플루오로프 탈이미드로부터 수율 62%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.47 - 8.43(m, 1H), 8.18-8.14(m, 2H), 8.07(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.96(dd, J = 8.0, 1.0 Hz, 1H), 7.64(dd, J = 8.5, 1.6 Hz, 1H), 7.49(ddd, J = 8.4, 7.3, 1.2 Hz, 1H), 7.42-7.37(m, 1H), 7.28-7.22(m, 2H), 6.93(m, 2H), 2.27(s, 3H), 2.10(s, 3H), 2.07(s, 3H).
도 5는 실시예 5 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 462 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 36% 이고, 반치전폭(FWHM)은 87 nm(0.49 eV)이다. 0.20의 CIEy 및 180의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 6.6 μs 이다.
실시예 6
Figure 112019020681001-pct00051
실시예 6은 GM5에 따라 3-(3,6-디브로모카바졸릴)-N-메틸프탈이미드 및 2-시아노페닐보론산으로부터 수율 61%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.38(d, J = 1.7 Hz, 2H), 8.06(dd, J = 7.3, 1.1 Hz, 1H), 7.99(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.93(dd, J = 7.9, 1.1 Hz, 1H), 7.83 - 7.78(m, 2H), 7.71 - 7.63(m, 6H), 7.45(ddd, J = 7.8, 6.4, 2.3 Hz, 2H), 7.28(d, J = 8.5 Hz, 2H), 3.15(d, J = 1.1 Hz, 3H).
도 6은 실시예 6 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 477 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 56% 이고, 반치전폭(FWHM)은 93 nm(0.48 eV)이다. 0.30의 CIEy 및 187의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 59 μs 이다.
실시예 7
Figure 112019020681001-pct00052
실시예 7은 GM5에 따라 3-(3,6-디브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이드 및 피리미딘-5-보론산으로부터 22%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 9.22(s, 2H), 9.07(s, 4H), 8.40(d, J = 1.7 Hz, 2H), 8.21-8.17(m, 1H), 8.11(t, J = 7.7 Hz, 1H), 8.06 - 8.01(m, 1H), 7.65(dd, J = 8.5, 1.8 Hz, 2H), 7.39(d, J = 8.5 Hz, 2H), 6.93(s, 2H), 2.26(s, 3H), 2.11(s, 6H).
도 7은 실시예 7 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 490 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 58% 이고, 반치전폭(FWHM)은 97 nm(0.48 eV)이다. 0.38의 CIEy 및 153의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 9.8 μs 이다.
실시예 8
Figure 112019020681001-pct00053
실시예 8은 GM2에 따라 N-메시틸-3- 플루오로프탈이미드 및 9H-피리도[2,3-b]인돌로부터 26%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.41-8.35(m, 2H), 8.14-8.11(m, 1H), 8.09(dd, J = 6.4, 2.0 Hz, 1H), 8.06-8.00(m, 2H), 7.47(td, J = 7.6, 7.1, 1.2 Hz, 1H), 7.38-7.33(m, 2H), 7.25(dd, J = 7.7, 4.9 Hz, 1H), 6.93(s, 1H), 6.91(s, 1H), 2.26(s, 3H), 2.14(s, 3H), 2.08(s, 3H).
도 8은 실시예 8 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 448 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 32% 이고, 반치전폭(FWHM)은 86 nm(0.51 eV)이다. 0.15의 CIEy 및 213의 BMI가 확인되었다.
실시예 9
Figure 112019020681001-pct00054
실시예 9는 하기 방법으로 합성하였다:
질소 분위기 하의 Schlenk 플라스크에서, 건조 DMF(브롬화아릴의 mmol 당 2 ml) 중 3-(2-브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드(1 당량) 및 CuCN(1.5 당량)을 150℃에서 24시간 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 형성된 갈색 침전물을 여과하고 DMF로 세척하였다. 여액에 물의 부피를 2배로 함으로써, 미정제 생성물을 황록색 고체로서 침전시켰다. 침전물을 여과하고, 물로 세척하고, 에틸 아세테이트에 용해시켰다. 생성된 용액을 MgSO4상에서 건조시키고 용매를 감압하에 제거하였다. 잔류물을 MPLC(용리제: CH2Cl2/시클로헥산 50:50~100:0)로 정제하였다. 수율: 12%.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.20(dd, J = 8.0, 0.7 Hz, 1H), 8.19-8.15(m, 2H), 8.08(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.97(dd, J = 8.0, 1.0 Hz, 1H), 7.56(dd, J = 8.1, 1.3 Hz, 1H), 7.53-7.47(m, 2H), 7.38(ddd, J = 8.0, 7.2, 0.9 Hz, 1H), 7.30-7.27(m, 1H), 6.95(s, 1H), 6.93(s, 1H), 2.28(s, 3H), 2.14(s, 3H), 2.08(s, 3H).
도 9는 실시예 9 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 463 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 36% 이고, 반치전폭(FWHM)은 87 nm(0.48 eV)이다. 0.21의 CIEy 및 171의 BMI가 확인되었다.
실시예 10
Figure 112019020681001-pct00055
실시예 10은 GM5에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-메틸프탈이미드 및 2,4-비스(트리플루오로메틸)페닐보론산으로부터 46%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.14(dt, J = 7.7, 0.9 Hz, 1H), 8.10(d, J = 1.6 Hz, 1H), 8.06-8.04(m, 1H), 8.03(dd, J = 7.3, 1.1 Hz, 1H), 7.98-7.93(m, 1H), 7.90(dd, J = 8.0, 1.1 Hz, 1H), 7.88-7.84(m, 1H), 7.63(d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.43(ddd, J = 8.4, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.37-7.31(m, 2H), 7.20(d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.18-7.16(m, 1H), 3.14(s, 3H).
19F NMR(471 MHz, CDCl3) δ -57.02, -62.64.
도 10은 실시예 10 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 474 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 61% 이고, 반치전폭(FWHM)은 92 nm(0.49 eV)이다. 0.28의 CIEy 및 218의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 7.0 μs 이다.
실시예 11
Figure 112019020681001-pct00056
실시예 11은 GM5에 따라 3-(1-브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드 및 4-시아노페닐보론산으로부터 22%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.22(dd, J = 7.8, 1.2 Hz, 1H), 8.19-8.16(m, 1H), 7.80(dd, J = 7.4, 0.9 Hz, 1H), 7.56(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.44-7.37(m, 3H), 7.37-7.24(m, 7H), 7.05(dt, J = 8.2, 0.9 Hz, 1H), 6.96(s, 1H), 6.90(s, 1H), 2.27(s, 3H), 2.15(s, 3H), 1.99(s, 3H).
도 11은 실시예 11 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 482 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 61% 이고, 반치전폭(FWHM)은 94 nm(0.48 eV)이다. 0.33의 CIEy 및 185의 BMI가 확인되었다.
실시예 12
Figure 112019020681001-pct00057
실시예 12는 하기 방법으로 제조되었다:
환류 응축기가있는 2-구 플라스크에서 질소 분위기하에 건조 DMF 중, 3-(1-브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드(1 당량) 및 CuCN(1.5 당량)을 15시간에 걸쳐 250℃로 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 동일한 부피의 물을 첨가하여 미정제 생성물을 반응 용액으로부터 침전시켰다. 침전물을 여과하고 CH2Cl2로 처리하였다. 생성된 용액을 물로 세척하고, MgSO4상에서 건조시키고, 용매를 감압하에 제거하였다. 잔류물을 뜨거운 에탄올로 세척하였다. 세척 용액을 버리고 잔류물을 톨루엔으로부터 재결정화하였다. 수율: 69%.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d): δ = 8.35(dd, J = 7.9, 1.2 Hz, 1H), 8.19(dd, J = 7.4, 1.0 Hz, 1H), 8.16(dt, J = 7.8, 0.9 Hz, 1H), 8.05(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.98(dd, J = 7.9, 0.9 Hz, 1H), 7.66(dd, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.48(ddd, J = 8.3, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.39(td, J = 7.6, 0.9 Hz, 1H), 7.33(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.24(dt, J = 8.3, 0.8 Hz, 1H), 6.94(bs, 1H), 6.87(bs, 1H), 2.25(s, 3H), 2.20(s, 3H), 2.00(s, 3H) ppm.
도 12는 실시예 12 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 453 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 44% 이고, 반치전폭(FWHM)은 84 nm(0.49 eV)이다. 0.16의 CIEy 및 275의 BMI가 확인되었다.
실시예 13
Figure 112019020681001-pct00058
실시예 13은 GM4 공정에 따라 3-(3-브로모카바졸릴) N-메틸프탈이미드로부터 57%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 9.62-9.61(m, 1H), 8.89(dd, J = 8.7, 1.7 Hz, 1H), 8.86-8.81(m, 4H), 8.41-8.38(m, 1H), 8.07(dd, J = 7.3, 1.0 Hz, 1H), 7.99(t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.93(dd, J = 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.66-7.58(m, 6H), 7.48-7.44(m, 1H), 7.42(td, J = 7.4, 1.2 Hz, 1H), 7.29-7.26(m, 1H), 7.21-7.19 (m, 1H), 3.13(s, 3H).
도 13은 실시예 13 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 478 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 58% 이고, 반치전폭(FWHM)은 92 nm(0.48 eV)이다. 0.30의 CIEy 및 193의 BMI가 확인되었다.
실시예 14
Figure 112019020681001-pct00059
실시예 14는 GM5에 따라 3-(1-브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드 및 3,5-비스(트리플루오로메틸)벤젠붕소산으로부터 49%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.26(dd, J = 7.8, 1.2 Hz, 1H), 8.20-8.16(m, 1H), 7.76(dd, J = 7.4, 0.9 Hz, 1H), 7.79-7.47(br. s., 2H), 7.61(s, 1H), 7.45(t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.41(t, J =7.41 Hz, 1H), 7.39-7.32(m, 3H), 7.25(dd, J = 8.0, 0.9 Hz, 1H), 7.01-6.97(m, 1H), 6.95-6.92(m, 1H), 6.91-6.89(m, 1H), 2.27(s, 3H), 2.10(s, 3H), 2.03(s, 3H).
19F NMR(471 MHz, CDCl3) δ -62.5.
도 14는 실시예 14 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 477 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 65% 이고, 반치전폭(FWHM)은 93 nm(0.48 eV)이다. 0.31의 CIEy 및 210의 BMI가 확인되었다.
실시예 15
Figure 112019020681001-pct00060
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.65(dd, J = 1.7, 0.6 Hz, 1H), 8.17(dt, J = 7.8, 1.0 Hz, 1H), 8.06(dd, J = 7.4, 1.0 Hz, 1H), 7.98(t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.96(dd, J = 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.89-7.85(m, 3H), 7.64-7.59(m, 1H), 7.55-7.50(m, 2H), 7.44(ddd, J = 8.3, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.36(ddd, J = 8.1, 7.2, 1.0 Hz, 1H), 7.19-7.15(m, 2H), 3.12(s, 3H).
도 15는 실시예 15 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 467 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 48% 이고, 반치전폭(FWHM)은 92 nm(0.50 eV)이다. 0.24의 CIEy 및 200의 BMI가 확인되었다.
실시예 16
Figure 112019020681001-pct00061
실시예 16은 GM4에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드를 상응하는 보론산피나콜에스터로 전환시킨 후 N-메시틸-3-클로로프탈이미드와의 반응시켜 87%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.14(d, J = 7.7 Hz, 1H), 8.10(dd, J = 6.9, 1.4 Hz, 1H), 8.03-7.99(m, 1H), 7.99-7.94(m, 2H), 7.89-7.82(m, 2H), 7.68(dd, J = 8.5, 1.8 Hz, 1H), 7.40(ddd, J = 8.3, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.35-7.23(m, 4H), 6.97(s, 2H), 6.93(m, 2H), 2.30(s, 3H), 2.27(s, 3H), 2.14(s, 3H), 2.13(s, 3H), 2.12(s, 3H), 2.11(s, 3H).
도 16은 실시예 16 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 489 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 59% 이고, 반치전폭(FWHM)은 97 nm(0.48 eV)이다. 0.39의 CIEy 및 151의 BMI가 확인되었다.
실시예 17
Figure 112019020681001-pct00062
실시예 17은 GM4에 따라 3-(3,6-디브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드를 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시킨 후 클로로디페닐트리아진과 반응시킴으로써 79%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d): δ = 9.77(dd, J = 1.7, 0.6 Hz, 2H), 8.93(dd, J = 8.7, 1.7 Hz, 2H), 8.88-8.86(m, 8H), 8.23(dd, J = 7.2, 1.2 Hz, 1H), 8.15-8.09(m, 2H), 7.68-7.62(m, 12H), 7.40(dd, J = 8.6, 0.6 Hz, 2H), 6.94(s, 2H), 2.26(s, 3H), 2.16(s, 6H) ppm.
도 17은 실시예 17 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 488 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 55% 이고, 반치전폭(FWHM)은 94 nm(0.47 eV)이다. 0.37의 CIEy 및 149의 BMI가 확인되었다.
실시예 18
Figure 112019020681001-pct00063
실시예 18은 GM5에 따라 3-(4-브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드 및 3,5-비스(트리플루오로메틸)벤젠붕소산으로부터 수율 63%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d): δ = 8.16(d, J = 1.0 Hz, 1H), 8.15(d, J = 1.0 Hz, 2H), 8.07(t, J = 7.7 Hz, 1H), 8.01(s, 1H), 7.99(dd, J = 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.46(dd, J = 8.3, 7.3 Hz, 1H), 7.37(ddd, J = 8.3, 7.1, 1.2 Hz, 1H), 7.33(dt, J = 8.1, 0.9 Hz, 1H), 7.28(dd, J = 8.3, 0.9 Hz, 1H), 7.24(d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.17(dd, J = 7.4, 0.9 Hz, 1H), 7.08(ddd, J = 8.1, 7.1, 1.0 Hz, 1H), 6.93(s, 2H), 2.27(s, 3H), 2.12(s, 3H), 2.09(s, 3H) ppm.
도 18은 실시예 18 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 480 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 58% 이고, 반치전폭(FWHM)은 92 nm(0.48 eV)이다. 0.31의 CIEy 및 187의 BMI가 확인되었다.
실시예 19
Figure 112019020681001-pct00064
실시예 19는 GM5에 따라 3 (4-브로모카바졸릴)-N-메시틸안프탈이미드 및 4-시아노페닐보론산으로부터 42%의 수율로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d): δ = 8.14(dd, J = 7.4, 1.0 Hz, 1H), 8.05(t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.98(dd, J = 8.0, 1.0 Hz, 1H), 7.85-7.76(m, 2H), 7.78-7.76(m, 2H), 7.44(dd, J = 8.3, 7.3 Hz, 1H), 7.40(dt, J = 8.0, 0.9 Hz, 1H), 7.35-7.33(m, 1H), 7.24(d, 1H), 7.22(dt, J = 8.3, 0.9 Hz, 1H), 7.12(dd, J = 7.3, 0.9 Hz, 1H), 7.07(ddd, J = 8.1, 7.0, 1.0 Hz, 1H), 6.93(s, 2H), 2.27(s, 3H), 2.12(s, 3H), 2.09(s, 3H) ppm.
도 19는 실시예 19 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 486 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 56% 이고, 반치전폭(FWHM)은 94 nm(0.47 eV)이다. 0.36의 CIEy 및 156의 BMI가 확인되었다.
실시예 20
Figure 112019020681001-pct00065
실시예 20은 GM5에 따라 3-(3,6-디브로모카바졸릴)-N-메시틸프탈이미드 및 2-트리플루오로메틸페닐보론산으로부터 수율 40%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d): δ = 8.12(dd, J = 7.1, 1.3 Hz, 1H), 8.09-8.03(m, 4H), 7.77(d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.58(t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.48(d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.44(d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.38(d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.28(d, J = 8.5 Hz, 2H), 6.96(s, 2H), 2.29(s, 3H), 2.14(s, 6H) ppm.
실시예 20의 방출 스펙트럼(PMMA에서 10%)이 측정되었다. 최대 방출은 484 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 68% 이고, 반치전폭(FWHM)은 94 nm(0.48 eV)이다. 0.35의 CIEy 및 194의 BMI가 확인되었다.
실시예 21
Figure 112019020681001-pct00066
실시예 21은 GM4 공정에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드로부터 수율 66%로 제조되었다.
1H NMR(500 MHz, 클로로포름-d): δ (ppm) = 9.54(dd, J = 12.2, 1.6 Hz), 8.87-8.85(m), 8.83-8.81(m), 8.73(dd, J = 8.7, 1.7 Hz), 8.33-8.31(m), 8.05(td, J = 7.5, 1.0 Hz), 7.98(td, J = 7.7, 3.1 Hz, 1H), 7.92(dd, J = 7.9, 1.1 Hz), 7.91(dd, J = 7.9, 1.1 Hz), 7.65-7.27(m), 6.60-6.57(m). 이 생성물은 2개의 회전이성질체로 이루어지며, 이들의 NMR 신호는 서로 불분명하다.
도 21은 실시예 21 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 최대 방출은 481 nm에서 일어난다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 68% 이고, 반치전폭(FWHM)은 92 nm(0.47 eV)이다. 0.33의 CIEy 및 206의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 5.7 μs 이다.
실시예 22
Figure 112019020681001-pct00067
실시예 22는 GM4에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드로부터 42%의 수율로 제조되었다.
실시예 22 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 489 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 62% 이고, 반치전폭(FWHM)은 97 nm(0.48 eV)이다. 0.37의 CIEy 및 168의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 5.9 μs 이다.
실시예 23
Figure 112019020681001-pct00068
실시예 23은 GM5에 따라 3-(3,6-디브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드 및 2-트리플루오로메틸페닐보론산으로부터 수율 80%로 제조되었다.
실시예 23 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 483 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 68% 이고, 반치전폭(FWHM)은 93 nm(0.47 eV)이다. 0.34의 CIEy 및 200의 BMI가 확인되었다.
실시예 24
Figure 112019020681001-pct00069
실시예 24는 GM4에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 3-브로모-6-트리플루오로메틸벤조니트릴과 반응시킴으로써 64%의 수율로 제조되었다.
실시예 24 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 491 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 65% 이고, 반치전폭(FWHM)은 96 nm(0.48 eV)이다. 0.37의 CIEy 및 176의 BMI가 확인되었다.
실시예 25
Figure 112019020681001-pct00070
실시예 25는 GM4에 따라 3-(2-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 2-브로모벤조니트릴과 반응시킴으로써 97%의 수율로 제조되었다.
실시예 25 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 476 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 61% 이고, 반치전폭(FWHM)은 91 nm(0.48 eV)이다. 0.29의 CIEy 및 210의 BMI가 확인되었다.
실시예 26
Figure 112019020681001-pct00071
실시예 26은 GM4에 따라 3-(2-브로모카바졸릴)-N-(o-(메타-터페닐))프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 클로로디페닐트리아진과 반응시킴으로써 44%의 수율로 제조되었다.
실시예 26 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 486 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 65% 이고, 반치전폭(FWHM)은 93 nm(0.47 eV)이다. 0.36의 CIEy 및 181의 BMI가 확인되었다. 방출 수명은 5.6 μs 이다.
실시예 27
Figure 112019020681001-pct00072
실시예 27은 GM4에 따라 3-(2-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 2-브로모-6-시아노피리딘과 반응시킴으로써 13%의 수율로 제조되었다.
실시예 27 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 489 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 61% 이고, 반치전폭(FWHM)은 97 nm(0.48 eV)이다. 0.38의 CIEy 및 160의 BMI가 확인되었다.
실시예 28
Figure 112019020681001-pct00073
실시예 28은 GM4에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 4-브로모-3-트리플루오로메틸벤조니트릴과 반응시킴으로써 94%의 수율로 제조되었다.
실시예 28 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 479 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 63% 이고, 반치전폭(FWHM)은 92 nm(0.46 eV)이다. 0.31의 CIEy 및 203의 BMI가 확인되었다.
실시예 29
Figure 112019020681001-pct00074
실시예 29는 GM4에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 2-브로모-5-트리플루오로메틸벤조니트릴과 반응시킴으로써 36%의 수율로 제조되었다.
실시예 29 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 475 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 67% 이고, 반치전폭(FWHM)은 91 nm(0.48 eV)이다. 0.29의 CIEy 및 231의 BMI가 확인되었다.
실시예 30
Figure 112019020681001-pct00075
실시예 30은 GM4에 따라 3-(3-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 보론산피나콜에스터로 전환시키고 이어서 N-(o-바이페닐)프탈이미도-3-클로로프탈이미드와 반응시킴으로써 45%의 수율로 제조되었다.
실시예 30 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 490 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 61% 이고, 반치전폭(FWHM)은 96 nm(0.48 eV)이다. 0.38의 CIEy 및 161의 BMI가 확인되었다.
실시예 31
Figure 112019020681001-pct00076
실시예 31은 GM4에 따라 3-(4-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드를 이에 상응하는 비스(보론산피나콜에스터)로 전환시키고 이어서 3-브로모-6-트리플루오로메틸벤조니트릴과 반응시킴으로써 40%의 수율로 제조되었다.
실시예 31 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 474 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 61% 이고, 반치전폭(FWHM)은 93 nm(0.48 eV)이다. 0.33의 CIEy 및 203의 BMI가 확인되었다.
실시예 32
Figure 112019020681001-pct00077
실시예 32는 GM5에 따라 3-(2-브로모카바졸릴)-N-(o-바이페닐)프탈이미드 및 3-시아노페닐붕소산으로부터 수율 31%로 제조되었다.
실시예 32 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼이 측정되었다. 474 nm에서 최대 방출을 한다. 광발광 양자 수율(PLQY)은 54% 이고, 반치전폭(FWHM)은 93 nm(0.48 eV)이다. 0.32의 CIEy 및 169의 BMI가 확인되었다.
실시예 D1 및 D2:
실시예 3 및 실시예 5를 하기 구조를 갖는 OLED로 시험하였다:
Figure 112019020681001-pct00078
성능 데이터
Figure 112019020681001-pct00079
실시예 D3
실시예21를 다음의 구조를 갖는 OLED 소자("소자 D3")에서 시험하였다(방출층에서의 본 발명에 따른 분자의 분율은 질량%로 기록됨).
Figure 112019020681001-pct00080
성능 데이터
Figure 112019020681001-pct00081
최대 방출은 478 nm에서 일어난다.
Figure 112019020681001-pct00082
실시예 D4
실시예21를 다음의 구조를 갖는 OLED 소자("소자 D4")에서 시험하였다(방출층에서의 본 발명에 따른 분자의 분율은 질량% 로 기록됨).
Figure 112019020681001-pct00083
성능 데이터
Figure 112019020681001-pct00084
최대 방출은 486 nm에서 일어나며; 4.5 V에서CIEx는 0.24, CIEy는 0.39인 것으로 측정되었다.
추가 실시예:
Figure 112019020681001-pct00085
Figure 112019020681001-pct00086
Figure 112019020681001-pct00087
Figure 112019020681001-pct00088
Figure 112019020681001-pct00089
Figure 112019020681001-pct00090
Figure 112019020681001-pct00091
Figure 112019020681001-pct00092
Figure 112019020681001-pct00093
Figure 112019020681001-pct00094
Figure 112019020681001-pct00095
Figure 112019020681001-pct00096
Figure 112019020681001-pct00097
Figure 112019020681001-pct00098
Figure 112019020681001-pct00099
Figure 112019020681001-pct00100
Figure 112019020681001-pct00101
Figure 112019020681001-pct00102
Figure 112019020681001-pct00103
Figure 112019020681001-pct00104
Figure 112019020681001-pct00105
Figure 112019020681001-pct00106
Figure 112019020681001-pct00107
Figure 112019020681001-pct00108
Figure 112019020681001-pct00109
Figure 112019020681001-pct00110
Figure 112019020681001-pct00111
Figure 112019020681001-pct00112
Figure 112019020681001-pct00113
Figure 112019020681001-pct00114
Figure 112019020681001-pct00115
Figure 112019020681001-pct00116
Figure 112019020681001-pct00117
Figure 112019020681001-pct00118
Figure 112019020681001-pct00119
Figure 112019020681001-pct00120
Figure 112019020681001-pct00121
Figure 112019020681001-pct00122
Figure 112019020681001-pct00123
Figure 112019020681001-pct00124
Figure 112019020681001-pct00125
Figure 112019020681001-pct00126
Figure 112019020681001-pct00127
Figure 112019020681001-pct00128
Figure 112019020681001-pct00129
Figure 112019020681001-pct00130
Figure 112019020681001-pct00131
Figure 112019020681001-pct00132
Figure 112019020681001-pct00133
Figure 112019020681001-pct00134
Figure 112019020681001-pct00135
Figure 112019020681001-pct00136
Figure 112019020681001-pct00137
Figure 112019020681001-pct00138
Figure 112019020681001-pct00139
Figure 112019020681001-pct00140
Figure 112019020681001-pct00141
Figure 112019020681001-pct00142
Figure 112019020681001-pct00143
Figure 112019020681001-pct00144
Figure 112019020681001-pct00145
도면
도 1 실시예 1 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 2 실시예 2 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 3 실시예 3 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 4 실시예 4 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 5 실시예 5 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 6 실시예 6 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 7 실시예 7 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 8 실시예 8 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 9 실시예 9 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 10 실시예 10 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 11 실시예 11 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 12 실시예 12 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 13 실시예 13 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 14 실시예 14 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 15 실시예 15 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 16 실시예 16 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 17 실시예 17 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 18 실시예 18 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 19 실시예 19 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 20 실시예 20 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.
도 21 실시예 21 (PMMA에서 10%)의 방출 스펙트럼.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 A1의 구조로 이루어진 유기 분자:
    Figure 112021024330470-pct00146

    여기에서,
    각 경우의 A는 독립적으로 CRb 또는 N이고;
    RN은 메틸, 페닐, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 바이페닐, 나프틸페닐, 터페닐 또는 2,4,6-트리페닐페닐이고;
    각 경우의 Ra는 독립적으로 H, 중수소, 알킬기 또는 아릴기이고;
    각 경우의 Rb는,
    - H,
    - 중수소,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 비치환된 또는 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00181

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이고;
    RN3는 알킬기 또는 아릴기이고;
    각 경우의 R1은 아릴기이고;
    각 경우의 R2는 독립적으로 CF3 또는 CN이며;
    여기에서, 1 내지 4개의 A는 N이거나, 적어도 하나의 Rb는,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 하나 이상의 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00182

    로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    #는 하위 화학식 T1의 기가 단일 결합을 통해 부착되는 지점을 나타냄.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 A2의 구조로 이루어진 유기 분자:
    Figure 112021024330470-pct00149

    여기에서,
    각 경우의 Rc는,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 하나 이상의 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00183

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이며;
    각 경우의 Rd는,
    - H
    - 중수소,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 비치환된 또는 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00184

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이고;
    나머지는 제1항의 정의를 적용함.
  3. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 A3의 구조로 이루어진 유기 분자:
    Figure 112021024330470-pct00152

    여기에서,
    각 경우의 Rc는,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 하나 이상의 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00185

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이고;
    Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며,
    - H,
    - 중수소,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 비치환된 또는 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00186

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이고;
    나머지는 제1항의 정의를 적용함.
  4. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 A4의 구조로 이루어진 유기 분자:
    Figure 112021024330470-pct00155

    여기에서,
    각 경우의 Rc는,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 하나 이상의 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00187

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이고;
    Rd는 각 경우에 동일하거나 상이하며,
    - H,
    - 중수소,
    - CF3,
    - C(=O)R1,
    - CN,
    - 비치환된 또는 하나 이상의 R2로 치환된 아릴기,
    - 비치환된, 또는 R2로 치환된, 또는 하나 이상의 비치환된 아릴 기로 치환된 헤테로아릴기, 및
    - 하기 하위 화학식 T1의 기:
    Figure 112021024330470-pct00188

    로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
    여기에서,
    RN2는 비치환된 또는 하나 이상의 RN3로 치환된 아릴기이고;
    나머지는 제1항의 정의를 적용함.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 CN 기를 가지는 유기 분자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 분자는 에미터 및/또는 호스트로서 사용되는, 유기 분자.
  7. (a) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른, 에미터 및/또는 호스트로서의 적어도 하나의 유기 분자, 및
    (b) 상기 유기 분자 이외의 하나 이상의 에미터 및/또는 호스트 재료, 및
    (c) 선택적으로 하나 이상의 염료 및/또는 하나 이상의 용매를 포함하거나 이들로 이루어진 조성물.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자를 포함하는 광전자 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    - 기판,
    - 애노드,
    - 캐소드, 및
    - 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되고 상기 유기 분자를 포함하는 적어도 하나의 발광층을 포함하고,
    상기 애노드 또는 상기 캐소드는 상기 기판에 도포되어 있는 광전자 소자.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 유기 분자가 사용되는 광전자 소자의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유기 분자는 증발 공정에 의해 또는 용액으로부터 도포되는 방법.
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