KR102631942B1 - 유기 화합물과 그 용도 및 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화합물 구조가 하기 화학식(1)으로 표시되는 유기 화합물을 제공하며,상기 Q1, Q2 및 Q3 중의 하나 이상은 （aa）이고, （bb）는 연결 결합을 나타내며; n1 및 n2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4으로부터 선택되며; n3 및 n4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5로부터 선택되며; n5은 0, 1, 2, 3로부터 선택되며; R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 2 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택된다. 본 발명의 유기 화합물은 유기 전계 발광 소자에 사용되어 발광 효율을 향상시키고 유기 전계 발광 소자의 수명을 연장할 수 있다.

Description

유기 화합물과 그 용도 및 유기 전계 발광 소자
본 발명은 유기 발광 재료 기술 분야에 관한 것으로, 특히 유기 화합물과 그 용도 및 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년12월31일에 출원한 출원번호가 CN201911416572.7인 중국 특허 출원의 우선권과 2020년10월21일에 출원한 출원번호가 CN202011133615.3인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용을 참조로 본 출원의 일부로서 원용한다.
전자 기술과 재료 과학의 발전에 따라, 전계 발광 또는 광전 변환을 실현하기 위한 전자 소자의 적용 범위가 점점 더 넓어지고 있다. 이러한 유형의 전자 소자는 일반적으로 대향으로 설치된 캐소드, 애노드, 및 캐소드와 애노드 사이에 설치된 기능층을 포함하여 구성된다. 상기 기능층은 여러층의 유기막층 또는 무기막층으로 구성되는데, 일반적으로 에너지 변환층, 에너지 변환층과 애노드 사이에 위치한 정공 수송층, 에너지 변환층과 캐소드 사이에 위치한 전자 수송층을 포함한다.
유기 전계 발광 소자의 경우, 일반적으로 순차적으로 적층 설치된 애노드, 정공 수송층, 에너지 변환층으로 사용되는 전계 발광층, 전자 수송층 및 캐소드를 포함한다. 캐소드와 애노드에 전압이 인가되면 두 전극은 전기장을 생성하며, 전기장의 작용에 의해 캐소드측의 전자가 전계 발광층으로 이동하고, 애노드측의 정공도 발광층으로 이동하며, 전자와 정공이 전계 발광층에서 결합되어 여기자를 형성하고, 여기자는 여기 상태에서 외부로 에너지를 방출하며, 이에 따라 전계 발광층이 외부로 빛을 방출한다. 유기 발광 다이오드는 자체 발광 특성을 가지며, 발광을 지배하는 물질은 주로 전계 발광 재료이지만, 현재 전계 발광 재료는 발광 효율이 낮아 유기 발광 다이오드의 고장으로 이어지는 경우가 많다.
본 발명은 전계 발광 장치의 발광 효율을 향상시키고 수명을 연장하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 측면은 화합물 구조가 하기 화학식(1)으로 표시되는 화합물을 제공하며;
화학식(1)
상기 Q1, Q2 및 Q3 중 하나 이상은 이고, 는 연결 결합을 나타내며;
n1 및 n2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4로부터 선택되며;
n3 및 n4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5로부터 선택되며;
n5은 0, 1, 2, 3로부터 선택되며;
R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 2 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택되며;
또는, 인접한 두개의 R1과 R2이 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R2과 R3가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R3과 R4가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R4과 R5가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R1과 R4가 서로 연결되어 고리를 형성하며;
상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 3 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 시클로알킬기, 2 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로시클로알킬기, '1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기로 임의로 치환된 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 아릴기', 1내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알콕시기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴아미노기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬실릴기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴실릴기로부터 선택된다.
본 발명의 제2 측면은 유기 전계 발광 소자에서 본 발명의 제1 측면의 유기 화합물의 용도를 제공한다.
본 발명의 제3 측면은 유기 전계 발광 소자를 제공하며, 상기 유기 전계 발광 소자는 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 적어도 한층의 기능층을 포함하여 구성되고, 상기 기능층은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 전계 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하며, 상기 유기 전계 발광층은 본 발명에 제1 측면의 유기 화합물을 포함한다.
상기 기술적 해결책을 통해, 본 발명의 유기 화합물은 아다만탄-6원 고리 구조를 가지며, 이를 붕소를 코어로 하는 고리와 결합하면, 전자의 안정성을 향상시키고 여기자의 소멸을 방지하고 호스트 재료의 에너지 전달을 촉진하는데 유리하며, 캐리어의 안정성을 크게 향상시키고 유기 발광 소자의 발광 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 구동 전압을 낮출 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 부분에서 상세히 설명될 것이다.
첨부도면을 결부하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명함으로써, 본 발명의 상기 및 다른 특징과 장점이 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치의 구조도이다.
이하에서는 첨부도면을 결부하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 다만, 예시적인 실시예는 다양한 형태로 구현될 수 있고, 여기에 설명된 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 반면에, 이러한 실시예를 제공함으로써 본 발명을 보다 포괄적이고 완전하게 하며, 예시적인 실시예의 원리를 당업자에게 더욱 전면적으로 전달할 수 있다. 여기에 설명된 특징, 구조 또는 특성은 임의의 적절한 방식으로 하나 이상의 실시예에서 조합될 수 있다. 다음의 설명에서, 본 발명의 실시예에 대한 충분한 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부 사항들이 제공된다.
도면에서 영역 및 층의 두께는 명확성을 위해 과장될 수 있다. 도면에서 동일한 부호는 동일하거나 유사한 구조를 나타내기 때문에, 그 상세한 설명을 생략한다.
여기에 설명된 특징, 구조 또는 특성은 임의의 적절한 방식으로 하나 이상의 실시예에서 조합될 수 있다. 다음의 설명에서, 본 발명의 실시예에 대한 충분한 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부 사항들이 제공된다. 그러나, 당업자는 상기 하나 이상의 특정 세부 사항이 없어도 본 발명의 기술적 해결책을 실시할 수 있고, 또한 다른 방법, 구성 요소, 재료 등을 사용하여 본 발명의 기술적 해결책을 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 주요 기술 아이디어를 모호하게 하는 것을 방지하기 위해, 다른 경우, 공지된 구조, 재료 또는 작업에 대해서는 상세히 제시하거나 설명하지 않는다.
용어 ‘해당’ 및 ‘상기’는 하나 이상의 요소/구성 요소 등이 있음을 나타내며; 용어 ‘~을 포함’ 및 ‘~을 갖는’은 개방형 포함을 의미하고, 나열된 요소/구성 요소/등 외에 다른 요소/구성 요소/등이 있을 수 있음을 의미한다.
본 발명의 제1 측면은 화합물 구조가 하기 화학식(1)으로 표시되는 유기 화합물을 제공하며;
화학식(1)
상기 Q1, Q2 및 Q3 중 하나 이상은 이고, 는 연결 결합을 나타내며;
n1 및 n2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4로부터 선택되며;
n3 및 n4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5로부터 선택되며;
n5은 0, 1, 2, 3로부터 선택되며;
R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 2 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택되며;
또는, 인접한 두개의 R1과 R2이 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R2과 R3가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R3과 R4가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R4과 R5가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R1과 R4가 서로 연결되어 고리를 형성하며, ‘인접하는 임의의 2개의 R1과 R2이 서로 연결되어 고리를 형성한다’는 것은 포화 또는 불포화 고리의 형태로 존재할 수도 있고, 서로 독립적으로 존재할 수도 있다. 예를 들어, 인접한 두개의 R1과 R2, 인접한 두개의 R2과 R3, 인접한 두개의 R3과 R4, 인접한 두개의 R4과 R5가 고리를 형성하는 경우, 고리를 형성하는 방식은 예컨대 , , 와 같으며;
상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 3 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 시클로알킬기, 2 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로시클로알킬기, ‘1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기로 임의로 치환된 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 아릴기’, 1내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알콕시기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴아미노기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬실릴기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴실릴기로부터 선택되며, 본 발명에서 ‘1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기로 임의로 치환된 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 아릴기’는 아릴기가 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기에 의해 치환되거나 또는 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기에 의해 치환되지 않을 수도 있다.
본 발명에서, ‘Q1, Q2 및 Q3 중의 적어도 하나가 ’인 경우는 Q1, Q2 및 Q3 중의 하나가 이거나, 또는, Q1, Q2 및 Q3 중의 두개가 이거나, 또는, Q1, Q2 및 Q3 중의 세개가 인 경우를 가리킨다.
본 발명에서, 화학식(1) 중의 점선‘------’는 해당 점선 위치에 연결 결합을 형성하거나 형성하지 않음을 나타낸다. 구체적으로, Q3의 점선은 Q3이 해당 점선 위치에서 결합을 형성하여 벤젠 고리와 연결되어 고리를 형성하거나 또는 결합을 형성하지 않으며 벤젠 고리와 연결되어 고리를 형성하지 않음을 나타내며; Q2의 점선은 Q2이 해당 점선 위치에서 결합을 형성하여 벤젠 고리와 연결되어 고리를 형성하거나 또는 결합을 형성하지 않으며 벤젠 고리와 연결되어 고리를 형성하지 않음을 나타내며; Q1의 점선은 Q1이 해당 점선 위치에서 결합을 형성하여 벤젠 고리와 연결되어 고리를 형성하거나 또는 결합을 형성하지 않으며 벤젠 고리와 연결되어 고리를 형성하지 않음을 나타낸다.
화학식(1) 중에서 Q1, Q2 및 Q3 중의 하나가 아니며, 점선은 그의 존재하지 않다는 이미를 갖는다. 예를 들어, Q1은 가 아닌 경우 Q1이 존재하지 않는다. Q2는 가 아닌 경우 Q2가 존재하지 않는다. Q3은 가 아닌 경우 Q3이 존재하지 않는다.
본 발명에서, n1, n2, n3, n4, n5가 0으로부터 선택되는 경우, 벤젠 고리는 치환되지 않는다.
본 발명에서, n1은 치환기R1의 수이며, n1이 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 R1은 동일하거나 상이하며; n2는 치환기R2의 수이며, n2가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 R2은 동일하거나 상이하며; n3은 치환기R3의 수이며, n3이 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 R3은 동일하거나 상이하며; n4는 치환기R4의 수이며, n4가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 R4은 동일하거나 상이하며; n5은 치환기R5의 수이며, n5가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 R5은 동일하거나 상이하다.
본 발명에 따른 유기 화합물의 분자 구조에서 유기 화합물 중의 붕소 원소는 코어의 아릴아민과 솔리드 고리구조를 형성한다. 붕소 기반 아민과 전자가 풍부한 스피로아릴아민을 결합하면 전자 안정성을 향상시키고 여기자의 소멸을 방지하고 호스트 재료의 에너지 전달에 유리하며, 효율을 극대화할 수 있다. 아다만탄-6원 고리를 붕소를 코어로 하는 솔리드 고리와 연결하면, 아다만탄의 알칸 구조로 인해, 분자의 π-π 스태킹 효과를 크게 감소시키고 캐리어의 안정성을 향상시켜 유기 발광 소자의 발광 성능을 개선할 수 있다. 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광 효율이 높고 사용 수명이 길다.
본 발명에서, R1, R2, R3, R4 및 R5의 탄소원자수는 모든 탄소원자수를 가리킨다. 예를 들어, R1, R2, R3, R4 및 R5가 18개의 탄소원자를 갖는 치환된 아릴기로부터 선택되는 경우, 아릴기 및 그 치환기의 모든 탄소원자수는 18이며; R1, R2, R3, R4 및 R5가 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 알킬기로부터 선택되는 경우, 알킬기 및 그 치환기의 모든 탄소원자수는 10이며; R1, R2, R3, R4 및 R5가 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 헤테로아릴기로부터 선택되는 경우, 헤테로아릴기 및 그 치환기의 모든 탄소원자수는 10이며; R1, R2, R3, R4 및 R5가 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 아릴아미노기로부터 선택되는 경우, 아릴아미노기 및 그 치환기의 모든 탄소원자수는 10이다.
본 발명에 사용된 설명 방식인 ‘각......독립적으로’ 및 ‘각각......독립적으로’ 및 ‘......으로부터 독립적으로 선택’은 상호 교환 가능하게 넓은 의미로 이해되어야 하며, 서로 다른 그룹에서 동일한 부호로 표시되는 특정 옵션이 서로 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 그룹에서 동일한 부호로 표시되는 특정 옵션 사이에도 서로 영향을 미치지 않는다는 것을 가리킨다. 예를 들어, ‘에서, 각 q는 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이고, 각 R”은 독립적으로 수소, 중수소, 불소, 염소로부터 선택되며’의 경우, 그 의미는 다음과 같다. 즉, 화학식 Q-1은 벤젠고리에 치환기R”이 q개 있으며, 각 R”은 동일하거나 상이하고, 각 R”의 옵션은 서로 영향을 미치지 않음을 나타내며; 화학식 Q-2는 비페닐의 각 벤젠고리에 치환기R”이 q개 있고, 두 벤젠고리 상의 R”치환기의 수량q는 동일하거나 상이하며, 각 R”은 동일하거나 상이하고, 각 R”의 옵션은 서로 영향을 미치지 않음을 나타낸다.
본 발명에서 용어 ‘치환 또는 비치환된’은 해당 용어 뒤에 기재된 작용기가 치환기를 가질 수 있거나 갖지 않을 수 있다는 것을 의미한다(이하, 설명의 편의를 위해, 치환기를 Rc라 통칭함). 예를 들어, ‘치환 또는 비치환된 아릴기’는 치환기(Rc)를 갖는 아릴기 또는 비치환된 아릴기를 의미한다. 상기 치환기(Rc)는 예컨대 중수소, 할로겐기, 시아노기, 3 내지 20개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기, 6 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴기, 3 내지 12개의 탄소원자를 갖는 트리알킬실릴기, 18 내지 30개의 탄소원자를 갖는 트리아릴실릴기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 할로알킬기, 2 내지 6개의 탄소원자를 갖는 알케닐기, 2 내지 6개의 탄소원자를 갖는 알키닐기, 3 내지 10개의 탄소원자를 갖는 시클로알킬기, 2 내지 10개의 탄소원자를 갖는 헤테로시클로알킬기, 5 내지 10개의 탄소원자를 갖는 시클로알케닐기, 4 내지 10개의 탄소원자를 갖는 헤테로시클로알케닐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알콕시기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬아미노기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬티오기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴옥시기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴티오기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 알킬설포닐, 3 내지 18개의 탄소원자를 갖는 트리알킬포스핀, 3 내지 18개의 탄소원자를 갖는 트리알킬붕소일 수 있다.
본 발명에 있어서, ‘인접한 임의의 2개의 치환기가 고리를 형성한다’는 표현에서 ‘인접한 임의의 치환기’는 동일한 원자 상에 2개의 치환기가 있는 경우를 포함할 수도 있고, 2개의 인접한 원자 각각에 하나의 치환기가 있는 경우를 포함할 수도 있으며; 동일한 원자에 치환기가 2개 있는 경우, 2개의 치환기는 이들이 연결된 원자와 함께 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있으며(예를 들어, 3-18원 포화 또는 불포화 고리); 인접한 2개의 원자가 각각 1개의 치환기를 갖는 경우, 2개의 치환기가 융합되어 나프탈렌 고리, 페난트렌 고리 및 안트라센 고리와 같은 고리를 형성할 수 있다.
본 발명에서, 특별히 정의되지 않은 한, ‘헤테로’는 작용기에 적어도 1개의 B, O, N, P, Si, Se 또는 S 등 헤테로원자가 포함되고, 나머지 원자는 탄소 및 수소임을 의미한다. 비치환된 알킬기는 그 어떠한 이중 또는 삼중 결합도 없는 ‘포화알킬기’일 수 있다.
본 발명에서, ‘알킬기’는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 포함할 수 있다. 알킬기는 1 내지 20개의 탄소원자를 가질 수 있으며, 본 발명에서 예컨대 ‘1 내지 20’과 같은 숫자 범위는 주어진 범위의 각 정수를 나타내는데, 예를 들어, ‘1 내지 20개의 탄소원자’는 1개의 탄소원자, 2개의 탄소원자, 3개의 탄소원자, 4개의 탄소원자, 5개의 탄소원자, 6개의 탄소원자, 7개의 탄소원자, 8개의 탄소원자, 9개의 탄소원자, 10개의 탄소원자, 11개의 탄소원자, 12개의 탄소원자, 13개의 탄소원자, 14개의 탄소원자, 15개의 탄소원자, 16개의 탄소원자, 17개의 탄소원자, 18개의 탄소원자, 19개의 탄소원자 또는 20개의 탄소원자를 포함할 수 있는 알킬기이다. 알킬기는 또한 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 중급 알킬기일 수 있다. 알킬기는 또한 1 내지 6 개의 탄소원자를 갖는 저급 알킬기일 수 있다. 또한, 알킬기는 치환된 또는 비치환된 알킬기일 수 있다. 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기의 구체적인 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 노닐, 데실 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 아릴기는 방향족 탄화수소 고리에서 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 가리킨다. 아릴기는 단일 고리 아릴기 또는 다중 고리 아릴기일 수 있으며, 즉 아릴기는 단일 고리 아릴기, 융합고리 아릴기, 탄소-탄소 결합을 통해 공액된 2개 이상의 단일 고리 아릴기, 탄소-탄소 결합에 의해 공액된 단일 고리 아릴기 및 융합고리 아릴기, 탄소-탄소 결합에 의해 공액된 2개 이상의 융합고리 아릴기일 수 있다. 즉, 탄소-탄소 결합을 통해 공액된 두개 이상의 방향족기도 본 발명에서 아릴기로 간주될 수 있다. 상기 아릴기에는 B, O, N, P, Si, Se 또는 S등 헤테로원자가 포함되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에서 페닐, 비페닐 등은 아릴기이다. 아릴기의 예는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트릴기, 페난트릴, 비페닐기, 터페닐, 쿼터페닐, 퀸케페닐, 섹시페닐(Sexipheny), 벤조[9,10]페난트릴, 파이렌, 벤조플루오란텐, 크라이센(chrysene)기 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 치환된 아릴기는 아릴기 중의 하나 이상의 수소원자가 다른 기에 의해 치환되는 것을 가리킨다. 예를 들어, 하나 이상의 수소원자가 중수소원자, F, Cl, Br, I, CN, 하이드록시기, 아미노기, 분지쇄 알킬기, 직쇄 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 다른 기에 의해 치환될 수 있다. 상기 18개의 탄소원자를 갖는 치환된 아릴기는 아릴기 및 아릴기 상의 치환기의 탄소원자수가 모두 18개임을 가리킨다. 예를 들어, 9,9-디메틸플루오레닐의 탄소원자수는 15개이다.
본 발명에서, 치환기로 사용되는 아릴기는 페닐, 비페닐, 나프틸, 9,9-디메틸플루오레닐, 9,9-디페닐플루오레닐, 페난트릴, 안트라세닐 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 헤테로아릴기는 B, O, N, P, Si, Se 및 S 중 적어도 하나를 헤테로원자로 포함하는 헤테로아릴기일 수 있다. 헤테로아릴기는 단일 고리 헤테로아릴기 또는 다중 고리 헤테로아릴기일 수 있으며, 다시 말하면, 헤테로아릴기는 단일 방향족 고리 시스템 또는 탄소-탄소 결합을 통해 공액된 다중 방향족 고리 시스템일 수 있으며, 임의의 방향족 고리 시스템은 하나의 방향족 단일 고리 또는 하나의 방향족 융합 고리이다. 예시적으로, 헤테로아릴기는 티에닐기, 푸라닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 아크리디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 페녹사지닐기, 프탈라지닐기, 피리디노 피리미디닐, 피리도 피라지닐, 피라지노 피라지닐, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, N-아릴카르바졸릴기, N-헤테로아릴카르바졸릴기, N-알킬카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조카르바졸릴, 벤조티에닐, 디벤조티에닐, 티에노티에닐기, 벤조푸라닐기, 페난트롤린기, 이속사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기, 디벤조실릴, 디벤조푸라닐, 페닐 치환 디벤조푸라닐, 디벤조푸라닐 치환 페닐 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 티에닐기, 푸라닐기, 페난트롤린기 등은 단일 방향족 고리계의 헤테로아릴기이고, N-아릴카바졸릴, N-헤테로아릴카바졸릴, 페닐 치환 디벤조푸라닐, 디벤조푸라닐 치환 페닐 등은 탄소-탄소 결합을 통해 공액된 다중 고리 헤테로아릴기이다. 본 발명에서, 헤테로아릴기는 카르바졸릴, 디벤조푸라닐 등 일 수 있다.
본 발명에서, 치환기로 사용되는 헤테로아릴기는 피리딜, 카르바졸릴, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 퀴나졸리닐, 피라지닐, 디벤조티에닐, 디벤조푸라닐, 9,9-디메틸-9H-9-시플루오렌 등 일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 아릴아미노기는 아민기(-NH2) 중의 하나 이상의 수소가 방향족 탄화수소에 의해 치환되어 형성된 기이다. 예를 들어, 아미노기(-NH2) 중의 두개의 수소가 벤젠으로 치환된 아릴아미노기는 디페닐아미노이다. 예시적으로, 아릴아미노기는 아닐리노, 디페닐아미노, 벤질아미노, N-메틸아닐리노, 디메틸아닐리노, N-p-디아미노톨루엔 및 N-m-디아미노톨루엔 등으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서, 아릴아미노기는 디페닐아미노, 디나프틸아미노로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 화합물의 화합물 구조는 하기 화학식(1)으로 표시되며;
화학식(1)
상기 Q1, Q2 및 Q3 중 하나 이상은 이고, 는 연결 결합을 나타내며;
n1 및 n2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4로부터 선택되며;
n3 및 n4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5로부터 선택되며;
n5은 0, 1, 2, 3로부터 선택되며;
R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 2 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택되며;
상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 3 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 시클로알킬기, 2 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로시클로알킬기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알콕시기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴아미노기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬실릴기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴실릴기로부터 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에서, R1과 R2은 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, R2과 R3은 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, R3과 R5은 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, R1과 R4은 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, R4과 R5은 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, 상기 고리는 독립적으로 융합된 방향족 고리, 융합된 헤테로방향족고리, 예를 들어 크산텐 고리, 플루오렌 고리, 10-페닐-9,10-디히드로아크리딘 고리 등이며, 예를 들어 화합물에서, R3 및 R5은 10-페닐-9,10-디히드로아크리딘 고리를 형성한다.
본 발명에서, A와 B가 '연결되어 고리를 형성할 수 있다'는 의미는, A와 B가 서로 독립적이고 연결되어 있지 않는 경우를 의미하며; A와 B가 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함한다. 예를 들어, R1과 R2이 연결되어 고리를 형성한다는 것은, R1과 R2이 서로 독립적이고 연결되지 않는 경우를 포함하고, R1과 R2이 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함하며; R2과 R3이 연결되어 고리를 형성한다는 것은, R2과 R3이 서로 독립적이고 연결되지 않는 경우를 포함하고, R2과 R3이 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함하며; R3과 R5이 연결되어 고리를 형성한다는 것은, R3과 R5이 서로 독립적이고 연결되지 않는 경우를 포함하고, R3과 R5이 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함하며; R1과 R4이 연결되어 고리를 형성한다는 것은, R1과 R4이 서로 독립적이고 연결되지 않는 경우를 포함하고, R1과 R4이 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함하며; R4과 R5이 연결되어 고리를 형성한다는 것은, R4과 R5이 서로 독립적이고 연결되지 않는 경우를 포함하고, R4과 R5이 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함한다.
또한, R1과 R2이 연결되어 형성된 고리는 시클로펜탄, 시클로헥산과 같은 포화 고리일 수 있고, 불포화 고리일 수도 있으며; R2과 R3이 연결되어 형성된 고리, R1과 R4이 연결되어 형성된 고리, R4과 R5가 연결되어 형성된 고리 및 R3과 R5가 연결되어 형성된 고리는 R1과 R2이 연결되어 형성된 고리와 그 의미가 유사하다.
대안적으로, 상기 고리는 포화 또는 불포화 3 내지 7원 고리이다.
본 발명에서, 위치가 설정되지 않은 공유 결합은 고리 시스템에서 연장된 단일 결합인 ''를 가리키며, 상기 공유 결합의 한 말단이 상기 결합이 관통하는 고리 시스템의 임의 위치에 결합될 수 있고, 다른 말단이 화합물 분자의 다른 부분에 결합될 수 있다는 것을 의미한다.
예를 들어, 하기 화학식(f)에 나타낸 바와 같이, 화학식(f)으로 표시되는 나프틸기는 바이사이클릭 고리를 관통하는 두개의 위치가 설정되지 않은 공유 결합을 통해 분자의 다른 위치에 결합되며, 나타내는 의미는 다음 화학식(f-1) 내지 화학식(f-10)에 나타낸 임의의 하나의 가능한 결합 방식을 포함할 수 있다.
.
또 예를 들어, 하기 화학식(X＇)에 나타낸 바와 같이, 화학식(X’)으로 표시되는 페난트릴기는 일측의 벤젠고리 중간으로부터 연장된 위치가 설정되지 않은 공유 결합을 통해 분자의 다른 위치에 결합되며, 그 의미는 화학식(X＇-1) 내지 화학식(X＇-4)으로 표시되는 임의의 하나의 가능한 결합 방식을 포함할 수 있다.
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본 발명에서 위치가 설정되지 않은 치환기는 고리 시스템의 중심으로부터 연장되는 단일 결합에 의해 결합된 치환기를 지칭하며, 이는 해당 치환기가 고리 시스템의 임의의 가능한 위치에 결합될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 하기 화학식(Y)에 나타낸 바와 같이, 화학식 (Y)으로 표시되는 치환기(R＇)는 위치가 설정되지 않은 공유 결합을 통해 퀴놀린 고리에 결합되며, 그 의미는 다음 화학식(Y-1) 내지 화학식(Y-7)에 표시된 임의의 하나의 가능한 결합 방식을 포함할 수 있다.
.
본 발명에서, 할로겐기는 예컨대 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다.
본 발명에서, 트리알킬실릴기의 구체적인 예는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 트리아릴실릴의 구체적인 예는 트리페닐실릴 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 할로알킬기의 구체적인 예는 트리플루오로메틸을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 위치가 설정되지 않은 공유 결합 또는 위치가 설정되지 않은 치환기의 의미는 동일하며, 더 이상 반복하여 설명하지 않는다.
본 발명의 특정 실시예에서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 6 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3 내지 30개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 10 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3 내지 20개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 12 내지 20개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, '메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸로 임의로 치환된 6 내지 15개의 탄소원자를 갖는 아릴기', 5내지 12개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기로부터 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 불소, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 비페닐, 피리딜, 디벤조티에닐, 9,9-디메틸-9H-9-실릴플루오레닐, 디벤조푸라닐, 9,9-디메틸플루오레닐, 카르바졸릴, tert-부틸 치환 페닐로부터 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기 또는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택되며;
,
상기 는 화학결합을 나타내며;
M1은 단일 결합 또는 로부터 선택되며;
b1, b6, b7, b13 및 b16는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5이며;
b2, b3, b4, b5, b8, b9, b11, b12, b14, b17, b18 및 b19는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4이며;
b10는 1, 2, 3이며;
b15는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7이며;
X는 O, S, Si(E20E21), C(E22E23), N(E24), Se로부터 선택되며;
Y는 O, S, N(E25)로부터 선택되며;
Z1 내지 Z6는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C(E’) 또는 N으로부터 선택되고 Z1 내지 Z6 중 적어도 하나가 N이며, 상기 Z1 내지 Z6 중의 E’는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴기, 3 내지 18개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기, 3 내지 10개의 탄소원자를 갖는 시클로알킬기로부터 선택되며, 또는 인접한 E’는 연결되어 고리를 형성하며;
E1 내지 E25는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴기, 3 내지 18개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기, 3 내지 10개의 탄소원자를 갖는 시클로알킬기, '6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 알킬기로 치환된 아릴기'로부터 선택되며; 또는, E20 및 E21는 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, 또는, E22 및 E23는 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, 또는, 임의의 두개의 E6는 E6에 연결되는 페닐기와 융합되어 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 또는, 임의의 두개의 E7는 E7에 연결되는 페닐기와 융합되어 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 E1, E13, E14 및 E19는 아릴기가 아니다.
본 발명에서, b1는 치환기E1의 수이며, b1가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E1는 동일하거나 상이하며; b2는 치환기E2의 수이며, b2가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E2는 동일하거나 상이하며; b3는 치환기 E3의 수이며, b3가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E3는 동일하거나 상이하며; b4는 치환기 E4의 수이며, b4가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E4는 동일하거나 상이하며; b5는 치환기 E5의 수이며, b5가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E5는 동일하거나 상이하며; b6는 치환기 E6의 수이며, b6가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E6는 동일하거나 상이하며; b7는 치환기 E7의 수이며, b7가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E7는 동일하거나 상이하며; b8는 치환기 E8의 수이며, b8가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E8는 동일하거나 상이하며; b9는 치환기 E9의 수이며, b9가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E9는 동일하거나 상이하며; b10는 치환기 E10의 수이며, b10가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E10는 동일하거나 상이하며; b11는 치환기 E11의 수이며, b11가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E11는 동일하거나 상이하며; b12는 치환기 E12의 수이며, b12가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E12는 동일하거나 상이하며; b13는 치환기 E13의 수이며, b13가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E13는 동일하거나 상이하며; b14는 치환기 E14의 수이며, b14가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E14는 동일하거나 상이하며; b15는 치환기E15의 수이며, b15가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E15는 동일하거나 상이하며; b16는 치환기 E16의 수이며, b16가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E16는 동일하거나 상이하며; b17는 치환기 E17의 수이며, b17가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E17는 동일하거나 상이하며; b18는 치환기 E18의 수이며, b18가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E18는 동일하거나 상이하며; b19는 치환기 E19의 수이며, b19가 2보다 크거나 같은 경우, 임의의 두개의 E19는 동일하거나 상이하다.
본 발명에서, b1 내지 b19가 0으로부터 선택되는 경우, 벤젠 고리는 치환되지 않는다.
대안적으로, E6 및 E7는 연결된 페닐기와 융합되어 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 예를 들어, E6 및 E7는 연결된 벤젠 고리와 융합되어 나프틸기를 형성한다.
인접한 E’는 연결되어 고리를 형성할 수 있다는 것은, Z1 및 Z2가 고리를 형성하거나 또는 Z2 및 Z3가 고리를 형성하거나 또는 Z3 및 Z4가 고리를 형성하거나 또는 Z4 및 Z5가 고리를 형성하거나 또는 Z5 및 Z6가 고리를 형성하거나 또는 Z6 및 Z1가 고리를 형성하며, 물론, Z2 및 Z3가 고리를 형성하고 Z5 및 Z6가 고리를 형성하는 경우도 포함한다.
본 발명에서, A와 B가 '연결되어 고리를 형성할 수 있다'는 의미는, A와 B가 서로 독립적이고 연결되어 있지 않는 경우를 의미하며; A와 B가 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함한다. 예를 들어, E20와 E21가 연결되어 고리를 형성한다는 것은, E20와 E21가 서로 독립적이고 연결되어 있지 않는 경우를 포함하고, E20와 E21가 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함하며; E22와 E23가 연결되어 고리를 형성한다는 것은, E22와 E23가 서로 독립적이고 연결되어 있지 않는 경우를 포함하고, E22와 E23가 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함한다.
예를 들어, Z3 및 Z4는 연결되어 고리를 형성한다는 것은, Z3의 E’와 Z4의 E’가 서로 독립적이고 연결되지 않는 경우를 포함하고, Z3의 E’와 Z4의 E’ 및 E’가 연결되는 원자가 연결되어 고리를 형성하는 경우도 포함하며, 상기 고리는 포화 및 불포화 고리일 수 있으며, 대안적으로, 상기 고리의 탄소원자수는 예를 들어 와 같이 5개일 수 있으며; 또한, 예를 들어와 같이 6개일 수 있으며; 또한, 예를 들어 와 같이 13개일 수 있다. 물론, 고리를 형성하는 탄소원자수는 다른 수일 수도 있지만, 여기서는 일일히 나열하지 않으며, 본 발명은 상기 고리를 형성하는 탄소원자수를 제한하지 않는다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 25개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 12 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택되며, 상기 6 내지 25개의 탄소원자를 갖는 아릴기에서 아릴기의 탄소원자수는 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25로부터 선택될 수 있고, 3 내지 20개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기에서 헤테로아릴기의 탄소원자수는 3, 4, 5, 9, 12, 18, 20으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3 내지 12개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 12 내지 15개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 W로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 비치환된 W는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택되며;
상기 W기가 치환되는 경우, W의 치환기는 중수소, 불소, 시아노기, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 카르바졸릴, 디벤조푸라닐, 디벤조티에닐, 비페닐, 피리딜, 9,9-디메틸플루오레닐, 9,9-디메틸-9H-9-실릴플루오레닐로부터 선택되며; W의 치환기가 복수인 경우, 복수의 치환기는 동일하거나 상이하다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸 또는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택된다;
.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸 또는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택된다;
.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 유기 화합물은 다음 화합물 P1 내지 화합물 P200 중의 하나 이상으로부터 선택될 수 있다;
.
본 발명의 제2 측면은 유기 전계 발광 소자에서 본 발명의 제1 측면의 유기 화합물의 용도를 제공한다. 본 발명에 따른 유기 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기 전계 발광층 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 제3 측면은 유기 전계 발광 소자를 제공하며, 상기 유기 전계 발광 소자는 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 적어도 한층의 기능층을 포함하여 구성되고, 기능층은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 전계 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하고, 유기 전계 발광층은 본 발명의 제1 측면의 유기 화합물을 포함하며, 대안적으로, 화합물 P1 내지 화합물 P184 중 하나 이상을 포함한다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는 대향하여 설치된 애노드(100), 캐소드(200) 및 애노드(100)와 캐소드(200) 사이에 설치된 기능층(300)을 포함하며, 기능층(300)은 본 발명에 따른 화합물을 포함한다.
대안적으로, 본 발명에 의해 제공되는 화합물은 기능층(300)을 형성하기 위한 적어도 하나의 유기막층에 사용되어 유기 전계 발광 소자의 수명 특성, 효율 특성을 향상시키고 작동 전압을 낮추며; 일부 실시예에서, 유기 전계 발광 소자의 대량 생산 시 안정성을 향상시킬 수도 있다.
대안적으로, 기능층(300)은 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기 전계 발광층(330)을 포함한다. 상기 유기 전계 발광층(330)은 본 발명에 의해 제공되는 화합물로 구성될 수도 있고, 본 발명에 의해 제공되는 화합물과 다른 재료로 공동으로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는 순차적으로 적층 설치된 애노드(100), 정공 주입층(310), 정공 수송층(320), 유기 전계 발광층(330), 전자 수송층(340), 전자 주입층(350) 및 캐소드(200)를 포함할 수 있다. 본 발명에 의해 제공되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기 전계 발광층(330)에 적용되어 유기 전계 발광 소자의 전자 수송 특성을 효과적으로 개선할 수 있다.
대안적으로, 애노드(100)는 다음의 애노드 재료를 포함하며, 바람직하게는, 기능층으로의 정공 주입을 용이하게 하는 큰 일 함수(work function)를 갖는 재료를 포함한다. 애노드 전극 재료의 구체적인 예로는 니켈, 백금, 바나듐, 크롬, 구리, 아연 및 금과 같은 금속 또는 이들의 합금, 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물(ITO) 및 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 조합된 금속 및 산화물, 또는 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)을 애노드로 하는 투명 전극을 포함한다.
대안적으로, 유기 전계 발광층(330)은 단일 발광 재료로 구성될 수 있으며, 호스트 재료 및 게스트 재료를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 유기 전계 발광층(330)은 호스트 재료 및 게스트 재료로 구성되며, 유기 전계 발광층(330)에 주입된 정공과 유기 전계 발광층(330)에 주입된 전자는 유기 전계 발광층(330)에서 재결합되어 여기자를 형성할 수 있고, 여기자는 호스트 재료에 에너지를 전달하고, 호스트 재료는 또 게스트 재료에 에너지를 전달하여 게스트 재료가 빛을 방출할 수 있도록 한다.
유기 전계 발광층(330)의 게스트 재료는 융합 아릴 고리를 갖는 화합물 또는 그 유도체, 헤테로아릴 고리를 갖는 화합물 또는 그 유도체, 방향족 아민 유도체 또는 기타 재료일 수 있으며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서, 유기 전계 발광층(330)의 게스트 재료는 Ir(piq)2(acac)일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 유기 전계 발광층(330)의 게스트 재료는 BD-1일 수 있으며, 본 발명에 의해 제공되는 화합물로 구성될 수도 있다.
전자 수송층(340)은 단일층 구조 또는 다층 구조일 수 있고, 하나 이상의 전자 수송 재료를 포함할 수 있으며, 전자 수송 재료는 벤즈이미다졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다른 전자 수송 재료로부터 선택될 수 있으며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 전자 수송층(340)은 DBimiBphen 및 LiQ로 구성될 수 있다.
대안적으로, 캐소드(200)는 기능층으로의 전자 주입을 용이하게 하는 작은 일함수를 갖는 재료인 캐소드 재료를 포함할 수 있다. 캐소드 재료의 구체적인 예는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 그 합금, LiF/Al, Liq/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca와 같은 다층 재료를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 알루미늄을 포함하는 금속 전극을 캐소드로 사용할 수 있다.
대안적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 정공 수송층(320)에 정공을 주입하는 능력을 향상하기 위해, 애노드(100)와 정공 수송층(320) 사이에 정공 주입층(310)이 더 설치될 수 있다. 정공 주입층(310)은 벤지딘 유도체, 스타버스트 아릴아민 화합물, 프탈로시아닌 유도체 또는 다른 재료를 선택할 수 있으며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서, 정공 주입층(310)은 m-MTDATA로 구성될 수 있다.
대안적으로, 정공 수송층(320)은 제1 정공 수송층(321) 및 제2 정공 수송층(322)을 포함하고, 제1 정공 수송층(321)은 제2 정공 수송층(322)보다 애노드(100)의 표면에 인접하게 설치되며; 제1 정공 수송층(321) 또는 제2 정공 수송층(322)은 본 발명에 의해 제공되는 유기 화합물을 포함한다. 상기 제1 정공 수송층(321) 또는 제2 정공 수송층(322) 중의 어느 한 층이 본 발명에 의해 제공되는 유기 화합물을 포함할 수도 있고, 제1 정공 수송층(321) 및 제2 정공 수송층(322)이 모두 본 발명에 의해 제공되는 유기 화합물을 포함할 수도 있다. 또한, 제1 정공 수송층(321) 또는 제2 정공 수송층(322)은 다른 재료를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 정공 수송층(322)은 유기 전계 발광 소자의 전자 차단층으로 사용될 수 있다.
대안적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 수송층(340)에 정공을 주입하는 능력을 향상하기 위해, 캐소드(200)와 전자 수송층(340) 사이에는 전자 주입층(350)이 더 설치될 수 있다. 전자 주입층(350)은 알칼리 금속 황화물, 알칼리 금속 할로겐화물 등과 같은 무기 재료 또는 알칼리 금속과 유기물을 포함하는 착물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 전자 주입층(350)은 LiQ를 포함할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 본 발명의 유기 화합물의 우수한 성능을 기반으로 하며, 캐리어 전도 효율이 우수하고 수명이 길며, 유기 전계 발광 소자의 구동 전압을 낮추고 발광 성능을 향상시킨다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 추가적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 언급되지 않은 합성 방법의 화합물은 모두 상업적인 경로를 통해 얻은 원료제품이다.
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합성 실시예 1 (유기 화합물 P1)
중간체 I-A-1의 합성
(1) 2-브로모-N-페닐아닐린(50g, 199.7 mmol)을 테트라히드로푸란THF(300mL)에 투명하게 용해시킨 후 질소 보호하에 건조한 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 액체 질소로 -78℃로 냉각하고 nBuLi(2.5M)(96.7mL, 241.8mmol)을 적하하기 시작하며, 적하 과정에서는 온도를 유지하면서 1시간 동안 교반 후 아다만탄(30g, 199.7mmol)이 용해된 테트라히드로푸란THF(100mL)용액을 적하하고, 적하 종료후 자연적으로 실온으로 상승시키고 메탄술폰산(46.5g, 483.6mmol)을 첨가하고 가열 교반하여 1시간 동안 환류시킨다. 반응용액을 실온으로 냉각시키고 탈이온수를 첨가하여 0.5시간 동안 교반한 다음, 에틸아세테이트(200mL)를 첨가하여 추출하고, 유기상을 합하고, 무수황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하고 감압하에 용매를 제거하며, 얻어진 조생성물을 에틸아세테이트/에탄올(1:2)을 사용하여 재결정화하고 정제하여 백색 고체 중간체I-A-1 (43g, 수율 71%)을 얻는다.
중간체 I-A-3의 합성
(2) 중간체 I-A-1 (5.1g, 16.9mmol)를 자일렌(50mL)이 든 둥근 바닥 플라스크에 첨가한 다음 나트륨 tert-부톡사이드(2.3g, 23.8mmol)를 첨가하고 180℃로 가열하며, 2,3-디클로로브로모벤젠(3.8g, 16.9mmol) 및 테트라-n-부틸티타네이트BTP (0.08g, 0.238mmol)를 첨가하고 12시간 동안 교반한 후에 실온으로 냉각시키고 염화암모늄 수용액으로 반응물을 급냉하며, 에틸아세테이트로 유기상을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거하며; 얻어진 조생성물을 디클로로메탄/n-헵탄(1:2)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 백색 고체 상태의 중간체 I-A-2 (3.18g, 수율 42%) 및 황색 중간체 I-A-3 (2.3g, 수율 19%)을 얻는다.
중간체 I-A-4의 합성
(3) 질소 보호하에 중간체 I-A-2 (2.5g, 5.64mmol)를 톨루엔 50mL이 든 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고 나트륨 tert-부톡사이드(1.18g, 12.3mmol)를 첨가하여 교반을 시작하며, 110℃로 가열하고 디페닐아민(1.0g, 6.11mmol) 및 테트라-n-부틸티타네이트BTP(0.06g, 0.18mmol)를 차례로 첨가하여 12시간 동안 교반 후 실온으로 냉각시킨다. 염화암모늄 수용액으로 반응물을 급냉하며, 에틸아세테이트로 유기상을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 디클로로메탄/n-헵탄(1:2)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 백색 고체 상태의 중간체 I-A-4 (2.56g, 수율 78%)를 얻는다.
유기 화합물 P1의 합성
(4) 질소 보호하에 중간체 I-A-4 (2.03 g, 3.52 mmol)를 tert-부틸벤젠(20mL)이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고, N-부틸리튬(2.5M, 0.83mL)을 적하하고 혼합물을 200℃로 가열하여 6시간 동안 온도를 유지하고 실온으로 냉각시키며, 액체 질소로 -78℃로 냉각시키고, 삼브롬화붕소(1M, 1.6mL)를 천천히 적하하며, 적하 종료후 다시 180℃로 가열하고, 2시간 후에 티오황산나트륨 수용액으로 반응 혼합물을 급냉하고 톨루엔을 사용하여 유기상을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 톨루엔을 사용하여 재결정화하고 정제하여 고체 상태의 유기 화합물 P1 (0.87g, 수율 44.7％)을 얻으며, 질량 스펙스텀은 m/z=553.3 [M+H]+이다.
유기 화합물 P1의 NMR데이터
1H NMR(400MHz, CD2Cl2)：8.24(d, 1H), 7.98(dd, 1H), 7.72-7.56(m, 6H), 7.31(t, 1H), 7.11-6.97(m, 5H), 6.88-6.74(m, 4H), 6.68(dd, 1H), 2.35-2.13(m, 8H), 1.91(s, 2H), 1.73(d, 2H), 1.56(s, 2H).
합성 실시예 2 (유기 화합물 P12)
유기 화합물 P12의 합성
질소 보호하에 중간체 I-A-3 (2.3 g, 3.25 mmol)를 tert-부틸벤젠(50mL)이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고, N-부틸리튬(2.5M, 1.13mL)을 적하하고 혼합물을 200℃로 가열하여 6시간 동안 온도를 유지하고 실온으로 냉각시키며, 액체 질소로 -78℃로 냉각시키고, 삼브롬화붕소(1M, 1.6mL)를 천천히 적하하며, 적하 종료후 다시 180℃로 가열하고, 2시간 후에 티오황산나트륨 수용액으로 반응 혼합물을 급냉하고 톨루엔을 사용하여 유기상을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 톨루엔을 사용하여 재결정화하고 정제하여 고체 상태의 유기 화합물 P12 (1.37g, 수율 61.6%)을 얻으며, 질량 스펙스텀은 m/z=685.4 [M+H]+이다.
합성 실시예 3 내지 합성 실시예 8
합성 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 화합물을 제조하되, 차이점은, 실시예 1에서 단계(3)의 디페닐아민 대신 표 1의 원료 1을 사용한다. 최종으로 제조된 유기 화합물의 구조 및 특성 데이터는 표 1과 같다.
표 1
합성 실시예 9 (유기 화합물 P122)
중간체 I-B의 합성
(1) p-톨루이딘(4.1g, 38.0mmol), 9-(4-브로모페닐)-9H-카바졸(11.54g, 35.8mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.35g, 0.38mmol), 2-디시클로헥실포스피노-2',4',6'-트리이소프로필비페닐(0.36g, 0.76mmol) 및 나트륨 tert-부톡사이드(5.48g, 57.0mmol)를 톨루엔(80mL)에 첨가하고, 질소 보호하에 108℃로 가열하고 2시간 동안 교반하며; 실온으로 냉각하고 반응용액을 물로 세척한 다음 황산마그네슘으로 건조하고, 여과한 다음 여과액을 감압하에 용매를 제거하며; 조생성물을 디클로로메탄/에틸아세테이트계로 재결정화하고 정제하여 연황색 고체 중간체 I-B (11.5g, 92%)을 얻는다.
중간체 I-A-5의 합성
(2) 질소 보호하에 중간체 I-A-2 (1.5g, 3.33mmol, 합성 실시예 1에 의해 제조)을 톨루엔 100mL이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고 나트륨 tert-부톡사이드(1.2g, 12.7mmol)을 첨가하여 교반을 시작하며, 150℃로 가열한 후 중간체 I-B (3.25g, 9.33mmol) 및 BTP(0.1g, 0.18mmol)를 차례로 첨가하고 12시간 동안 교반하고 실온으로 냉각시킨다. 염화암모늄 수용액으로 반응물을 급냉하며, 에틸아세테이트로 유기상을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 디클로로메탄/n-헵탄(1:2)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 백색 고체 상태의 중간체 I-A-5 (1.13g, 수율 44.7%)을 얻는다.
유기 화합물 P122의 합성
(3) 질소 보호하에 중간체 I-A-5 (6.67 g, 8.8 mmol)를 tert-부틸벤젠(20mL)이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고, N-부틸리튬(2.5M, 0.83mL)을 적하하고 혼합물을 200℃로 가열하여 6시간 동안 온도를 유지하고 실온으로 냉각시키며, 액체 질소로 -78℃로 냉각시키고, 삼브롬화붕소(1M, 1.6mL)를 천천히 적하하며, 적하 종료후 다시 180℃로 가열하고, 2시간 후에 티오황산나트륨 수용액으로 반응 혼합물을 급냉하고 톨루엔을 사용하여 유기상을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 톨루엔을 사용하여 재결정화하고 정제하여 고체 상태의 유기 화합물 P122 (0.97g, 수율 15%)을 얻으며, 질량 스펙스텀은 m/z=732.4 [M+H]+이다.
합성 실시예 10 내지 합성 실시예 17
실시예 9와 동일한 방법으로 유기 화합물을 제조하되, 차이점은, 실시예 9에서 단계(1)의 p-톨루이딘 대신 표 2의 원료 2를 사용하고, 9-(4-브로모페닐)-9H-카바졸 대신 원료 3을 사용하여 표 2의 중간체를 합성한다. 실시예 9에서 단계(2)의 중간체 I-B 대신 표 2의 중간체를 사용하여 최종으로 제조된 유기 화합물의 구조 및 특성 데이터는 표 3과 같다.
표 2
표 3
합성 실시예 18 (유기 화합물 P170)
중간체 I-K의 합성
(1) 질소 보호하에 2-브로모-N-페닐아닐린(30g, 120.9mmol)을 THF 300mL에 용해시킨 후, 액체 질소를 사용하여 -78℃로 냉각하고 nBuLi (241.8 mmol, 96.7 mL)을 첨가한다. 온도를 유지하면서 1시간 동안 교반하고, 9-플루오레논(21.8g, 120.9mmol)을 천천히 적하하고 온도를 유지하면서 12시간 동안 교반한 다음 실온으로 상승시키고 메탄술폰산(46.5g, 483.6mmol)을 첨가하여 환류시키고 교반한다. 1시간 동안 반응시킨 후 혼합물을 물로 급냉하고, 에틸아세테이트를 사용하여 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시키며, 여과하고 감압하에 농축한다. 에틸아세테이트 및 에탄올(1:3)계를 사용하여 재결정화하고 정제하여 고체 중간체 I-K (28.05g, 수율 70％)을 얻는다.
중간체 I-K-1의 합성
(2) 질소 보호하에 중간체 I-A-2 (8.2g, 18.33mmol)를 톨루엔 100mL이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고 나트륨 tert-부톡사이드(3.5g, 36.7mmol)를 첨가하여 교반을 시작하며, 150℃로 가열한 후 중간체 I-K (6.1g, 18.33mmol) 및 BTP (0.1g, 0.18mmol)를 차례로 첨가하고 12시간 동안 교반하고 실온으로 냉각시킨다. 염화암모늄 수용액으로 반응물을 급냉하며, 에틸아세테이트로 유기상을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 디클로로메탄/n-헵탄(1:2)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 백색 고체 상태의 중간체 I-K-1 (7.13g, 수율 52.5%)을 얻는다.
유기 화합물 P170의 합성
(3) 질소 보호하에 중간체 I-K-1 (6.5 g, 8.8 mmol)를 tert-부틸벤젠(50mL)이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고, N-부틸리튬(2.5M, 3.83mL)을 적하하고 혼합물을 200℃로 가열하여 6시간 동안 온도를 유지하고 실온으로 냉각시키며, 액체 질소로 -78℃로 냉각시키고, 삼브롬화붕소(1M, 9.6mL)를 천천히 적하하며, 적하 종료후 다시 180℃로 가열하고, 2시간 후에 티오황산나트륨 수용액으로 반응 혼합물을 급냉하고 톨루엔을 사용하여 유기상을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 톨루엔을 사용하여 재결정화하고 정제하여 고체 상태의 유기 화합물 P170 (2.08g, 수율 33%)을 얻는다. 질량 스펙트럼: m/z=715.72 [M+H]+.
합성 실시예 19 내지 합성 실시예 20
실시예 18과 동일한 방법으로 유기 화합물을 제조하되, 차이점은, 실시예 18에서 단계(1)의 9-플루오레논 대신 표 4의 원료 4를 사용하고, 2-브로모-N-페닐아닐린 대신 원료 5를 사용하여 표 4의 중간체를 합성한다. 표 4의 중간체로 실시예 18에서 단계(1)의 중간체 I-K를 대체한다. 최종으로 제조된 화합물의 구조 및 특성 데이터는 표 5과 같다.
표 4
표 5
합성 실시예 21 (유기 화합물 P182)
중간체 II-1의 합성
(1) 마그네슘 바(13.54g, 564mmol) 및 에테르(100mL)를 질소 보호하에 건조한 둥근 바닥 플라스크에 넣고 요오드(100mg)를 추가한다. 그 다음에, M-클로로브로모벤젠(36g, 187.0mmol)을 용해시킨 에테르(200mL)용액을 플라스크에 천천히 적하하고, 온도를 35℃로 상승시켜 3시간 동안 교반하며; 반응용액을 0℃로 냉각 후, 아다만탄(22.4g, 149mmol)을 용해시킨 에테르(200mL) 용액을 천천히 적하하고, 온도를 35℃로 상승시켜 6시간 동안 교반하며; 반응용액을 실온으로 냉각하고, 5% 염산을 pH<7로 첨가하여 1시간 동안 교반하며, 에테르(200mL)를 첨가하여 추출하고 유기상을 합하며, 무수황산마그네슘을 사용하여 건조, 여과하고 감압하에 용매를 제거하며; 얻어진 조생성물을 이동상으로 n-헵탄을 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 고체 중간체 II-1 (24g, 수율 61%)를 얻는다.
중간체 II-2의 합성
(2) 중간체 II-1 (10.74g, 40.9mmol), 피리딘(6.2g, 78mmol) 및 디클로로메탄(150mL)을 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 질소 보호하에 -10℃로 냉각하며, -10℃ ~ -5℃에서 트리플루오로메탄술폰산 무수물(11.0g, 39mmol)을 천천히 적하하고 온도를 유지하면서 3시간 동안 교반하며; 그 다음 반응용액을 묽은 염산으로 pH=8로 세척하고, 액분리하고, 유기상을 무수황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하고 감압하에 용매를 제거하며; 얻어진 조생성물을 디클로로메탄/n-헵탄(1:2)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 백색 고체 상태의 중간체 II-2 (14.6g, 수율90.4%)를 얻는다.
중간체 II-3의 합성
(3) 중간체 II-2 (12.3g, 31.17mmol), M-클로로페닐보론산(3.89g, 24.93mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.72g, 0.62mmol), 탄산칼륨(6.45g, 46.75mmol), 테트라부틸암모늄 클로라이드(1.73g, 6.23mmol), 톨루엔(80mL), 에탄올(20mL) 및 탈이온수(20mL)를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 질소 보호하에서 78℃로 온도를 상승시켜 6시간 동안 교반하며; 반응용액을 실온으로 냉각하고 톨루엔(100mL)을 첨가하여 추출하며, 유기상을 합하고 무수황산마그네슘을 사용하여 건조 및 여과하고 감압하에 용매를 제거하며; 얻어진 조생성물을 이동상으로 n-헵탄을 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제한 후, 디클로로메탄/에틸아세테이트계를 사용하여 재결정화하고 정제하여 백색 고체 중간체 II-3 (7.5g, 수율 84.2%)를 얻는다.
중간체 II-4의 합성
(4) 2,6-디브로모-1-클로로벤젠(6.9g, 25.5mmol), 아닐린(2.4g, 25.9mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.23g, 0.25mmol), 2-디시클로헥실포스피노-2’,4’,6’-트리이소프로필비페닐(0.24g, 0.50mmol) 및 나트륨 tert-부톡사이드(3.67g, 38.22mmol)를 톨루엔 (40mL)에 첨가하고, 질소 보호하에 108℃로 가열하고 2시간 교반하며; 그 다음에, 실온으로 냉각하고, 반응용액을 물로 세척한 다음에 황산 마그네슘을 첨가하여 건조시키며, 여과하고 여과액을 감압하에서 용매를 제거하며; 조생성물을 디클로로메탄/에틸 아세테이트계를 사용하여 재결정화하고 정제하여 연황색 고체 중간체 II-4 (3.2g, 수율 42.6%)을 얻는다.
중간체 II-5의 합성
(5) 중간체 II-3 (4.6g, 12.77mmol), 중간체 II-4 (3.8g, 12.77mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0.12g, 0.13mmol), 2-디시클로헥실포스피노-2’,6’-디메톡시비페닐(0.10g, 0.25mmol) 및 나트륨 tert-부톡사이드(1.84g, 19.17mmol)를 톨루엔(40mL)에 첨가하고, 질소 보호하에 108℃ 가열하고 1시간 동안 교반하며; 그 다음에, 실온으로 냉각하고, 반응용액을 물로 세척한 다음에 황산마그네슘을 첨가하여 건조시키며, 여과하고, 여과액을 감압하에 용매를 제거하며; 조생성물을 톨루엔계를 사용하여 재결정화하고 정제하여 백색 고체 중간체 II-5 (4.35g, 수율 58.8%)을 얻는다.
화합물 P182의 합성
(6) 질소 보호하에 중간체 II-5(5.1g, 8.8mmol)를 tert-부틸벤젠(50mL)이 든 둥근 바닥 플라스크에 용해시키고, N-부틸리튬(2.5M, 3.83mL)을 적하하고 혼합물을 200℃로 가열하여 6시간 동안 온도를 유지하고 실온으로 냉각시키며, 액체 질소로 -78℃로 냉각시키고, 삼브롬화붕소(1M, 9.6mL)를 천천히 적하하며, 적하 종료후 다시 180℃로 가열하고, 2시간 후에 티오황산나트륨 수용액으로 반응 혼합물을 급냉하고 톨루엔을 사용하여 유기상을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 건조하며, 여과하고 감압하에 용매를 제거한다. 톨루엔을 사용하여 재결정화하고 정제하여 고체 상태의 유기 화합물 P182 (2.07g, 수율 42.6%)을 얻는다. 질량 스펙트럼: m/z=553.3 [M+H]+.
소자 실시예 1
애노드를 제조한다: ITO 두께 1500Å 의 TOP 기판(코닝사)을 40mm (길이)× 40mm(너비)× 0.7mm(두께)의 크기로 절단하고, 포토 리소그래피 공정을 통해 캐소드 중첩 영역, 애노드 및 절연층 패턴을 갖는 실험 기판으로 제조하며, 자외선, 오존 및 O2:N2 플라즈마를 사용하여 표면 처리를 수행하여 애노드(실험 기판)의 일함수를 증가시키고 스컴을 제거한다.
실험 기판(애노드)에 m-MTDATA(4,4',4''-트리스(N-3-메틸페닐-N-페닐아미노)트리페닐아민)을 진공 증착하여 100Å두께의 정공 주입층(HIL)을 형성하고, 정공 주입층에 NPB 을 진공 증착하여 1000Å두께의 제1 정공 수송층(HTL1)을 형성한다.
제1 정공 수송층 위에 TCTA(4,4',4''-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민)를 증착하여 150Å두께의 제2 정공 수송층(HTL2)을 형성한다.
α,β-ADN을 호스트 재료로, 동시에 합성 실시예 1에서 제조된 유기 화합물 P1을 혼합하며, 호스트 재료와 도펀트를 30:3의 막두께 비율로 도핑하여 220Å두께의 유기 전계 발광층(EML)을 형성한다.
DBimiBphen(4,7-Diphenyl-2,9-bis(4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl)-1,10-phenanthroline) 및 LiQ(8-하이드록시퀴놀린-리튬)를 1:1의 중량비로 혼합하고 증착하여 300Å두께의 전자 수송층(ETL)을 형성하고, 금속 Yb를 전자 수송층에 증착하여 10Å두께의 전자 주입층(EIL)을 형성하며, 그 다음에, 마그네슘(Mg) 및 은(Ag)을 1:9의 증착 속도로 혼합하여 전자 주입층에 진공 증착하여 120Å두께의 캐소드를 형성한다.
상기 캐소드에 670Å두께로 CP-1를 증착하여 유기 커버층(CPL)을 형성함으로써, 유기 전계 발광 소자의 제조가 완료된다.
상기 m-MTDATA, NPB, TCTA, α,β-ADN, DBimiBphen, CP-1 및 LiQ의 구조식은 다음과 같다.
소자 실시예 2 내지 소자 실시예 21
소자 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자를 제조하되, 차이점은, 실시예 1의 유기 화합물 P1 대신 표 8에 나열된 화합물 A 내지 화합물 E를 제외한 나머지 화합물을 각각 사용하여 유기 전계 발광 소자를 제조한다.
소자 비교예 1 내지 소자 비교예 5
소자 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자를 제조하되, 차이점은, 실시예 1의 유기 화합물 1 대신 아래에 나열된 화합물 A 내지 화합물 E를 각각 사용하여 유기 전계 발광 소자를 제조한다.
시험예
소자 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 전계 발광 소자를 10 mA/cm2의 조건에서 소자의 IVL(전류-전압-휘도)성능을 측정하고, 15mA/cm2에서 T95소자의 수명을 측정한다. 상기 시험의 측정 결과는 표 8과 같다.
표 8
표 8에 따르면, 소자 비교예 1 내지 소자 비교예 5의 유기 전계 발광 소자에 비해, 소자 실시예 1 내지 소자 실시예 21의 유기 전계 발광 소자의 성능이 대폭 향상되며, 특히 소자의 작동 전압이 8.0% 이상 감소되고, 발광 효율이 8.8% 이상 향상되고, 수명이 11.03% 이상 연장된다. 이는 본 발명의 유기 화합물이 아다만탄 6원 고리 구조를 갖기 때문인데, 상기 구조는 전체 유기 화합물의 공액계 전자 밀도를 증가시키고 유기 화합물의 정공 전도 효율을 증가시키며, 한층 더 나아가 유기 전계 발광 소자 및 광전 변환 소자의 캐리어 전도 효율 및 수명을 향상시킨다. 또한, 아다만탄 6원 고리로 형성된 화합물을 붕소 원소를 코어로 하는 고리와 연결함으로써, 캐리어의 안정성을 크게 향상시키고, 유기 발광 소자의 발광 성능을 개선한다.
상술한 바와 같이, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예의 구체적인 내용에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 본 발명의 기술적 해결책에 대해 다양한 간단한 수정이 가능하며, 이러한 간단한 수정은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
또한, 상술한 특정 실시예에서 설명된 다양한 구체적인 기술적 특징은 모순되지 않는 한, 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있으며, 본 발명은 불필요하게 내용이 중복되는 것을 방지하기 위해 조합 방법에 대해 별도로 설명하지 않는다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들도 본 발명의 사상을 위반하지 않는 한 임의로 조합될 수 있으며, 이들 또한 본 발명의 개시 내용으로 간주되어야 한다.
100, 애노드; 200, 캐소드;
300, 기능층; 310, 정공 주입층;
320, 정공 수송층; 321, 제1 정공 수송층;
322, 제2 정공 수송층; 330, 유기 전계 발광층;
340, 전자 수송층; 350, 전자 주입층;
400, 전자 장치.

Claims (14)

  1. 화합물 구조가 하기 화학식(1)으로 표시되는 유기 화합물에 있어서,

    화학식(1)
    상기 Q1, Q2 및 Q3 중의 세개는 로부터 선택되거나 존재하지 않으며, 상기 Q1, Q2 및 Q3 중 하나 이상은 이고, 는 연결 결합을 나타내며;
    화학식(1) 중의 점선‘------’는 해당 점선 위치에 연결 결합을 형성하거나 형성하지 않음을 나타내고;
    n1 및 n2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4로부터 선택되며;
    n3 및 n4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5로부터 선택되며;
    n5은 0, 1, 2, 3로부터 선택되며;
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 2 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 6 내지 40개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택되며;
    또는, 인접한 두개의 R1과 R2이 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R2과 R3가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R3과 R4가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R4과 R5가 서로 연결되어 고리를 형성하며, 또는, 인접한 두개의 R1과 R4가 서로 연결되어 고리를 형성하며;
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 3 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 시클로알킬기, 2 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로시클로알킬기, ‘1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기로 임의로 치환된 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 아릴기’, 1내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알콕시기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴아미노기, 1 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬실릴기, 6 내지 30개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴실릴기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3 내지 20개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 12 내지 20개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴아미노기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 상의 치환기는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, ‘메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸로 임의로 치환된 6 내지 15개의 탄소원자를 갖는 아릴기’, 5 내지 12개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기 또는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    ,
    상기 는 화학결합을 나타내며;
    M1은 단일 결합 또는 로부터 선택되며;
    b1, b6, b7, b13 및 b16는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5이며;
    b2, b3, b4, b5, b8, b9, b11, b12, b14, b17, b18 및 b19는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4이며;
    b10는 1, 2, 3이며;
    b15는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7이며;
    X는 O, S, Si(E20E21), C(E22E23), N(E24), Se로부터 선택되며;
    Y는 O, S, N(E25)로부터 선택되며;
    Z1 내지 Z6는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C(E’) 또는 N으로부터 선택되고 Z1 내지 Z6 중 적어도 하나가 N이며, 상기 Z1 내지 Z6 중의 E’는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴기, 3 내지 18개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기, 3 내지 10개의 탄소원자를 갖는 시클로알킬기로부터 선택되며, 또는 인접한 E’는 연결되어 고리를 형성하며;
    E1 내지 E25는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴기, 3 내지 18개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기, 3 내지 10개의 탄소원자를 갖는 시클로알킬기, ‘알킬기로 치환된 6 내지 18개의 탄소원자를 갖는 아릴기’로부터 선택되며; 또는, E20 및 E21는 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, 또는, E22 및 E23는 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, 또는, 임의의 두개의 E6는 그에 연결된 페닐기와 융합되어 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 또는, 임의의 두개의 E7는 그에 연결된 페닐기와 융합되어 방향족 고리를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 6 내지 25개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 12 내지 20개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기로이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬기로 이루어진 군 또는 치환 또는 비치환된 W로부터 선택되고, 상기 비치환된 W는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택되며:

    상기 W기가 치환되는 경우, W의 치환기는 중수소, 불소, 시아노기, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 페닐, 나프틸, 카르바졸릴, 디벤조푸라닐, 디벤조티에닐, 비페닐, 피리딜, 9,9-디메틸플루오레닐, 9,9-디메틸-9H-9-실릴플루오레닐로부터 선택되며; W의 치환기가 복수인 경우, 복수의 치환기는 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 유기 화합물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸 또는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물;

    .
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 다음 기로 이루어진 군, 즉: 중수소, 시아노기, 불소, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸 또는 다음 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물;

    .
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유기 화합물은 하기 화합물 P1 내지 화합물 P200 중 하나 이상으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 화합물;









    .
  10. 애노드, 캐소드 및 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 적어도 한층의 기능층을 포함하여 구성되고, 상기 기능층은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 전계 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서,
    상기 유기 전계 발광층의 도펀트는 제1항 또는 제2항의 유기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7260642B2 (ja) * 2018-11-19 2023-04-18 エスエフシー カンパニー リミテッド 新規なホウ素化合物及びこれを含む有機発光素子
KR20220156003A (ko) * 2020-03-18 2022-11-24 가부시키가이샤 큐럭스 화합물, 발광 재료 및 유기 발광 디바이스
KR20210137594A (ko) * 2020-05-07 2021-11-18 삼성디스플레이 주식회사 헤테로시클릭 화합물 및 이를 포함한 발광 소자
CN113045595A (zh) * 2021-02-05 2021-06-29 吉林奥来德光电材料股份有限公司 多环芳族系化合物、其制备方法、发光材料、发光层和有机电致发光器件
WO2024012365A1 (zh) * 2022-07-14 2024-01-18 清华大学 一种有机化合物及其应用
KR20240049743A (ko) * 2022-10-07 2024-04-17 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물을 포함한 발광 소자, 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치, 전자 기기, 및 상기 축합환 화합물

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019198699A1 (ja) * 2018-04-12 2019-10-17 学校法人関西学院 シクロアルキル置換多環芳香族化合物

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6492432B2 (ja) * 2013-07-09 2019-04-03 東ソー株式会社 アダマンチル基を有する環状アジン化合物、その製造方法、及びそれを構成成分とする有機電界発光素子
US11437590B2 (en) * 2016-05-13 2022-09-06 Konica Minolta, Inc. Organic electroluminescence element material, organic electroluminescence element, display apparatus and illumination apparatus
CN108586507B (zh) * 2016-07-29 2020-11-17 中节能万润股份有限公司 一种长寿命含硼有机电致发光化合物及其应用
KR102512378B1 (ko) * 2017-02-16 2023-03-20 가꼬우 호징 관세이 가쿠잉 유기 전계 발광 소자
US20210005826A1 (en) * 2017-04-03 2021-01-07 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element and electronic apparatus
KR101876763B1 (ko) * 2017-05-22 2018-07-11 머티어리얼사이언스 주식회사 유기화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
WO2019004247A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 住友化学株式会社 発光素子及びその製造に有用な高分子化合物
KR102633062B1 (ko) * 2017-10-13 2024-02-02 가꼬우 호징 관세이 가쿠잉 다환 방향족계 2량체 화합물
EP3755695B1 (en) * 2018-02-20 2023-10-11 Samsung Display Co., Ltd. Organic molecules, especially for use in optoelectronic devices
US20190280209A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 Jnc Corporation Organic electroluminescent element
US20210028365A1 (en) * 2018-04-05 2021-01-28 Idemitsu Kosan Co.,Ltd. Organic electroluminescence device and electronic appliance
CN109438350B (zh) * 2018-11-19 2020-08-04 深圳市华星光电技术有限公司 有机小分子发光材料及有机电致发光器件
CN109575059A (zh) * 2018-12-19 2019-04-05 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 热活化延迟荧光材料、其制备方法和电致发光器件
CN109593042B (zh) * 2018-12-24 2021-12-07 陕西莱特迈思光电材料有限公司 一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件
CN110028459B (zh) * 2019-05-24 2023-04-18 武汉天马微电子有限公司 化合物、显示面板以及显示装置
CN110156756A (zh) * 2019-05-27 2019-08-23 上海天马有机发光显示技术有限公司 化合物、显示面板以及显示装置
CN110128279A (zh) * 2019-06-14 2019-08-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机电致发光材料及包含该材料的有机电致发光器件
CN110183333B (zh) * 2019-06-19 2020-06-30 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种有机电致发光材料及包含该材料的有机电致发光器件
CN110563647B (zh) * 2019-08-27 2021-02-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件以及光电转化器件

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019198699A1 (ja) * 2018-04-12 2019-10-17 学校法人関西学院 シクロアルキル置換多環芳香族化合物

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