KR100989817B1 - 신규한 적색 인광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고있는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

신규한 적색 인광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고있는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 발광효율을 보이는 신규한 적색 인광 화합물과 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 신규한 적색 인광 화합물은 하기 화학식 1인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112007095222865-pat00001
발광, 인광, 이리듐, 적색, 발광재료

Description

신규한 적색 인광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자{Novel red electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same}
본 발명은 높은 발광효율을 보이는 신규한 적색 인광 화합물과 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
OLED에서 발광 효율의 결정하는 가장 중요한 요인은 발광 재료이다. 발광 재료로는 현재까지 형광 재료가 널리 사용되고 있으나, 전기 발광의 메커니즘 상 인광 재료의 개발은 이론적으로 4배까지 발광 효율을 개선시킬 수 있는 가장 좋은 방법 중 하나이다.
현재까지 이리듐(III)착물 계열이 인광 발광 재료로 널리 알려져 있으며, 각 RGB 별로 (acac)Ir(btp)2, Ir(ppy)3 및 Firpic 등의 재료가 알려져 있다. 특히, 최근 일본, 구미에서 많은 인광 재료들이 연구되어지고 있다.
Figure 112007095222865-pat00002
종래의 적색 인광 재료 중, 좋은 EL 특성을 보이는 재료로 보고된 재료는 몇 가지 보고가 되고 있으나, 아직까지 상용화 수준에 도달한 재료는 아주 미미한 것으로 알려져 있다. 가장 좋은 재료로는 1-phenyl isoquinoline의 이리듐 착물이 있는데, EL 특성이 매우 우수하여 진적색의 색순도 및 고 발광효율을 보이는 것으로 알려져 있다.(참고문헌 : A. Tsuboyama, et . al . , J. Am . Chem . Soc . 2003, 125(42), 12971-12979)
Figure 112007095222865-pat00003
더구나, 적색 재료의 경우, 수명 상의 큰 문제가 없어 색순도 나 발광 효율이 우수하면 상용화가 용이한 경향을 가지고 있다. 따라서 상기의 이리듐 착물은 뛰어난 색순도 및 발광효율로 인해 상용화 가능성이 매우 높은 재료라고 할 수 있다.
그러나, 이리듐 착물은 아직 소형 디스플레이 정도에서나 적용이 가능한 재료로 판단되어지며, 실상 중대형 OLED 패널에서 요구되는 EL 특성 수준은 공지된 재료들보다 더욱 우수해야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로 발광 효율이 뛰어나고 수명이 획기적으로 개선된 유기 EL 소자를 실현하기 위한 새로운 적색 인광 화합물을 발명하게 되었다. 본 발명의 목적은 기존의 적색 인광 재료보다 특성이 더욱 우수한 골격의 화합물을 제공하는 것이며, 또한 본 발명의 또 다른 목적은 중대형 OLED 패널에 적용가능한 신규한 인광 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명은 신규한 적색 인광 화합물 및 이를 발광층에 채용하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 적색 인광 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112007095222865-pat00004
L은 유기리간드이며;
A가 N인 경우 B는 C이고, A가 C인 경우 B는 N이며;
R1은 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
R2 내지 R4는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C6-C60)아릴, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴이고;
R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R5와 R6는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R5 및 R6의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
상기 R1 내지 R4의 알킬, 알콕시, 시클로알킬 및 아릴은 할로겐이 치환되거 나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
n은 1 내지 3의 정수이다.
본 발명에 따른 화학식 1 화합물의 R5 및 R6가 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 인덴, 페난트렌 또는 피리딘이다. 또한, 상기 화학식 1에서 [ ] 내의 화합물은 이리듐의 주리간드로서 작용을 하며, L은 보조리간드의 역할을 하게 되고, 본 발명에 따른 유기 인광 화합물은 상기 보조리간드 L이 없는 n=3인 트리스 배위(tris-chelated) 착물 구조 이외에 n=2인 주리간드 : 보조리간드가 2 : 1인 착물도 포함한다.
본 발명에 따른 화학식 1의 유기 인광 화합물은 하기 화학식 2 내지 화학식 7로부터 선택되는 화합물로 예시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112007095222865-pat00005
[화학식 3]
Figure 112007095222865-pat00006
[화학식 4]
Figure 112007095222865-pat00007
[화학식 5]
Figure 112007095222865-pat00008
[화학식 6]
Figure 112007095222865-pat00009
[화학식 7]
Figure 112007095222865-pat00010
[상기 식에서, L, R1, R2, R3, R4, R5 및 n은 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하며;
R7 내지 R14 및 R17 내지 R24는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴이며;
R15 및 R16은 서로 독립적으로 수소 또는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이다.]
상기 화학식 2 내지 화학식 7의 R1은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, t-부틸, 페닐, 비페닐, 나프틸, t-부틸페닐 또는 플루오르페닐이고; R2 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸 또는 t-부틸이고; R7 내지 R14 및 R17 내지 R24는 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, t-부틸, 플루오르, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 페닐, 비페닐, 트리메틸실릴, 디메틸페닐실릴, 트리페닐실릴 또는 트리플루오르메틸이고; R15 및 R16은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 화학식 1의 유기 인광 화합물은 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기의 화합물이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
Figure 112007095222865-pat00011
Figure 112007095222865-pat00012
Figure 112007095222865-pat00013
Figure 112007095222865-pat00014
Figure 112007095222865-pat00015
Figure 112007095222865-pat00016
Figure 112007095222865-pat00017
Figure 112007095222865-pat00018
Figure 112007095222865-pat00019
Figure 112007095222865-pat00020
[상기에서, L은 유기리간드이고, n은 1 내지 3의 정수이다.]
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 보조리간드 L은 하기의 구조를 포함한다.
Figure 112007095222865-pat00021
Figure 112007095222865-pat00022
Figure 112007095222865-pat00023
[R31 및 R32는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 할로겐이고;
R33 내지 R39는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 트리(C1-C30)알킬실릴 또는 할로겐이고;
R40 내지 R43은 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐이고;
R44는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 할로겐이다.]
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 보조리간드 L은 하기의 구조로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007095222865-pat00024
Figure 112007095222865-pat00025
Figure 112007095222865-pat00026
본 발명에 따른 유기 인광 화합물의 제조방법을 하기 반응식 1 내지 3을 바탕으로 설명한다.
[반응식 1]
Figure 112007095222865-pat00027
[반응식 2]
Figure 112007095222865-pat00028
[반응식 3]
Figure 112007095222865-pat00029
[상기 반응식 1 내지 3에서, A, B, R1 내지 R6 및 L은 화학식 1에서의 정의와 동일하다.]
상기 반응식 1은 화학식 1의 화합물의 n=1인 경우로, 삼염화이리듐(IrCl3)과 보조리간드 L인 화학식 2의 화합물을 1 : 2~3 몰의 비율로 용매에 혼합하여 환류시킨 후 디이리듐 다이머를 분리한다. 상기의 반응단계에서의 용매는 알콜 또는 알콜/물 혼합용매가 바람직하며, 그 예로 2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올/물 혼합용매가 사용된다. 분리된 디이리듐 다이머는 주리간드인 화학식 1의 화합물을 유기용매에 함께 혼합하여 가열하여 최종 생성물로 주리간드 : 보조리간드가 1 : 2인 유기 인광 이리듐 화합물을 제조한다. 이때 AgCF3SO3, Na2CO3, NaOH 등을 유기용매 2-에톡시에탄올, 2-메톡시에틸에테르에 함께 혼합하여 반응시킨다.
상기 반응식 2는 화학식 1의 화합물의 n=2인 경우이며, 삼염화이리듐(IrCl3)과 주리간드로 화학식 1의 화합물을 1 : 2~3 몰의 비율로 용매에 혼합하여 환류시킨 후 디이리듐 다이머를 분리한다. 상기의 반응단계에서의 용매는 알콜 또는 알콜/물 혼합용매가 바람직하며, 그 예로 2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올/물 혼합용매가 사용된다. 분리된 디이리듐 다이머는 보조리간드 L인 화학식 2의 화합물을 유기용매에 함께 혼합하여 가열하여 최종 생성물로 주리간드 : 보조리간드가 2 : 1인 유기 인광 이리듐 화합물을 제조한다. 최종 생성물의 주리간드인 화학식 1의 화합물 리간드와 보조리간드 L은 그 조성비에 따라 반응하는 몰비를 적절히 결정하여 사용하며 이때 AgCF3SO3, Na2CO3, NaOH 등을 유기용매 2-에톡시에탄올, 2-메톡시에틸에테르, 1,2-디클로로에탄에 함께 혼합하여 반응시킨다.
상기 반응식 3은 화학식 1의 화합물의 n=3인 경우이며, 상기 반응식 2에서 제조된 이리듐 착화합물과 주리간드로 사용된 화학식 1의 화합물을 1 : 2~3 몰의 비율로 글리세롤에 혼합하여 환류시켜 3개의 주리간드가 배위된 유기 인광 이리듐 착화합물을 제조한다.
본 발명에서 주리간드로 사용되는 화합물은 공지의 방법을 바탕으로 하기 반응식 4 및 5로 제조할 수 있다.
[반응식 4]
Figure 112007095222865-pat00030
[반응식 5]
Figure 112007095222865-pat00031
[상기 반응식 4 및 5에서, R1 내지 R6 및 L은 화학식 1에서의 정의와 동일하다.]
본 발명은 또한 유기 전계 발광 소자를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112007095222865-pat00032
L은 유기리간드이며;
A가 N인 경우 B는 C이고, A가 C인 경우 B는 N이며;
R1은 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
R2 내지 R4는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C6-C60)아릴, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴이고;
R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R5와 R6는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R5 및 R6의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
상기 R1 내지 R4의 알킬, 알콕시, 시클로알킬 및 아릴은 할로겐이 치환되거 나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
n은 1 내지 3의 정수이다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층이 발광영역을 포함하며, 상기 발광영역은 상기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 화합물을 발광 도판트로 0.01 내지 10 중량% 사용하여 하나 이상의 호스트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 호스트는 특별히 제한되지 않으나, 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민, 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란 또는 하기 화학식 8 내지 화학식 11의 화합물로 예시될 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112007095222865-pat00033
[화학식 9]
Figure 112007095222865-pat00034
[화학식 10]
Figure 112007095222865-pat00035
[화학식 11]
Figure 112007095222865-pat00036
[상기 화학식 8에서, R91 내지 R94은 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 서로 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며; 상기 R91 내지 R94의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할 로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
상기 화학식 11에서, 리간드 L1 및 L2 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되고;
Figure 112007095222865-pat00037
M1은 2가 또는 3가 금속이며;
M1이 2가 금속인 경우 y는 0이고, M1이 3가 금속인 경우 y는 1이고;
Q는 (C6-C60)아릴옥시 또는 트리(C6-C30)아릴실릴이고, 상기 Q의 아릴옥시 및 트리아릴실릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이 더 치환될 수 있으며;
X는 O, S 또는 Se 이고;
A 고리는 옥사졸, 싸이아졸, 이미다졸, 옥사디아졸, 싸이아디아졸, 벤조옥사졸, 벤조싸이아졸, 벤조이미다졸, 피리딘 또는 퀴놀린이고;
B 고리는 피리딘 또는 퀴놀린이며, 상기 B 고리는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 나프틸이 더 치환될 수 있고;
R101 내지 R104은 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 (C3-C12)알킬렌, 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 결합되어 융합고리를 형성할 수 있으며, 상기 피리딘 및 퀴놀린은 R101과 화학결합을 이루어 융합고리를 형성할 수 있으며;
상기 A 고리와 R101 내지 R104의 아릴기는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 또는 아미노기로 더 치환될 수 있다.]
상기 리간드 L1 및 L2 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다.
Figure 112007095222865-pat00038
Figure 112007095222865-pat00039
Figure 112007095222865-pat00040
[X는 O, S 또는 Se 이고;
R101 내지 R104는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, 할로겐, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노, 디(C6-C30)아릴아미노, 싸이오펜일 또는 퓨란일이거나, 인접한 치환체와 (C3-C12)알킬렌, 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 결합되어 융합고리를 형성할 수 있으며;
R111 내지 R116, R121 및 R122는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노, 디(C6-C30)아릴아미노, 싸이오펜일 또는 퓨란일이며;
R123은 (C1-C60)알킬, 페닐 또는 나프틸이며;
R124 내지 R139는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노, 디(C6-C30)아릴아미노, 싸이오펜일 또는 퓨란일이며;
상기 R111 내지 R116 및 R121 내지 R139의 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 싸이오펜일 또는 퓨란일은 (C1-C60)알킬, 할로겐, 나프틸, 플루오레닐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노 또는 디(C6-C30)아릴아미노로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
상기 화학식 11에서 M1은 Be, Zn, Mg, Cu 및 Ni로 이루어진 군에서 선택되는 2가 금속이거나 Al, Ga, In 및 B 로 이루어진 군에서 선택되는 3가 금속이고, Q는 하기 구조로부터 선택된다.
Figure 112007095222865-pat00041
상기 화학식 8의 화합물은 구체적으로 하기 구조의 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007095222865-pat00042
상기 화학식 11의 화합물은 구체적으로 하기 구조의 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007095222865-pat00043
Figure 112007095222865-pat00044
Figure 112007095222865-pat00045
Figure 112007095222865-pat00046
Figure 112007095222865-pat00047
본 발명에 따른 적색 인광 화합물은 기존의 적색 인광 재료보다 특성이 더욱 우수한 골격의 화합물로 기존 재료보다 우수한 EL 특성을 보이고 있으므로, 본 발명에 따른 적색 인광 화합물을 OLED 패널에 적용한다면 향후 중대형 OLED의 개발에 더욱 진일보하는 결과를 예상할 수 있다.
이하에서, 본 발명을 실시예에 의거하여 본 발명에 따른 신규한 유기 인광 화합물의 제조방법을 예시한다. 그러나, 하기의 실시예들은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 여기에 국한되는 것은 아니다.
[제조예]
[제조예 1] 화합물 101의 제조
Figure 112007095222865-pat00048
화합물 201 의 제조
2000 mL 둥근 바닥 플라스크에 2,5-디브로모피리딘(2,5-dibromopyridine) 25.0 g (105 mmol)을 넣고 아르곤 분위기 하에서 디에틸에테르(diethyl ether) 1240 mL 에 녹인 뒤, -75℃에서 조건하에서 n-BuLi 80 mL (1.6 M in hexane, 127 mmol) 을 천천히 적가하였다. 30분간 교반 한 후 N,N-디메틸벤즈아미드(N,N-dimethylbenzamide) 23.6 g (158 mmol) 을 디에틸에테르(diethyl ether) 200 mL 에 녹여서 천천히 넣고 35분간 교반시켰다. 반응이 종결되면 NH4Cl 수용액을 넣은 뒤, 디에틸에테르(diethyl ether)로 추출하고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 201 18.0 g (68.9 mmol, 수율 65.6%)을 얻었다.
화합물 202 의 제조
500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 201 18.0g (68.9 mmol), 페닐보론산(phenylboronic acid) 9.24 g (75.8 mmol), 톨루엔(toluene) 160 mL, 에탄올(ethanol) 80 mL 와 Pd(PPh3)4 3.18 g (2.76 mmol)을 넣은 후 아르곤 분위기하에서 교반을 하고, 2M Na2CO3 수용액 80 mL 를 적가한 후 4시간동안 가열 환류 시켜 교반시켰다. 반응이 종결되면 반응 혼합물에 증류수를 넣고 에틸아세테이트(ethyl acetate)로 추출하고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 202 15.5 g (59.6 mmol, 수율 86.5%)을 얻었다.
화합물 203 의 제조
500 mL 둥근 플라스크에 15.5 g (59.6 mmol) 의 화합물 202, 이리듐클로라이드(IrCl3) 8.09 g (27.1 mmol), 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol) 210 mL 와 증류수 70 mL 를 넣은 후 아르곤 분위기 하에서 24시간동안 가열 환류 시켜 반응을 완결한 후 상온으로 냉각하여 침전물을 여과하여 완전 건조시켜 화합물 203 18.2 g (24.4 mmol) 을 얻었다.
화합물 101 의 제조
500 mL 둥근 플라스크에 18.2 g (24.4 mmol)의 화합물 203, 2,4-펜탄디온(2,4-pentanedione) 3.67 g (36.6 mmol), Na2CO3 7.76 g (73.2 mmol), 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol) 300 mL 을 넣은 뒤 반응혼합물을 4시간동안 가열시킨 뒤 반 응이 종결되면 실온으로 냉각하고 고체침전물을 여과하고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후 재결정하여 표제화합물인 붉은색 결정의 이리듐 착화합물 101 8.47 g (10.5 mmol, 수율 38.6%)을 수득하였다.
mp. > 350℃
1H NMR(300 MHz, CDCl3) : δ = 8.89 (d, J = 1.2 Hz, 2H), 8.30 (dd, J = 1.8 Hz, 8.4 Hz, 2H), 7.98 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.83-7.80 (m, 4H), 7.65-7.58 (m, 4H) 7.53-7.48 (m, 4H), 6.86 (td, J = 1.2 Hz, 7.5 Hz, 2H), 6.74 (td, J = 1.5 Hz, 7.5 Hz, 2H), 6.30 (dd, J = 1.2 Hz, 7.8 Hz, 2H), 5.29 (s, 1H), 1.55 (s, 6H).
HRMS(FAB) calcd for C41H31IrN2O4 808.1913 : found, 808.1910
[제조예 2] 화합물 131의 제조
Figure 112007095222865-pat00049
화합물 204 의 제조
4-브로모벤조페논(4-Bromobenzophenone) 17.0 g (65.2 mmol), Pd(PPh3)4 3.14 g(2.72 mmol), LiCl 69.0 g (163 mmol)을 500 mL 둥근바닥 플라스크에 넣은 뒤, 아르곤 분위기 하에서 톨루엔(toluene) 250 mL을 넣고 교반시켰다. 5분 뒤, 트리부틸(2-피리딜)주석(Tributyl(2-pyridyl)tin) 20.0 g (54.3 mmol)을 20 mL 톨루엔(toluene)에 녹여 적가 한 후, 18시간동안 환류 교반하고 실온으로 냉각시켰다. 반응이 종결되면 반응 혼합물에 KF 수용액을 넣고 에틸아세테이트(ethyl acetate)로 추출하고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 204 11.9 g (45.9 mmol, 수율 84.5%)을 얻었다.
화합물 205 의 제조
500 mL 둥근 플라스크에 11.9 g (45.9 mmol)의 화합물 204, 이리듐클로라이드(IrCl3) 6.24 g (20.9 mmol), 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol) 210 mL와 증류수 70 mL 를 넣은 후 아르곤 분위기 하에서 24시간동안 가열 환류 시켜 반응을 완결한 후 상온으로 냉각하여 침전물을 여과하여 완전 건조시켜 화합물 205 10.6 g (14.2 mmol)을 얻었다.
화합물 131 의 제조
500 mL 둥근 플라스크에 10.6 g (14.2 mmol)의 화합물 205, 2,4-펜탄디 온(2,4-pentanedione) 2.13 g (21.3 mmol), Na2CO3 4.52 g (42.6 mmol), 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol) 300 mL 을 넣은 뒤 반응혼합물을 6시간동안 가열시킨 뒤 반응이 종결되면 실온으로 냉각하고 고체침전물을 여과하고 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후 재결정하여 표제화합물인 붉은색 결정의 이리듐 착화합물 131 9.19 g (11.4 mmol, 수율 54.4%)을 수득하였다.
mp. > 350℃
1H NMR(300 MHz, CDCl3) : δ = 8.51-8.49 (m, 2H), 7.86 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.68 (dd, J = 1.5 Hz, 7.5 Hz, 2H), 7.63 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.57-7.54 (m, 4H), 7.49-7.44 (m, 2H), 7.34-7.28 (m, 6H), 7.16-7.11 (m, 2H), 6.59 (d, J = 1.5 Hz, 2H), 5.25 (s, 1H), 1.80 (s, 6H)
HRMS(FAB) calcd for C41H31IrN2O4 808.1913 : found, 808.1918.
[제조예 3] 화합물 149의 제조
Figure 112007095222865-pat00050
화합물 206 의 제조
500 mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 201 18.0 g (68.9 mmol), 4-t-부틸페닐보론산(4-tert-butylphenylboronic acid) 13.5 g (75.8 mmol), 톨루엔(toluene) 160 mL, 에탄올(ethanol) 80 mL 와 Pd(PPh3)4 3.18 g (2.76 mmol), 2M Na2CO3 수용액 80 mL 를 제조예 1과 동일한 방법으로 화합물 206 17.8 g (56.5 mmol, 수율 82.0%)을 얻었다.
화합물 207 의 제조
아세토페논(Acetophenone) 50 g(416 mmol)과 o-아미노벤조페논(o-aminobenzophenone) 82 g (416 mmol)을 진한황산 4 mL 와 빙초산 600 mL 에서 24시간동안 환류교반하고 실온으로 냉각시켰다. 그 반응물을 차가운 진한 암모늄하이드록사이드 450 mL 와 증류수 1.6 L 로 씻어주었다. 그리고 침전물을 모아서 에탄올과 물로 재결정하여 화합물 207 81.9 g(291 mmol)을 얻었다.
화합물 208 의 제조
화합물 207 81.9 g (291 mmol)과 이리듐클로라이드(IrCl3) 39.1 g (131 mmol), 2-에톡시에탄올 600 mL 및 증류수 200 mL 을 24시간동안 환류교반하고 실온으로 냉각시켰다. 그 침전물을 물과 메탄올로 씻고 여과하여 헥산으로 재결정하여 화합물 208 67.8 g(43 mmol)을 얻었다.
화합물 149 의 제조
화합물 208 67.8 g (43 mmol)와 화합물 206 40.7 g(129 mmol), AgCF3SO3 27.6 g(107.5 mmol), 2-메톡시에틸에테르(2-Methoxy ethylether) 500 mL 을 12시간동안 환류교반하고 실온으로 냉각시켰다. 그 혼합물을 물과 메탄올로 씻고 메틸렌클로라이드로 녹여 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 표제화합물인 붉은색 결정의 이리듐 착화합물 149 32 g(30 mmol, 35%)을 수득하였다.
mp. 350 〉℃
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 9.03(s, 1H), 8.1(d, J = 8.1 Hz, 2H), 8.01(d, J = 7.6 Hz, 1H), 8(d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.91-7.81(m, 6H), 7.7(d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.6-7.4(m, 13H), 7.3-7.2(m, 12H), 1.34(s, 9H)
HRMS(FAB) calcd for C64H48IrN3O 1067.00 : found, 1067.34
상기 제조예 1 내지 3의 방법을 이용하여 하기 표 1의 유기 발광 화합물 101 내지 200 을 제조하였으며, 표 2에 제조된 화합물들의 1H NMR, 녹는점(mp.) 및 MS/FAB를 나타내었다.
[표 1]
Figure 112007095222865-pat00051
Figure 112007095222865-pat00052
Figure 112007095222865-pat00053
Figure 112007095222865-pat00054
Figure 112007095222865-pat00055
Figure 112007095222865-pat00056
Figure 112007095222865-pat00057
Figure 112007095222865-pat00058
Figure 112007095222865-pat00059
Figure 112007095222865-pat00060
Figure 112007095222865-pat00061
[표 2]
Figure 112007095222865-pat00062
Figure 112007095222865-pat00063
Figure 112007095222865-pat00064
Figure 112007095222865-pat00065
Figure 112007095222865-pat00066
Figure 112007095222865-pat00067
[실시예 1] OLED의 제작
본 발명에 따른 적색 인광 화합물을 사용하여 OLED 소자를 제작하였다.
먼저 OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)(1)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막(15 Ω/□, 2)을, 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다.
다음으로, 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine(2-TNATA)을 넣고, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 60 nm 두께의 정공주입층(3)을 증착하였다.
Figure 112007095222865-pat00068
이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine (NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 NPB를 증발시켜 정공주입층 위에 20 nm 두께의 정공전달층(4)을 증착하였다.
Figure 112007095222865-pat00069
또한, 상기 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 본 발명의 호스트 재료인 H-10을 넣고, 또 다른 셀에는 본 발명에 따른 적색 인광 화합물(101)을 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층(5)을 증착하였다. 이때의 도핑 농도는 호스트 기준으로 4 내지 10 mol%가 적당하다.
Figure 112007095222865-pat00070
이어서 전자전달층(6)으로써 tris(8-hydroxyquinoline)- aluminum(III) (Alq)을 30 nm 두께로 증착하였다. 다음으로 전자주입층(7)으로 lithium quinolate (Liq)를 1 내지 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극(8)을 150 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제작하였다.
Figure 112007095222865-pat00071
[실험예 1] 발광 재료의 광학적 특성 평가
재료 별로 합성 수율이 높은 착물은, 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 발광층의 도판트로 사용하였으며, 합성 수율이 낮은 재료의 경우는 광발광 피크만 확인하였다. 이 때, 광발광 피크는 10-4 M 이하 농도의 염화메틸렌 용액을 제조하여 측정하였다. 모든 재료의 광발광 측정 시 여기(excitation) 파장은 250 nm로 하였다.
상기 실시예 1에서 제조된 OLED의 성능을 확인하기 위하여 10 mA/cm2에서 OLED의 발광효율을 측정하였으며, 하기 표 3과 표 4에 다양한 특성을 나타내었다.
[표 3]
Figure 112007095222865-pat00072
상기 표 3은 본 발명에서 개발한 재료의 일반적 구조에서 n = 2, L = 1 로서, 특히 L 는 acac 형태의 보조리간드 만으로 이루어지 발광 재료의 소자 특성을 보여 주고 있다. 합성된 재료 101 은 R1에 페닐기, R2, R3, R4, R7, R8, R9 및 R10에 수소가 도입된 재료로 파장 616 nm, 색좌표 (0.65,0.35), 발광 효율 8.9 cd/A 로 우수한 특성을 보이고 있다. 상기 제조된 발광 재료 102, 104, 105, 107 및 108과 같이 R7, R8 및 R9에 알킬기 또는 방향족 고리가 도입된 경우 재료 101에 비해 2 ~ 14 nm의 파장의 변화를 가져왔다. 발광 재료 102 는 재료 101에 비해 4 nm 정도 단파장으로 이동했음에도 불구하고, EL peak의 폭이 좁아서 색좌표의 변화가 없었고, 발광 효율도 상승하였다. 발광 재료 113 ~ 1I6 과 같이 R1에 도입된 방향족 고리는 결합위치에 따라 파장의 이동정도가 조금씩 달리 나타났다. 발광 재료 116는 재료 101에 비해 단파장으로 6 nm 이동하면서 색좌표 (0.63,0.37)을 보였다.
[표 4]
Figure 112007095222865-pat00073
Figure 112007095222865-pat00074
상기 표 4는 본 발명에서 개발한 재료의 R1 및 R9에 알킬기 또는 방향족 고리가 치환된 주리간드 또는 보조 리간드로 이루어진 인광 재료의 소자 특성을 보여 주고 있다. 주리간드로 또는 보조 리간드로 사용될 때 마다 다양한 파장 영역을 보여 주고 있다. 본 발명에서 개발된 재료는 다른 발광체의 보조 리간드로 사용됨(n=1인 경우)으로써 주발광체의 색좌표, 효율 등을 향상시키고, 특히 화학적 안정성을 높이는 역할을 하고 있다. 재료 140은 piq 발광체를 이용하고, 보조 리간드로 본 발명에서 개발한 재료를 이용한 소자로, 발광 파장 624 nm, 색좌표 (0.67,0.33), 발광효율 8.6 cd/A로 좋은 특성을 나타내고 있다. 특히 색좌표는 NTSC의 색좌표를 만족하는 deep red영역이라고 할 수 있다. Ir(piq)3는 Ir 중심 금 속으로 리간드의 결합이 약간은 뒤틀어져 있는 다소 불안정한 상태의 결합을 하고 있다. 3개의 Piq 리간드 대신 보조 리간드로 본 발명에서 개발한 재료를 사용함으로써 구조적 안정성을 높여 주었다.
도 1은 유기 EL 소자의 단면도이다.
도 1 - OLED 소자의 단면도
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 - 글래스 2 - 투명전극
3 - 정공주입층 4 - 정공전달층
5 - 발광층 6 - 전자전달층
7 - 전자주입층 8 - Al 음극

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 인광 화합물.
    [화학식 1]
    Figure 112010037480063-pat00075
    L은 유기리간드이며;
    A가 N인 경우 B는 C이고;
    R1은 (C6-C60)아릴이고;
    R2 내지 R4는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C6-C60)아릴, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 또는 트리(C6-C30)아릴실릴이고;
    R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R5와 R6는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R5 및 R6의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
    상기 R1 내지 R4의 알킬, 알콕시, 시클로알킬 및 아릴은 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
    n은 1 내지 3의 정수이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 R5 및 R6가 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 인덴 또는 페난트렌인 것을 특징으로 하는 유기 인광 화합물.
  3. 제 2항에 있어서,
    하기 화학식 2 내지 화학식 6으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 인광 화합물.
    [화학식 2]
    Figure 112009078779236-pat00076
    [화학식 3]
    Figure 112009078779236-pat00077
    [화학식 4]
    Figure 112009078779236-pat00078
    [화학식 5]
    Figure 112009078779236-pat00079
    [화학식 6]
    Figure 112009078779236-pat00080
    [상기 식에서, L, R1, R2, R3, R4, R5 및 n은 청구항 제1항에서의 정의와 동일하며;
    R7 내지 R14 및 R17 내지 R24는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴이며;
    R15 및 R16은 서로 독립적으로 수소 또는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이다.]
  4. 제 3항에 있어서,
    하기 화합물로부터 선택되는 유기 인광 화합물.
    Figure 112010037480063-pat00082
    Figure 112010037480063-pat00083
    Figure 112010037480063-pat00084
    Figure 112010037480063-pat00086
    Figure 112010037480063-pat00087
    Figure 112010037480063-pat00115
    [상기에서, L은 유기리간드이고, n은 1 내지 3의 정수이다.]
  5. 제 4항에 있어서,
    리간드 L은 하기의 구조인 것을 특징으로 하는 유기 인광 화합물.
    Figure 112007095222865-pat00092
    Figure 112007095222865-pat00093
    Figure 112007095222865-pat00094
    [R31 및 R32는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 할로겐이고;
    R33 내지 R39는 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 트리(C1-C30)알킬실릴 또는 할로겐이고;
    R40 내지 R43은 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐이고;
    R44는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 할로겐이다.]
  6. 제 5항에 있어서,
    리간드 L은 하기의 구조인 것을 특징으로 하는 유기 인광 화합물.
    Figure 112007095222865-pat00095
    Figure 112007095222865-pat00096
    Figure 112007095222865-pat00097
  7. 제 3항에 있어서,
    R1은 페닐, 비페닐, 나프틸, t-부틸페닐 또는 플루오르페닐이고; R2 내지 R5는 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸 또는 t-부틸이고; R7 내지 R14 및 R17 내지 R24는 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, t-부틸, 플루오르, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 페닐, 비페닐, 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 또는 트리플루오르메틸이고; R15 및 R16은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것을 특징으로 하는 유기 인광 화합물.
  8. 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 인광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 유기 인광 화합물은 발광층의 도판트 물질로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제1전극;
    제2전극; 및
    상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 전계 발광 소자에 있어서,
    상기 유기물층은 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 인광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 유기물층은 발광영역을 포함하며, 상기 발광영역은 상기 유기 인광 화합물 하나 이상과 하나 이상의 호스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  12. 제 11항에 있어서,
    호스트는 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민, 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란 또는 하기 화학식 8 내지 11의 화합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    [화학식 8]
    Figure 112007095222865-pat00098
    [화학식 9]
    Figure 112007095222865-pat00099
    [화학식 10]
    Figure 112007095222865-pat00100
    [화학식 11]
    Figure 112007095222865-pat00101
    [상기 화학식 8에서, R91 내지 R94은 서로 독립적으로 직쇄 또는 분쇄의 포화 또는 불포화 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 서로 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며; 상기 R91 내지 R94의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
    상기 화학식 11에서, 리간드 L1 및 L2 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되고;
    Figure 112007095222865-pat00102
    M1은 2가 또는 3가 금속이며;
    M1이 2가 금속인 경우 y는 0이고, M1이 3가 금속인 경우 y는 1이고;
    Q는 (C6-C60)아릴옥시 또는 트리(C6-C30)아릴실릴이고, 상기 Q의 아릴옥시 및 트리아릴실릴은 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이 더 치환될 수 있으며;
    X는 O, S 또는 Se 이고;
    A 고리는 옥사졸, 싸이아졸, 이미다졸, 옥사디아졸, 싸이아디아졸, 벤조옥사졸, 벤조싸이아졸, 벤조이미다졸, 피리딘 또는 퀴놀린이고;
    B 고리는 피리딘 또는 퀴놀린이며, 상기 B 고리는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 나프틸이 더 치환될 수 있고;
    R101 내지 R104은 서로 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 (C3-C12)알킬렌, 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 결합되어 융합고리를 형성할 수 있으며, 상기 피리딘 및 퀴놀린은 R101과 화학결합을 이루어 융합고리를 형성할 수 있으며;
    상기 A 고리와 R101 내지 R104의 아릴기는 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 직쇄 또는 분쇄의 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 트리(C1-C30) 알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 또는 아미노기로 더 치환될 수 있다.]
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 리간드 L1 및 L2 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    Figure 112007095222865-pat00103
    Figure 112007095222865-pat00104
    Figure 112007095222865-pat00105
    [X는 O, S 또는 Se 이고;
    R101 내지 R104는 서로 독립적으로 수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, 할로겐, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노, 디(C6-C30)아릴아미노, 싸이오펜일 또는 퓨란일이거나, 인접한 치환체와 (C3-C12)알킬렌, 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 결합되어 융합고리를 형성할 수 있으며;
    R111 내지 R116, R121 및 R122는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노, 디(C6-C30)아릴아미노, 싸이오펜일 또는 퓨란일이며;
    R123은 (C1-C60)알킬, 페닐 또는 나프틸이며;
    R124 내지 R139는 서로 독립적으로 수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, 할로겐이 치환된 (C1-C60)알킬, 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노, 디(C6-C30)아릴아미노, 싸이오펜일 또는 퓨란일이며;
    상기 R111 내지 R116 및 R121 내지 R139의 페닐, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 싸이오펜일 또는 퓨란일은 (C1-C60)알킬, 할로겐, 나프틸, 플루오레닐, 트리(C1-C30) 알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 디(C1-C30)알킬아미노 또는 디(C6-C30)아릴아미노로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.]
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 M1은 Be, Zn, Mg, Cu 및 Ni로 이루어진 군에서 선택되는 2가 금속 또는 Al, Ga, In 및 B 로 이루어진 군에서 선택되는 3가 금속인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 Q는 하기 구조로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    Figure 112007095222865-pat00106
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 호스트는 하기 구조의 화합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
    Figure 112007095222865-pat00107
    Figure 112007095222865-pat00108
    Figure 112007095222865-pat00109
    Figure 112007095222865-pat00110
    Figure 112007095222865-pat00111
    Figure 112007095222865-pat00112
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