KR101074418B1 - Ｏｌｅｄ 제조용 인광 발광 물질 및 이를 포함하는 ｏｌｅｄ - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1과 2로 표시되며 청색의 발광성을 나타내는 Ir계 전이금속화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
화학식 1 화학식 2
Figure 112004005308521-pat00001
Figure 112004005308521-pat00002
상기 화학식에서 R1은 수소 및 전자주개(Electron donating group)로서 알킬, 아릴, 알킬실릴, 알콕시, 아릴옥시, 디알킬아미노등이며, R2~R5는 각각 독립적으로 수소 또는 사이아노(cyano)기이며, X,Y는 각각 독립적으로 탄소원자를 포함하는 헤테로 원자, 붕소 또는 할로겐 원자이며 서로 연결되어 킬레이트 결합을 할 수 있거나 할 수 없는 리간드를 포함한다.
유기전계발광소자

Description

ＯＬＥＤ 제조용 인광 발광 물질 및 이를 포함하는 ＯＬＥＤ{Phosphorescene emission materials manufacturing for OLED and OLED comprising the same}
본 발명은 디스플레이 소자에 관한 것으로, 특히 유기전계발광 디스플레이에 사용되는 청색 유기전계발광소자용 인광물질 및 이를 이용한 유기전계발광소자에 관한 것이다.
전류를 통과시킬 경우, 빛을 방출하는 재료는 널리 알려져 있으며, 디스플레이용으로 광범위하게 사용되고 있다. 액정 장치 및 무기 반도체 시스템에 기초한 장치들이 널리 사용되고 있으나, 이들은 에너지 소비량이 많고, 제조 비용이 고가이며, 양자 효율이 낮으며, 밝은 상태에서 낮은 시도(視度) 및 좁은 가시 각도, 예를 들어, +/-45°를 갖기 때문에 평면 패널 디스플레이를 제조할 수 없다는 단점들이 있다. 이에 유기 중합체가 전기발광성 장치에 유용한 것으로 제안되어 왔으나, 이는 순수한 색을 얻을 수 없고, 제조 비용이 고가이며, 상대적으로 효율이 낮다. 또한, 알루미늄 퀴놀레이트가 사용되었으나, 이들은 일정 범위의 색을 얻기 위해서는 도핑처리제를 필요로하며, 상대적으로 효율이 낮다. 문헌(Kido 등, Chemistry letters 페이지 657-660(1990))에는 테르븀(III) 아세틸 아세토네이트 착물이 녹색 전기발광성인 것으로 기술되어 있고, 문헌(Kido 등, Applied Physics lettes 65(17)(1994. 10.24))에는 유로퓸(III) 트리페닐렌 디아민 착물이 적색 전기발광성인 것으로 기술되어 있으나, 이들은 대기압 조건에서 불안정하며, 필름으로 형성하기 어렵다. 상기 문헌에 기술된 착물들은 광발광성 효율이 상대적으로 낮으며, 녹색광이나 적색광만을 생성할 수 있으며, 다른 색은 생성할 수 없다.
최근, OLED(Organic Light-Emission Devices) 제조를 위한 인광물질의 관심이 높아지고 있다. 이는 인광물질의 최대 내부 양자효율이 100%에 가깝기 때문이다. M.E. Thompson은 몇 가지 녹색[트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)]과 적색[포르피린(porphyrin) 백금(II)] 발광 물질들을 보고하고 있으며, 상기의 전이금속화합물들은 유기전계발광소자에 효과적으로 적용될 수 있음을 보여준다(Nature 1998, 395, 151; Appl.Phys.Lett.1999, 74,442; Appl.Phys.Lett.1999, 75,4; Phys.Rev.B 1999, 60, 14 422). 현재까지 단일항-단일항 전이에 의한 한계효율을 삼중항-단일항 전이로 극복하여 보다 높은 양자효율을 얻는 것이 가능하게 되었다. 또한, PCT 특허 제 01/41512 A1호에서는 다양한 종류의 Ir계 전이금속화합물을 이용한 유기전계 발광소자를 개시하고 있는데, 두 개의 페닐피리딘(phenylpyridin)이 치환된 Ir 전이금속화합물인(ppy)2IrX에 대하여 기술하고 있고, 리간드들의 구조에 따라 녹색에서 적색발광을 하는 OLED를 제작하는데 사용하는 것으로 삼중항으로의 ISC(Intersy stem Crossing)후에, MLCT(Metal to Ligand Charge Transfer)를 통한 인광(Phosphorescence)의 빛을 발생하므로 빛의 수명이 기존의 유기물을 이용한 형 광(Fluorescenece)에 비하여 수 백 내지 수 천배 길다. 또한 인광은 형광대비 수 배 이상의 높은 양자효율을 보여 향후, 그 발전 가능성이 크다고 하겠다.
그러나, 유기전계발광소자에 적용될 수 있는 고효율 인광체들은 매우 제한적인데, Eu, Tb, Ru, Rh, Os 등의 전이금속을 이용한 인광물질의 개발이 진행되고 있으나, 휘도가 낮고 물질의 안정성이 떨어져 실제 소자에 적용하기에는 한계가 있고 , 이러한 이유 때문에 신규 발광물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 반면에, 인광물질들은 형광물질에 비하여 지나치게 긴 발광수명으로 인한 삼중항-삼중항 소멸(triplet-triplet annihilation)과 높은 도핑 레벨에서 강한 이분자 상호작용(bi molecular interation)에 의한 농도소광(concentration quenching) 등의 치명적인 단점을 가지고 있다(M.E Thompson 등 Phys. Rev. B 1999,60, 14 422; M. Klessinger Excited States and Photochemistry of Organic Molecules, VCH, Weinheim 1995) .
M.E. Thosmpson은 청색발광물질로서 PCT 특허 제 WO02/15645에 아래 구조식에서 보는 바와 같이 Flrpic으로 표현되는 물질과 CBP호스트를 사용하고 BAlq 정공저지층을 이용하여 약 5.7%의 외부양자효율을 보여준다. 하지만, 이 소자는 Flrpic의 LUMO 에너지가 호스트물질인 CNP LUMO 에너지 대비 높기 때문에 에너지 전이면에서 불리하여 효율이 높지 않으며, 색순도가 0.17 내지 0.32 정도로 불량하여 풀 컬러 OLED를 구현하는데는 문제가 많이 있다. 또한 호스트물질을 mCP로 개선하여 효율과 색좌표를 개선하였지만 아직까지 풀 컬러 소자를 구현하는데는미흡하다(App l. Phys. Lett. 2003,82,2422).
Figure 112004005308521-pat00003
상기의 단점들을 극복하고, 소자의 호스트와 도펀트 사이의 완전한 에너지 전달을 가능케 하여 높은 도핑 농도에서도 자기-냉각(self-quenching)이 상대적으로 적은 청색 유기전계발광소자용 신규 인광물질의 개발이 요구되었다. 이에 본 발명자는 상기한 바와 같은 선행기술을 바탕으로 하여 보다 고효율의 발광성을 나타낼 수 있고 고농도에서의 자기-냉각이 적으며, 청색 빛을 발광하는 새로운 구조의 Ir계 전이금속화합물을 개발하고자 연구를 수행한 결과, 하기 화학식 1의 전이금속화합물을 개발하였다.
본 발명은 새로운 청색 유기전계발광소자용 인광물질을 발광층에 도입함으로써 소자의 안정성을 향상시키고, 고효율의 발광성을 나타낼 수 있으며, 고농도에서의 자기-냉각이 적은 유기전계발광소자를 제공하는 것을 목적으로한다.
본 발명은 하기의 화학식 1과 2로 표시되며 청색 발광성을 나타내는 신규 Ir계 전이금속 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
Figure 112004005308521-pat00004
Figure 112004005308521-pat00005
상기 식에서 R1은 수소 및 전자주개(Electron donating group)로서 알킬, 아릴, 알킬실릴, 알콕시, 아릴옥시, 디알킬아미노등이며, R2-R5는 각각 독립적으로 수소 또는 사이아노기이며, X,Y는 각각 독립적으로 탄소원자를 포함하는 헤테로 원자, 붕소 또는 할로겐 원자이며 서로 연결되어 킬레이트 결합을 할 수 있거나 할 수 없는 리간드를 포함한다.
분자 시뮬레이션을 이용한 DFT 계산을 통해 아릴피리딘의 피리딘기에는 R3에 전자주개를 도입하고 아릴기의 R5-R7에는 전자받개(Electron Withdrawing group)를 도입하는 것이 유리하다는 것을 확인하였으며, 이를 이용하여 짙은 청색을 발광할 수 있는 전이금속화합물을 발명하였다. 또한, 짙은 청색 발광을 위해서는 중심금속 에 전자를 덜 주입하는 보조 리간드가 유리하다.
주 리간드의 대표적인 예는 하기의 화학식 3과 같다:
Figure 112004005308521-pat00006
Figure 112004005308521-pat00007
Figure 112004005308521-pat00008
또한, 청색발광을 위해서는 Ir 금속의 전자밀도를 낮추어 여기상태의 에너지 준위를 높여주어야 하며 보조 리간드의 구체적인 예로는 아래의 화학식 4, 5, 6과 같다.
Figure 112004005308521-pat00009
Figure 112004005308521-pat00010
Figure 112004005308521-pat00011
상기 화학식 R6-R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1-10의 알킬, 아릴 및 헤테로 원자, 할로겐원자를 포함하는 선형 또는 고리형 치환기이며, Z는 탄화수소 또는 질소이다.
화학식 1과 2의 전이금속화합물들은 하기와 같은 합성과정을 통해 합성할 수 있다.
Figure 112004005308521-pat00012
과량의 아릴 피리딘은 Ir(acac)3과 반응하여 화학식 1을 생성할 수 있으며, 수화된 삼염화이리듐과의 반응에서는 염소원자를 서로 리간드로 공유하는 이핵(dinulcealr) 형태의 중간체를 쉽게 생성하며, 이 중간체는 염기성 알콜 용매 속에서 보조리간드와 반응하여 화학식 2의 Ir계 전이금속화합물을 형성한다. 화학식 2의 보조리간드는 주리간드와 치환되어 화학식 1의 전이금속화합물을 생성하기도 한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 수 있으며, 하기 실시예는 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
화합물 1 : (3,4-CN)3Ir의 합성
Figure 112004005308521-pat00013
2-(3,4-다이메틸페닐)피리딘의 합성: 500mL 2구 둥근바닥 플라스크에 환류냉각기를 설치하고, 질소로 치환한다. 여기에 2-클로로피리딘(0.1mol)과 Pd(PPh3)4(1.5mol%)를 톨루엔(200mL)에 녹여 교반한다. 여기에 3,4-다이메틸페닐붕산(3,4-dimethylphenylboronic acid) 0.11mol을 50mL의 EtOH에 녹여 주입한 후, 이어서 탄산칼륨(K2CO3)을 물 50mL에 녹여 주입한 후, 90℃에서 24시간 동안 교반한다. 반응이 종결된 후, 상온으로 냉각하고 유기층을 분리한다. 여기에 5% HCl 용액을 가하여 생성물을 수용액층으로 추출한 후 중화하여 2-(3,4-다이메틸페닐)피리딘을 95%의 수율로 얻었다.
4-피리딘-2-일-프탈산(4-Pyridin-2-yl-Phthalic acid)의 합성: 250ml 2구 둥근바닥 플라스크에 2-(3,4-다이메틸페닐)피리딘(0.05mol)과 0.1mol의 과망간산칼륨(KMnO4)을 물 500mL에 녹여 서서히 적가한다. 24시간 동안 환류한 후 상온으로 냉각하고 여과한다. 진공하에서 용매를 제거한 후, 5% 염산 수용액 200mL를 넣고, 이써(ether) 250mL로 3회 추출하여 진공하에서 용매를 제거하면 약 80%의 수율로 흰색 고체상의 4-피리딘-2-일-프탈산을 얻을 수 있다.
4-피리딘-2-일-프탈아미드의 합성: 4-피리딘-2-일-프탈산(0.03mol)을 염화 티오닐(thionyl chloride) 500mL에 녹여 24시간 동안 교반한다. 진공하에서 남은 염화 티오닐을 제거하고, 얼음조에 넣어 0℃로 유지한다. 여기에 암모니아수(28%, 150mL)를 서서히 주입한 후, 상온에서 1시간 동안 교반한다. 냉장고에 약 1 시간 동안 방치한 후, 석출된 고체를 여과하여 51%의 수율로 4-피리딘-2-일-프탈아미드를 얻었다.
4-피리딘-2-일-프탈로나이트릴(3,4-CN)의 합성; 질소로 치환된 둥근바닥 플라스크에 환류냉각기를 설치하고, 4-피리딘-2-일-프탈아미드(0.01mol)와 소량의 염화나트륨을 넣는다. 여기에 옥시염화인(Phosphorous oxychloride)(50mL)을 주입하고 3시간 동안 환류한다. 상온으로 냉각 후, 진공하에서 남은 옥시염화인을 제거한다. 반응혼합물에 물 200mL를 주입하고, EtOAc(150mL X 2)로 추출한다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하면 약 75%의 수율로 흰색 고체상의 4-피리딘-2-일-프탈로나이트릴을 얻을 수 있다.
(3,4-CN)3Ir의 합성:
<방법 1>
10mmol의 3,4-CN과 1mmol의 Ir(acac)3을 잘 건조된 글리세린에 녹여 15시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 낮춘 후, 5% 염산수용액(200mL)을 넣어 석출시킨 후, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후 건조하여 35%의 수율로 화합물 1((3,4-CN)3Ir)을 얻었다.
<방법 2>
(3,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(3,4-CN)2의 합성: 25mmol의 3,4-CN과 10mmol의 IrCl 3.xH2O를 2-에톡시에탄올 100mL에 녹여 24시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 낮춘 후, 5% 염산수용액 200mL를 넣어 석출시킨 후, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후 건조하여 85%의 수율로 (3,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(3,4-CN)2를 얻었다.
(3,4-CN)2Ir(acac)의 합성: 2mmol의 (3,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(3,4-CN)2 와 5mmol의 2,4-펜테인다이온(2,4-petanedione)을 1,2-다이클로로에테인 100mL에 녹여 교반한다. 여기에, 100mmol의 탄산칼륨을 넣고, 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 종결된 후, 50℃로 냉각하고 여과하여 여액을 진공하에서 농축하고, 정제하여 93%의 수율로 (3,4-CN)2Ir(acac)를 얻었다.
(3,4-CN)3Ir의 합성: 1mmol의 (3,4-CN)2Ir(acac)과 3,4-CN을 잘 건조된 글리세린에 녹여 15시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 낮춘 후, 5% 염산수용액 200mL를 넣어 석출시킨 후, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후 건조하여 75%의 수율로 실시예 1((3,4-CN)3Ir)을 얻었다.
실시예 2
화합물 2 : (3,4-CN)2Ir(pic)의 합성
Figure 112004005308521-pat00014
(3,4-CN)2Ir(pic)의 합성: 5mmol의 (3,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(3,4-CN)2 와 12.5mmol의 피콜린산(picolinic acid)을 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 섞어 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 완료된 후, 50℃정도로 낮추고 여과한 후 여과액을 컬럼 크로마토그래피를 이용해 정제하여 89%의 수율로 실시예 2 ((3,4-CN)2Ir(pic))를 얻었다.
실시예 3
화합물 3 : (3,4-CN)2Ir(N3)의 합성
Figure 112004005308521-pat00015
(3,4-CN)2Ir(N3)의 합성: 5mmol의 (3,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(3,4-CN) 2와 12.5mmol의 2-(5-트라이플루오르메틸-2H-피라졸-3-일)-피리딘과 12.5mmol의 NaOMe를 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 섞어 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 완료된 후에, 50℃정도로 낮추고 여과한 후에, 여과액을 컬럼크로마토그래피를 이용해 정제하여 85%의 수율로 실시예 3 (3,4-CN)2Ir(N3)을 얻었다.
실시예 4
화합물 4 : (3,4-CN)2Ir(N4)의 합성
Figure 112004005308521-pat00016
(3,4-CN)2Ir(N4)의 합성: 5mmol의 (3,4-CN)2Ir(3,4-CN)2와 12.5mmol의 2-(5-트라이플루오르에틸-2H-[1,2,4]트라이아졸-3-일)-피리딘과 12,5mmol의 NaOMe를 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 섞어 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 완료된 후에, 50℃정도로 낮추고 여과한 후에, 여과액을 컬럼크로마토그래피를 이용해 정제하여 73%의 수율로 실시예 4 [(3,4-CN)2Ir(N4)를 얻었다.
실시예 5
화합물 5 : (2,4-CN)3Ir의 합성
Figure 112004005308521-pat00017
2-(2,4-다이메틸페닐)피리딘의 합성: 500mL 2구 둥근바닥 플라스크에 환류냉각기를 설치하고, 질소로 치환한다. 여기에 2-클로로피리딘(0.1mol)과 Pd(PPh3)4(1.5mol%)를 톨루엔(200mL)에 녹여 교반한다. 여기에 2,4-다이메틸페닐붕산(0.11mol)을 물(50ml)에 녹여 주입후, 90℃에서 24시간 동안 교반한다. 반응이 종결된 후, 상온으로 냉각하고 유기층을 분리한다. 여기에 5% HCl 용액을 가하여 생성물을 수용액층으로 추출한 후 중화하여 2-(2,4-다이메틸페닐)피리딘을 91%의 수율로 얻었다.
4-피리딘-2-일-아이소프탈산의 합성: 250mL 2구 둥근바닥 플라스크에 2-(2,4-다이메틸페닐)피리딘(0,05mol)과 0.1mol의 과망간산칼륨을 물 500mL에 섞어 100℃에서 교반한다. 3시간 경과 후에, 0.1 mol의 과망간산칼륨에 녹여 서서히 적가한다. 환류하며 24시간 후에 상온으로 냉각하고 여과한다. 진공하에서 용매를 제거한 후에, 5% 염산 수용액(200mL)을 넣고, 이써(250mL)로 추출하여 진공하에서 용제를 제거하면 약 83%의 수율로 흰색 고체상의 4-피리딘-2-일-아이소프탈산을 얻었다.
4-피리딘-2-일-아이소프탈아마이드의 합성: 4-피리딘-2-일-아이소프탈산(0.0 3mol)을 염화티오닐(50mL)에 녹여 24시간 동안 교반한다. 진공하에서 남은 염화티오닐을 제거하고, 얼음조에 넣어 0℃로 유지한다. 여기에, 암모니아수(28%, 150mL)를 서서히 주입한 후에, 상온에서 1시간 동안 교반한다. 냉장고에 약 1시간 동안 방치한 후에, 석출된 고체를 여과하여 65%의 수율로 4-피리딘-2-일-아이소프탈아마 이드를 얻었다.
4-피리딘-2-일-아이소프탈로나이트릴(2,4-CN)의 합성: 질소로 치환된 둥근바닥 플라스크에 환류냉각기를 설치하고, 4-피리딘-2-일-아이소프탈아마이드(0.01mol )와 소량의 염화나트륨을 넣는다. 여기에 옥시염화인(50mL)을 주입하고 3시간 동안 환류한다. 상온으로 냉각한 후에, 진공하에서 남은 옥시염화인을 제거한다. 반응혼합물에 물 200mL를 주입하고, EtOAc(150mL X 2)로 추출한다. 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하면 약 88%의 수율로 흰색 고체상의 4-피리딘-2-일-아이소프탈로나이트릴을 얻을 수 있다.
(2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN)2의 합성: 25mmol의 2,4-CN과 10mmol의 IrCl 3xH2O를 2-에톡시에탄올(100mL)에 녹여 24시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 냉각한 후에, 5% 염산수용액(200mL)을 넣어 석출시킨 후에, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후에, 건조하여 93%의 수율로 (2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN)2를 얻었다.
(2,4-CN)3Ir의 합성:
<방법 1>
10mmol의 2,4-CN과 1mmol의 Ir(acac)3를 잘 건조된 글리세린에 녹여 15시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 냉각한 후에, 5% 염산수용액(200mL)을 넣어 석출시킨 후에, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후 건조하여 41%의 수율로 (2,4-CN)3Ir을 얻었다.
<방법 2>
(2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN)2의 합성: 25mmol의 2,4-CN와 10mmol의 IrCl 3xH20를 2-에톡시에탄올(100ml)에 녹여 24시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 냉각한 후에, 5% 염산수용액(200mL)을 넣어 석출시킨 후에, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후 건조하여 81%의 수율로 (2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN)2를 얻었다.
(2,4-CN)2Ir(acac)의 합성: 2mmol의 (2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN)2 와 5mmol의 2,4-펜테인다이온을 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 녹여 교반한다. 여기에, 10mmol의 탄산칼륨을 넣고, 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 종결된 후에, 50℃로 냉각하고 여과하여 여액을 진공하에서 농축하고, 정제하여 89%의 수율로 (2,4-CN)2Ir(acac)를 얻었다.
(2,4-CN)3Ir의 합성: 1mmol의 (2,4-CN)2Ir(acac)과 2,4-CN을 잘 건조된 글리세린에 녹여 17시간 동안 질소대기하에서 환류한다. 상온으로 낮춘 후에, 5% 염산수용액(200mL)을 넣어 석출시킨 후에, 여과하고 물과 이써 용매로 세척한 후에 건조하여 64%의 수율로 (2,4-CN)3Ir을 얻었다.
실시예 6
화합물 6 : (2,4-CN)2Ir(pic)의 합성
Figure 112004005308521-pat00018
(2,4-CN)2Ir(pic)의 합성: 5mmol의 (2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN)2 와 12.5mmol의 피콜린산을 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 섞어 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 완료된 후에, 50℃ 정도로 낮추고 여과한 후에 여과액을 컬럼 크로마토그래피를 이용해 정제하여 85%의 수율로 실시예 6 ((2,4-CN)2Ir(pic))을 얻었다.
실시예 7
화합물 7 : (2,4-CN)2Ir(N3)의 합성
Figure 112004005308521-pat00019
(2,4-CN)2Ir(N3)의 합성: 5mmol의 (2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN) 2와 12.5mmol의 2-(5-트라이플루오르메틸-2H-피라졸-3-일)-피리딘과 12.5mmol의 NaOMe를 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 섞어 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 완료된 후에, 50℃정도로 낮추고 여과한 후에 여과액을 컬럼 크로마토그래피를 이용해 정제하여 78%의 수율로 실시예 7 ((2,4-CN)2Ir(N3))를 얻었다.
실시예 8
화합물 8 : (2,4-CN)2Ir(N4)의 합성
Figure 112004005308521-pat00020
(2,4-CN)2Ir(N4)의 합성: 5mmol의 (2,4-CN)2Ir(Cl)2Ir(2,4-CN) 2와 12.5mmol의 2-(5-트라이플루오르메틸-2H-[1,2,4]트라이아졸-3-일)-피리딘과 12.5mmol의 NaOMe를 1,2-다이클로로에테인(100mL)에 섞어 질소대기하에서 24시간 동안 환류한다. 반응이 완료된 후에, 50℃정도로 낮추고, 여과한 후에 여과액을 컬럼 크로마토그래피를 이용해 정제하여 75%의 수율로 실시예 8 ((2,4-CN)2Ir(N4))을 얻었다.
<소자 제작>
ITO 유리의 발광면적이 3mm X 3mm 크기가 되도록 패터닝(patterning)한 후 세정하여 진공 증착기에 장착하였다. ITO 유리 위에 HIL로 100Å의 CuPc를 증착하고, 이어서, 300Å의 α-NPD를 증착하고, 발광층으로 Ir 복합체와 호스트(mCP)를 공증착하여 두께가 300Å 되도록 한다. 이때, Ir 복합체의 농도는 5~12%로 변화시켰다. 이 후에, 정공 블로킹 물질로 BAlq를 150Å 증착한 후에, ETL로 250Å의 Alq3 를 증착하였다. 이 후에, 5Å의 LiF를 증착하고 음극으로 Al을 1000Å 증착하였다. 증착된 소자를 질소대기하에서 봉지하여 발광특성을 측정하였고 그 결과는 하기의 표 1에서 보는 바와 같다.
Figure 112004005308521-pat00021
도펀트 λmax(nm) ηex(%) CIE(x,y)
실시예 1 460 9.7 (0.16, 0.23)
실시예 2 462 10.8 (0.16, 0.24)
실시예 3 460 9.9 (0.16, 0.23)
실시예 4 460 6.3 (0.16, 0.22)
실시예 5 454 7.6 (0.15, 0.18)
실시예 6 456 7.4 (0.15, 0.19)
실시예 7 452 6.1 (0.15, 0.18)
실시예 8 452 5.5 (0.15, 0.18)
Flrpic 472 7.1 (0.17, 0.31)
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 전이금속화합물들은 우수한 색좌표와 고효율을 나타낸다. 특히, 본 발명의 전이금속화합물들은 발광 스펙트럼상의 밴드 폭이 좁고, 청색인광물질의 치명적인 단점인 진동모드에 기인한 것으로 예상되는 2nd, 3rd 피크들의 세기가 상대적으로 낮은 장점이 있다. 이러한 이유 때문에, 유사한 파장의 빛을 방출하는 화합물 대비 우수한 색좌표를 가진다.
본 발명의 청색 유기전계발광소자용 인광물질은 유기전계발광소자에 적용되어 발광물질의 수명을 증가시키고, 발광효율을 높이며, 농도소광을 감소시키는 효 과가 있다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 범위를 벗어나지 않으며 용이하게 이루어질 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 하기의 화학식 2의 구조를 가지며 하기 화학식 5의 X-Y로 연결된 보조리간드를 갖는 전이금속 화합물:
    화학식 2 화학식 5
    Figure 112011017370363-pat00023
    Figure 112011017370363-pat00025
    (상기 화학식 2에서, R1은 수소 및 전자주개로서 알킬, 아릴, 알킬실릴, 알콕시, 아릴옥시, 다이알킬아미노 등이며, R2-R5는 각각 독립적으로 수소 또는 사이아노기이며, X,Y는 각각 독립적으로 탄소원자를 포함하는 헤테로 원자, 붕소 또는 할로겐 원자이며, 서로 연결되어 킬레이트 결합을 할 수 있거나 없는 리간드를 포함한다; 상기 화학식 5에서, R10, R11은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~10의 알킬, 아릴 및 헤테로 원소, 할로겐 원소를 포함하는 선형 또는 고리 치환기이며, Z는 탄화수소 또는 질소이다).
  3. 제 2 항에 따른 전이금속화합물을 포함하는 유기전계발광소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    전이금속화합물이 하기 화학식 3의 주리간드를 갖는 유기전계발광소자:
    화학식 3
    Figure 112004005308521-pat00024
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 하기의 화학식 2의 구조를 가지며 하기 화학식 6의 X-Y로 연결된 보조리간드를 갖는 전이금속 화합물을 포함하는 유기전계발광소자;
    화학식 2 화학식 6
    Figure 112011017370363-pat00026
    Figure 112011017370363-pat00027
    (상기 화학식 2에서, R1은 수소 및 전자주개로서 알킬, 아릴, 알킬실릴, 알콕시, 아릴옥시, 다이알킬아미노 등이며, R2-R5는 각각 독립적으로 수소 또는 사이아노기이며, X,Y는 각각 독립적으로 탄소원자를 포함하는 헤테로 원자, 붕소 또는 할로겐 원자이며, 서로 연결되어 킬레이트 결합을 할 수 있거나 없는 리간드를 포함한다; 상기 화학식 6에서, Z는 탄화수소 또는 질소이다).
  8. 제 3 항, 제 4 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전이금속화합물을 단일층으로 포함하는 유기전계 발광소자.
  9. 제 3 항, 제 4 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전이금속화합물을 전자이동층과의 혼합층으로 포함하는 유기전계발광소자.
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