KR102034916B1

KR102034916B1 - 카르벤 리간드를 포함하는 이핵 금속 착물 및 oled에서의 그의 용도

Info

Publication number: KR102034916B1
Application number: KR1020157003985A
Authority: KR
Inventors: 토마스 슈트라쎄너; 알렉산더 트로니에르; 우테 하이네마이어
Original assignee: 유디씨 아일랜드 리미티드
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2019-10-21
Also published as: JP6486451B2; CN104470937A; JP2018058896A; KR20150036640A; US20150171350A1; EP2875039A1; JP2015525769A; EP3133079A1; JP6271538B2; CN108003196A; CN104470937B; WO2014012972A1; EP2875039B1; US9590196B2; CN108003196B

Abstract

본 발명은 백금 및 팔라듐으로부터 선택되는 중심 원자를 포함하는 이핵 금속-카르벤 착물로서, 여기서 금속 원자 둘 다가 동일한 방향족 기에 대해 고리금속화된 것인 이핵 금속-카르벤 착물, 상기 착물을 포함하는 OLED (유기 발광 다이오드), 상기 OLED를 포함하는, 조명 요소, 고정식 시각 디스플레이 유닛 및 이동식 시각 디스플레이 유닛으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치, OLED 내에서의, 예를 들어 방출체, 매트릭스 물질, 전하 수송 물질 및/또는 전하 또는 엑시톤 차단제로서의 상기 금속-카르벤 착물의 용도에 관한 것이다.

Description

카르벤 리간드를 포함하는 이핵 금속 착물 및 OLED에서의 그의 용도 {DINUCLEAR METAL COMPLEXES COMPRISING CARBENE LIGANDS AND THE USE THEREOF IN OLEDS}

OLED는 전류에 의해 여기될 때 광을 방출하는 물질의 성질을 활용한다. OLED는 평면 시각 디스플레이 유닛의 제조를 위한 액정 디스플레이 및 음극선관의 대안으로서 특히 중요하다. OLED를 포함하는 장치는 매우 조밀한 디자인을 갖고 전력 소모가 본질적으로 적기 때문에 이동식 응용품, 예를 들어 휴대폰, 스마트폰, 디지털 카메라, mp3 플레이어, 랩톱 등에서의 응용품에 특히 적합하다. 또한, 백색 OLED는 현재까지 공지된 조명 기술을 뛰어 넘는 중대한 이점, 특히 특별히 높은 효율을 제공한다.

선행 기술은 전류에 의해 여기될 때 광을 방출하는 수많은 물질을 제안하고 있다.

WO2005/019373에는 OLED에서의, 하나 이상의 카르벤 리간드를 포함하는 전이 금속 착물의 용도가 개시되어 있다. WO2005/019373에 따라, 전색 디스플레이를 제조할 수 있게 하는, 전자기 스펙트럼의 청색, 적색 및 녹색 영역에서의 전기발광에 적합한 신규한 화합물류가 발견되었다.

WO2006/056418에는 유기 발광 다이오드에서의, 하나 이상의 비대칭적으로 치환된 카르벤 리간드를 갖는 전이 금속-카르벤 착물의 용도가 개시되어 있다. 전이 금속-카르벤 착물은 전자기 스펙트럼의 청색, 적색 및 녹색 영역에서의 전기발광에 적합하다.

WO2005/113704에는 Pt를 포함하는 다양한 전이 금속 중심과 함께 수많은 상이한 유형의 카르벤 리간드가 개시되어 있다.

WO2009/046266에는 두개의 카르벤 모이어티를 갖는 세자리 리간드를 갖는 착물이 개시되어 있다. 개시된 착물은 금속 중심 둘 다가 동일한 방향족 기에 고리금속화된 이핵 착물을 포함하지 않는다.

WO2011/045337에는 카르벤 리간드를 갖는 이핵 Pt 착물이 개시되어 있다:

또는

가교 단위는 카르벤 리간드의 일부를 형성하지 않는다.

WO2011/073149에는 카르벤 리간드 및 아세틸아세토네이토 유도된 리간드를 갖는 Pt 착물이 개시되어 있다. 그러나, 여기에 이핵 착물은 포함되어 있지 않다.

문헌 (Inorg. Chem. 2011, 50, 8188)에서 알브레크트(Albrecht) 등은 금속 원자 둘 다가 동일한 방향족 기에 고리금속화된 이핵 Ru 착물을 보고한다:

CDCl₃ 중 이핵 Ru 착물의 용액은 불안정하였다. 자유 시멘의 축적으로부터 유추되는 바와 같이, 구조적으로 긴밀하게 관련된 착물로의 점진적인 변환 (t1/2 = 20 h) 및 궁극적인 분해 (약 40시간 이내)가 기록되어 있다. 저자에 따르면 페닐렌-가교된 이핵 Ru 착물은 제한된 안정성을 갖기 때문에 전자 응용품에 부적합하다.

문헌 (Jan Kalinowski et al., Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 2401)에는, 발광 Pt 착물의 하나의 주요 도전과제인, 물질의 농도에 대한 강한 색 의존성이 기술되어 있다. 특히 이는 재현성에 있어서 문제가 될 수 있다.

OLED에서 특히 발광 물질로서 사용하기에 적합한, 이미 공지된 Pd 및 Pt 카르벤 착물이 있음에도 불구하고, 산업에서 사용될 수 있는 더 안정하고/거나 더 효율적인 화합물을 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 유기 전자 부품에서 사용하기에 적합한 팔라듐 및 백금 착물을 제공하는 것이다. 보다 특히, 팔라듐 및 백금 착물은 OLED에서 방출체, 매트릭스 물질, 전하 수송 물질, 또는 전하 차단제로서 사용하기에 적합할 것이다. 착물은 예를 들어 전색 디스플레이 및 백색 OLED를 제조할 수 있게 하는 전기발광의 색-조정에 특히 적합할 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 OLED에서 발광층으로서 호스트 화합물 (매트릭스 물질)과의 혼합물 또는 순수한 층으로서 사용될 수 있는 상응하는 착물을 제공하는 것이다. 보다 특히, 공지된 Pd 또는 Pt 착물을 뛰어 넘는 일련의 개선된 성질, 예를 들어 개선된 효율, 개선된 CIE 색좌표, 방출체 도핑 농도에 대한 감소된 색 의존성 및/또는 개선된 수명/안정성을 나타내는 Pd 및 Pt 전이 금속 착물을 제공하는 것이 바람직하다.

놀랍게도, 본 발명에 따라 화학식 I 또는 화학식 II의 금속-카르벤 착물에 의해 이들 목적이 달성됨이 밝혀졌다.

<화학식 I>

<화학식 II>

상기 식에서,

M은 Pd 또는 Pt이고,

m은 0 또는 1로부터 선택된 정수이고,

R₁ 및 R₁'는 각각 독립적으로, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼, 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼이고;

R₂, R₂', R₃ 및 R₃'는 각각 독립적으로 수소, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼, 또는 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이거나,

R₁과 R₂ 및/또는 R₁'와 R₂'는, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 포화 또는 불포화 또는 방향족 고리를 형성하고, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 하나 이상의 추가의 임의로 치환된 포화 또는 불포화 또는 방향족 고리에 임의로 융합될 수 있고;

K는 중성 한자리 리간드이고,

L은 한자리 또는 두자리일 수 있는 일음이온성 리간드이다.

백금 및 팔라듐으로부터 선택되는 중심 금속 원자를 포함하는 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 금속 원자 둘 다가 동일한 방향족 기에 고리금속화됨을 특징으로 한다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 전자 장치, 특히 OLED에서, 예를 들어 방출체, 매트릭스 물질, 전하 수송 물질 및/또는 전하 또는 엑시톤 차단제로서 사용될 수 있다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 일반적으로 광범위한 전자기 스펙트럼에서의 발광으로 주목할만하다.

따라서 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 OLED에서 방출체 물질로서 특히 바람직하게 적합하다.

M은 Pd 또는 Pt, 바람직하게는 Pt이다.

본 발명의 한 바람직한 실시양태에서, R₂ 및 R₂'는 H이다. 본 발명의 한 바람직한 실시양태에서 R₃ 및 R₃'는 H이다. 더 바람직한 실시양태에서, R₂, R₂', R₃ 및 R₃'는 H이다.

두자리 리간드는 두개의 부위에서 전이 금속 원자 M에 배위되는 리간드를 의미한다고 이해된다. 한자리 리간드는 리간드 상의 하나의 부위에서 전이 금속 원자 M에 배위되는 리간드를 의미한다고 이해된다.

적합한 하전되지 않은 한자리 또는 두자리 리간드 K는 바람직하게는 모노- 및 비스포스핀 둘 다인 포스핀; 모노- 및 비스포스포네이트 둘 다인 포스포네이트, 및 그의 유도체, 모노- 및 비스아르세네이트 둘 다인 아르세네이트, 및 그의 유도체; 모노- 및 비스포스파이트 둘 다인 포스파이트; CO; 모노- 및 비스피리딘 둘 다인 피리딘; M과 π 착물을 형성하는 니트릴, 디니트릴, 알릴, 디이민, 비공액화 디엔 및 공액화 디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 하전되지 않은 한자리 또는 두자리 리간드 K는 모노- 및 비스포스핀 둘 다인 포스핀, 바람직하게는 트리알킬-, 트리아릴- 또는 알킬아릴포스핀, 더 바람직하게는 PAr₃(여기서 Ar은 치환 또는 비치환 아릴 라디칼이고, PAr₃ 내의 3개의 아릴 라디칼은 동일하거나 상이할 수 있음), 더 바람직하게는 PPh₃, PEt₃, PnBu₃, PEt₂Ph, PMe₂Ph, PnBu₂Ph; 포스포네이트 및 그의 유도체, 아르세네이트 및 그의 유도체, 포스파이트, CO; 모노- 및 비스피리딘 둘 다인 피리딘 (여기서 피리딘은 알킬 또는 아릴 기에 의해 치환될 수 있음); M¹과 π 착물을 형성하는 니트릴 및 디엔, 바람직하게는 η⁴-디페닐-1,3-부타디엔, η⁴-1,3-펜타디엔, η⁴-1-페닐-1,3-펜타디엔, η⁴-1,4-디벤질-1,3-부타디엔, η⁴-2,4-헥사디엔, η⁴-3-메틸-1,3-펜타디엔, η⁴-1,4-디톨릴-1,3-부타디엔, η⁴-1,4-비스(트리메틸실릴)-1,3-부타디엔 및 η²- 또는 η⁴-시클로옥타디엔 (각각 1,3 및 각각 1,5), 더 바람직하게는 1,4-디페닐-1,3-부타디엔, 1-페닐-1,3-펜타디엔, 2,4-헥사디엔, 부타디엔, η²-시클로옥텐, η⁴-1,3-시클로옥타디엔 및 η⁴-1,5-시클로옥타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 매우 특히 바람직한 하전되지 않은 한자리 리간드는 PPh₃, P(OPh)₃, AsPh₃, CO, 피리딘, 니트릴 및 그의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적합한 하전되지 않은 한자리 또는 두자리 리간드는 바람직하게는 1,4-디페닐-1,3-부타디엔, 1-페닐-1,3-펜타디엔, 2,4-헥사디엔, η⁴-시클로옥타디엔 및 η²-시클로옥타디엔 (각각 1,3 및 각각 1,5)이다.

한자리 또는 두자리일 수 있는 적합한 일음이온성 또는 이음이온성 리간드 L, 바람직하게는 일음이온성 리간드 L은 전형적으로 한자리 또는 두자리 일음이온성 또는 이음이온성 리간드로서 사용되는 리간드이다.

적합한 일음이온성 한자리 리간드는, 예를 들어, 할라이드, 특히 Cl- 및 Br-, 유사 할라이드, 특히 CN-, 시클로펜타디에닐 (Cp-), 히드라이드, 시그마 결합을 통해 전이 금속 M에 연결되는 알킬 라디칼, 예를 들어 CH₃, 시그마 결합을 통해 전이 금속 M에 연결되는 알킬아릴 라디칼, 예를 들어 벤질이다.

바람직하게는 m은 0이고 L은 일음이온성 두자리 리간드이다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, L은 피콜리네이토, 살리실레이토, 8-히드록시퀴놀레이토, 또는 화학식 A의 리간드로 이루어진 군으로부터 선택된다.

<화학식 A>

상기 식에서, R₄ 및 R₄'는 각 경우에 독립적으로, 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼; 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 바람직하게는 비치환 페닐, 2,6-디알킬페닐 또는 2,4,6-트리알킬페닐; 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼이고, R₅는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼이다.

1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼인 R₄ 및 R₄'는 바람직하게는 메틸, 트리플루오로메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸로부터 선택된다. 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴 라디칼은 바람직하게는 비치환 페닐, 2,6-디알킬페닐 및 2,4,6-트리알킬페닐로부터 선택된다. 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 시클로알킬 라디칼인 R₄ 및 R₄'는 바람직하게는 시클로펜틸 및 시클로헥실로부터 선택된다. 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 헤테로아릴 라디칼인 R₄ 및 R₄'는 바람직하게는 티에닐, 또는 푸라닐로부터 선택된다.

리간드 L이 유도되어 나오는 특히 적합한 화합물 HL

의 예는

(2,4-펜탄디온 [acac]),

,

(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온 [TMH]),

,

,

,

,

,

,

(1,3-디페닐-1,3-프로판디온 [DI]),

,

,

(4,4,4-트리플루오로-1-(2-티에닐)-1,3-부탄디온 [TTFA]),

(7,7-디메틸-1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로-4,6-옥탄디온 [FOD]),

(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온 [F6acac]),

,

,

및

를 포함한다.

본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서 L은 R₄ 및 R₄가 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸; 페닐, 2,6-디알킬페닐 또는 2,4,6-트리알킬페닐이고; R₅가 수소인 화학식 A의 리간드로부터 선택된다.

바람직한 실시양태에서 본 발명은 화학식 III 또는 화학식 IV의 금속-카르벤 착물에 관한 것이다:

<화학식 III>

<화학식 IV>

상기 식에서,

R₁ 및 R₁'는 각각 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼이고,

R₂, R₂', R₃ 및 R₃'는 각각 독립적으로 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼, 또는 할로겐 라디칼, 바람직하게는 F, Cl, 더 바람직하게는 F; CF₃, CN 및 SiMe₃으로부터 선택된 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이거나;

R₁과 R₂ 및/또는 R₁'와 R₂'는, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성하고, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 하나 이상의 추가의 임의로 치환된 포화 또는 불포화 또는 방향족 고리에 임의로 융합될 수 있고,

R₄ 및 R₄'는 각 경우에 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸; 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 바람직하게는 비치환 페닐, 2,6-디알킬페닐 또는 2,4,6-트리알킬페닐; 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼이다.

R₁은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼, 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼이다. 더 바람직하게는, R₁은 C₁-C₆알킬, 페닐, 또는

이다.

R₂ 및 R₃은 바람직하게는 각각 독립적으로 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 6 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 할로겐 라디칼, 바람직하게는 F, Cl, 더 바람직하게는 F; CF₃, CN 및 SiMe₃으로부터 선택된 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이다. 더 바람직하게는, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 또는

이다.

대안으로, R₁ 및 R₂는, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성한다. 바람직하게는, R₁ 및 R₂는, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 고리

를 형성한다.

R₄ 및 R₄'는 바람직하게는 각 경우에 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸; 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 바람직하게는 비치환 페닐, 2,6-디알킬페닐 또는 2,4,6-트리알킬페닐이다. 더 바람직하게는, R₄ 및 R₄'는 각각 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 페닐, 또는

이다. R₈은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼이고, R_8'는 H, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼이다.

상기 실시양태에서 화학식 IIIa 또는 화학식 IVa의 금속-카르벤 착물이 더 바람직하다.

<화학식 IIIa>

<화학식 IVa>

상기 식에서, R₁은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸이고; R₄ 및 R₄'는 각 경우에 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸; 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 바람직하게는 비치환 페닐, 2,6-디알킬페닐 또는 2,4,6-트리알킬페닐, 예컨대, 예를 들어, 페닐, 또는

이다. R₈은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼이고 R_8'는 H, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼이다. 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼은, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 부틸, tert-부틸, 펜틸, 또는 헥실; 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸이다.

또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 화학식 IIIb 의 금속-카르벤 착물에 관한 것이다.

<화학식 IIIb>

상기 식에서, R₃은 H이고, R₄ 및 R₄'는 각 경우에 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸; 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼, 바람직하게는 비치환 페닐, 2,6-디알킬페닐 또는 2,4,6-트리알킬페닐, 예컨대, 예를 들어, 페닐 또는

1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼은, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 부틸, tert-부틸, 펜틸, 또는 헥실; 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸이다.

적합한 화합물의 예는 하기 표에 명시되어 있다:

DIPP = 2,6-디이소프로필페닐, TIPP = 2,4,6-트리이소프로필페닐, DMP = 2,6-디메틸페닐, TMP = 2,4,6-트리메틸페닐

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물을 제조하는 방법은 M을 포함하는 적합한 화합물을 화학식 V 또는 VI의 화합물과 접촉시키는 것을 포함한다.

<화학식 V>

<화학식 VI>

상기 식에서, R₁, R₁', R₂, R₂', R₃ 및 R₃'는 각각 상기에서 정의된 바와 같고, X는 F, Cl, Br, I, PF₆ 또는 BF₄이다.

통상적인 방법은, 예를 들어, 화학식 V 또는 VI의 이미다졸 리간드 전구체를 탈양성자화시킨 후에, 일반적으로 계내에서, 적합한 Pt/Pd-포함 금속 화합물 및 임의로 리간드 L의 전구체와 반응시키는 것을 포함한다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물을 제조하는 방법은 하기에서 화학식 I 또는 II의 본 발명의 이핵 백금-카르벤 착물 (여기서 L은 화학식

의 리간드이지만 이로 제한되지 않음)을 기초로 하여 더 상세하게 설명된다.

방법은 하기 단계를 포함한다:

(i) 화학식 V 또는 VI의 이미다졸 리간드 전구체를 탈양성자화시키는 단계;

(ii) 이어서 적합한 Pt-포함 금속 화합물과 반응시키는 단계; 및

(iii) 단계 ii)에서 수득된 중간체를 염기의 존재 하에서 HL과 반응시키는 단계.

단계 i)에서 탈양성자화를 통상의 기술자에게 공지된 염기성 화합물, 예를 들어 염기성 메탈레이트, 염기성 금속 아세테이트, 아세틸아세토네이트 또는 알콕실레이트, 또는 염기, 예컨대 KO^tBu, NaO^tBu, LiO^tBu, NaH, 실릴아미드 및 포스파젠 염기를 사용하여 달성할 수 있다. 실버 카르벤 화학종을 제공하는, Ag₂O를 사용한 탈양성자화가 바람직하다.

탈양성자화를 바람직하게는 용매 중에서 수행한다. 적합한 용매는 통상의 기술자에게 그 자체로 공지되어 있고 바람직하게는 방향족 및 지방족 용매, 에테르, 알콜, 에스테르, 아미드, 케톤, 니트릴, 할로겐화 화합물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 용매는 디옥산이다.

반응을 일반적으로 0 내지 50℃의 온도에서 수행한다. 반응 시간은 원하는 Pt-카르벤 착물에 따라 달라지고 일반적으로 1 내지 80 시간, 바람직하게는 2 내지 70 시간, 더 바람직하게는 10 내지 60 시간이다.

이어서 탈양성자화된 화학식 V 또는 VI의 이미다졸 리간드 전구체를 적합한 Pt-포함 금속 화합물과 반응시킨다.

일반적으로, 적합한 Pt 염은 통상의 기술자에게 공지된 모든 것이며 본 발명의 반응 조건에서 충분히 높은 반응성을 나타낸다. Pt(COD)Cl₂ (COD = 시클로옥타디엔), Pt(PPh₃)₂Cl₂, Pt(피리딘)₂Cl₂, Pt(페난트롤린)Cl₂, Pt(NH₃)₂Cl₂, PtCl₂, K₂PtCl₄ 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 상응하는 Pt 염 또는 착물이 바람직하고, Pt(COD)Cl₂를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

반응을 바람직하게는 용매 중에서 수행한다. 적합한 용매는 그 자체로 통상의 기술자에게 공지되어 있고 바람직하게는 방향족 및 지방족 용매, 에테르, 알콜, 에스테르, 아미드, 케톤, 니트릴, 할로겐화 화합물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 용매는 디옥산과 2-부타논의 혼합물이다.

반응을 일반적으로 0 내지 150℃의 온도에서 수행한다. 반응 시간은 원하는 Pt-카르벤 착물에 따라 다르며 일반적으로 1 내지 80 시간, 바람직하게는 2 내지 70 시간, 더 바람직하게는 10 내지 60 시간이다.

이후에 모든 휘발물을 제거하고 단계 ii)에서 수득된 중간체를 염기, 예컨대, 예를 들어, 포타슘 tert-부탄올레이트의 존재 하에서 HL과 반응시킨다. 반응을 바람직하게는 용매, 예컨대, 예를 들어, 디메틸 포름아미드에서 수행한다.

반응을 일반적으로 0 내지 150℃의 온도에서 수행한다. 반응 시간은 원하는 Pt-카르벤 착물에 따라 다르며 일반적으로 1 내지 80 시간이다.

그 결과의 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물을 통상의 기술자에게 공지된 방법을 사용하여 후처리한다. 예를 들어, 반응 동안에 침전된 생성물을 여과하고, 세척하고 이어서 건조시킨다. 플래쉬 크로마토그래피 및/또는 재결정화를 통해 고순도의 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물을 수득한다.

이미다졸 리간드를 입수하는 한 방법은, 한 예로서 하기에 명시된 바와 같이, 이미다졸 유도체를 1,3- 또는 1,4-디브로모벤젠 또는 1,3- 또는 1,4-디아이오도벤젠과 반응시킨 후에 R₁-X와 반응시키는 것이다 (예를 들어 문헌 (Hor et al., Chem. Eur. J. (2009) 10585)).

R₁ = Ar인 경우에 특히 적합한 또 다른 방안은 문헌 (Fuerstner et al., Chem. Comm. (2006) 2176)에 기술된 방법에 따른다.

본 발명의 문맥에서, 용어 아릴 라디칼, 단위 또는 기, 헤테로아릴 라디칼, 단위 또는 기, 알킬 라디칼, 단위 또는 기, 시클로알킬 라디칼, 단위 또는 기, 및 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기는, 달리 언급이 없는 한, 각각 하기와 같이 정의된다:

본 발명에서 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 아릴 라디칼 또는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼 (C₆-C₃₀-아릴 라디칼)은 임의의 고리 헤테로원자를 포함하지 않는 모노시클릭, 비시클릭 또는 트리시클릭 방향족으로부터 유도된 라디칼을 지칭한다. 상기 시스템이 모노시클릭 시스템이 아닌 경우에, 제2 고리에 대한 용어 "아릴"은, 특정한 형태가 공지되어 있고 안정하다는 전제 하에서는, 포화 형태 (퍼히드로 형태) 또는 부분 불포화 형태 (예를 들어, 디히드로 형태 또는 테트라히드로 형태)를 또한 포함한다. 이는 본 발명에서 용어 "아릴"은 또한 예를 들어 2개 또는 3개의 라디칼 모두가 방향족인 비시클릭 또는 트리시클릭 라디칼, 및 1개의 고리만이 방향족인 비시클릭 또는 트리시클릭 라디칼, 및 또한 2개의 고리가 방향족인 트리시클릭 라디칼을 포함함을 의미한다. 아릴의 예는 페닐, 나프틸, 인다닐, 1,2-디히드로나프테닐, 1,4-디히드로나프테닐, 인데닐, 안트라세닐, 페난트레닐 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프틸이다. C₆-C₁₀-아릴 라디칼, 예를 들어 페닐 또는 나프틸이 특히 바람직하고, C₆-아릴 라디칼, 예를 들어 페닐이 매우 특히 바람직하다.

아릴 라디칼 또는 C₆-C₃₀-아릴 라디칼은 비치환될 수 있거나, 하나 이상의 추가의 라디칼에 의해 치환될 수 있다. 적합한 추가의 라디칼은 C₁-C₂₀-알킬, C₆-C₃₀-아릴 및 공여체 또는 수용체 작용을 하는 치환기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 공여체 또는 수용체 작용을 하는 적합한 치환기는 하기에서 상술된다. C₆-C₃₀-아릴 라디칼은 바람직하게는 비치환되거나 하나 이상의 C₁-C₂₀-알킬 기, C₁-C₂₀-알콕시 기, CN, CF₃, F 또는 아미노 기 (NR⁶²R⁶³, 여기서 적합한 R⁶² 및 R⁶³ 라디칼은 하기에서 상술됨)에 의해 치환된다.

총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 헤테로아릴 라디칼 또는 치환 또는 비치환 헤테로아릴 라디칼은, 그의 일부가 전술된 아릴로부터 유도될 수 있고 아릴 기본 구조 내의 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자에 의해 대체된, 모노시클릭, 비시클릭 또는 트리시클릭 헤테로방향족을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직한 헤테로원자는 N, O 및 S이다. 헤테로아릴 라디칼은 더 바람직하게는 5 내지 13개의 고리 원자를 갖는다. 헤테로아릴 라디칼의 기본 구조는 특히 바람직하게는 피리딘 및 5-원 헤테로방향족, 예컨대 티오펜, 피롤, 이미다졸, 티아졸, 옥사졸 또는 푸란과 같은 시스템으로부터 선택된다. 이들 기본 구조는 임의로 1개 또는 2개의 6-원 방향족 라디칼에 융합될 수 있다. 적합한 융합된 헤테로방향족은 카르바졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조푸릴, 벤조티아졸릴, 벤족사졸릴, 디벤조푸릴 또는 디벤조티오페닐이다.

기본 구조는 하나, 하나 초과 또는 모든 치환 가능한 위치에서 치환될 수 있고, 적합한 치환기는 이미 C₆-C₃₀-아릴의 정의에서 상술된 것과 동일하다. 그러나, 헤테로아릴 라디칼은 바람직하게는 비치환된다. 적합한 헤테로아릴 라디칼은, 예를 들어, 피리딘-2-일, 피리딘-3-일, 피리딘-4-일, 티오펜-2-일, 티오펜-3-일, 피롤-2-일, 피롤-3-일, 푸란-2-일, 푸란-3-일, 티아졸-2-일, 옥사졸-2-일 및 이미다졸-2-일, 및 상응하는 벤조 융합 라디칼, 특히 카르바졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조푸릴, 벤조티아졸릴, 벤족사졸릴, 디벤조푸릴 또는 디벤조티오페닐이다.

본 출원의 문맥에서 알킬 라디칼은 하나 이상의 관능기를 임의로 갖고 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼이다. C₁- 내지 C₁₀-알킬 라디칼이 바람직하고, C₁- 내지 C₆-알킬 라디칼이 특히 바람직하다. 또한, 알킬 라디칼은 바람직하게는 또한 치환 또는 비치환될 수 있는 C₁-C₂₀-알킬, C₁-C₂₀-알콕시, 할로겐, 바람직하게는 F, C₁-C₂₀-할로알킬, 예를 들어 CF₃, 및 C₆-C₃₀-아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 관능기에 의해 치환될 수 있다. 적합한 아릴 치환기 및 적합한 알콕시 및 할로겐 치환기는 하기에서 상술된다. 적합한 알킬 기의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸 및 옥틸, 및 또한 언급된 알킬 기의 C₁-C₂₀-알킬-, C₁-C₂₀-할로알킬-, C₆-C₃₀-아릴-, C₁-C₂₀-알콕시- 및/또는 할로겐-치환된, 특히 F-치환된 유도체, 예를 들어 CF₃이다. 이것은 언급된 라디칼의 n-이성질체와 분지형 이성질체 둘 다, 예컨대 이소프로필, 이소부틸, 이소펜틸, sec-부틸, tert-부틸, 네오펜틸, 3,3-디메틸부틸, 3-에틸헥실 등을 포함한다. 바람직한 알킬 기는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸 및 CF₃이다.

3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 시클로알킬 라디칼 또는 치환 또는 비치환 시클로알킬 라디칼은 본 출원의 문맥에서 치환 또는 비치환 C₃-C₂₀-시클로알킬 라디칼을 의미하는 것으로 이해된다. 이해될 기본 구조 (고리) 내에 5 내지 20개, 더 바람직하게는 5 내지 10개, 가장 바람직하게는 5 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 시클로알킬 라디칼이 바람직하다. 적합한 치환기는 알킬 기에 대해 언급된 치환기이다. 상기에서 알킬 기에 대해 언급된 라디칼에 의해 치환 또는 비치환될 수 있는 적합한 시클로알킬 기의 예는 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐 및 시클로데실이다. 이들은 폴리시클릭 고리 시스템, 예컨대 데칼리닐, 노르보르닐, 보르나닐 또는 아다만틸일 수도 있다.

적합한 알콕시 라디칼은 전술된 알킬 라디칼로부터 상응하게 유도된다. 여기서 예는 OCH₃, OC₂H₅, OC₃H₇, OC₄H₉ 및 OC₈H₁₇, 및 또한 SCH₃, SC₂H₅, SC₃H₇, SC₄H₉ 및 SC₈H₁₇을 포함한다. 이러한 문맥에서, C₃H₇, C₄H₉ 및 C₈H₁₇은 n-이성질체와 분지형 이성질체 둘 다, 예컨대 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸 및 2-에틸헥실을 포함한다. 특히 바람직한 알콕시 또는 알킬티오 기는 메톡시, 에톡시, n-옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시 및 SCH₃이다.

본 출원의 문맥에서 적합한 할로겐 라디칼 또는 할로겐 치환기는 플루오린, 염소, 브로민 및 아이오딘, 바람직하게는 플루오린, 염소 및 브로민, 더 바람직하게는 플루오린 및 염소, 가장 바람직하게는 플루오린이다.

본 출원의 문맥에서, 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기는 하기 기를 의미하는 것으로 이해된다:

C₁-C₂₀-알콕시, C₆-C₃₀-아릴옥시, C₁-C₂₀-알킬티오, C₆-C₃₀-아릴티오, SiR⁶⁴R⁶⁵R⁶⁶, 할로겐 라디칼, 할로겐화 C₁-C₂₀-알킬 라디칼, 카르보닐 (-CO(R⁶⁴)), 카르보닐티오 (- C = O (SR⁶⁴)), 카르보닐옥시 (- C = O(OR⁶⁴)), 옥시카르보닐 (- OC = O(R⁶⁴)), 티오카르보닐 (- SC = O(R⁶⁴)), 아미노 (-NR⁶⁴R⁶⁵), OH, 유사 할로겐 라디칼, 아미도 (- C = O (NR⁶⁴R⁶⁵)), -　NR⁶⁴C = O (R⁶⁵), 포스포네이트 (- P(O) (OR⁶⁴)₂, 포스페이트 (-OP(O) (OR⁶⁴)₂), 포스핀 (-PR⁶⁴R⁶⁵), 포스핀 옥시드 (-P(O)R⁶⁴ ₂), 술페이트 (-OS(O)₂OR⁶⁴), 술폭시드 (-S(O)R⁶⁴), 술포네이트 (-S(O)₂OR⁶⁴), 술포닐 (-S(O)₂R⁶⁴), 술폰아미드 (-S(O)₂NR⁶⁴R⁶⁵), NO₂, 보로닉 에스테르 (-OB(OR⁶⁴)₂), 이미노 (-C = NR⁶⁴R⁶⁵)), 보란 라디칼, 스타네이트 라디칼, 히드라진 라디칼, 히드라존 라디칼, 옥심 라디칼, 니트로소 기, 디아조 기, 비닐 기, 술폭시민, 알란, 게르만, 보록신 및 보라진.

공여체 또는 수용체 작용을 하는 바람직한 치환기는 C₁- 내지 C₂₀-알콕시, 바람직하게는 C₁-C₆-알콕시, 더 바람직하게는 에톡시 또는 메톡시; C₆-C₃₀-아릴옥시, 바람직하게는 C₆-C₁₀-아릴옥시, 더 바람직하게는 페닐옥시; SiR⁶⁴R⁶⁵R⁶⁶ (여기서 R⁶⁴, R⁶⁵ 및 R⁶⁶은 바람직하게는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 알킬 또는 치환 또는 비치환 페닐인, 상기에서 상술된 적합한 치환기임); 할로겐 라디칼, 바람직하게는 F, Cl, Br, 더 바람직하게는 F 또는 Cl, 가장 바람직하게는 F, 할로겐화 C₁-C₂₀-알킬 라디칼, 바람직하게는 할로겐화 C₁-C₆-알킬 라디칼, 가장 바람직하게는 플루오린화 C₁-C₆-알킬 라디칼, 예를 들어 CF₃, CH₂F, CHF₂ 또는 C₂F₅; 아미노, 바람직하게는 디메틸아미노, 디에틸아미노 또는 디페닐아미노; OH, 유사 할로겐 라디칼, 바람직하게는 CN, SCN 또는 OCN, 더 바람직하게는 CN, -C(O)OC₁-C₄-알킬, 바람직하게는 -C(O)OMe, P(O)R₂, 바람직하게는 P(O)Ph₂, 및 SO₂R₂, 바람직하게는 SO₂Ph로 이루어진 군으로부터 선택된다.

매우 특히 바람직한 공여체 또는 수용체 작용을 하는 치환기는 메톡시, 페닐옥시, 할로겐화 C₁-C₄-알킬, 바람직하게는 CF₃, CH₂F, CHF₂, C₂F₅, 할로겐, 바람직하게는 F, CN, SiR⁶⁴R⁶⁵R⁶⁶(여기서 적합한 R⁶⁴, R⁶⁵ 및 R⁶⁶ 라디칼은 상기에서 상술되었음), 디페닐아미노, -C(O)OC₁-C₄-알킬, 바람직하게는 - C(O)OMe, P(O)Ph₂ 및 SO₂Ph로 이루어진 군으로부터 선택된다.

전술된 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기는 상기에서 상술된 것들 중에서 추가의 라디칼 및 기가 또한 공여체 또는 수용체 작용을 할 수 있다는 가능성을 배제하고자 의도되지 않는다. 예를 들어, 전술된 헤테로아릴 라디칼은 마찬가지로 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이고, C₁-C₂₀-알킬 라디칼은 공여체 작용을 갖는 기이다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 전자 부품, 예를 들어 스위칭 소자, 예컨대 유기 발광 다이오드 (OLED), 유기 광기전력 전지 (OPV), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET) 및 발광 전기화학 전지 (LEEC)로부터 선택되는 유기 전자 부품에서 사용될 수 있고, OLED에서 화학식 I의 금속-카르벤 착물을 사용하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 유기 전자 부품은 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물을 포함하는 발광층을 포함하는 OLED이다.

전술된 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물 및 그의 혼합물은 유기 발광 다이오드 (OLED) 내의 방출체 분자로서 매우 적합하다. 리간드를 변경시킴으로써 전자기 스펙트럼의 광범위한 영역에서 전기발광을 나타내는 상응하는 착물을 제공할 수 있다. 따라서 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 방출체 물질로서 매우 적합하고, 따라서 방출체 물질로서 본 발명의 착물을 사용하여 산업적으로 사용 가능한 OLED를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 매트릭스 물질, 전하 수송 물질, 특히 정공 수송 물질, 및/또는 전하 차단제로서 사용될 수 있다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 바람직하게는 방출체 및/또는 전하 수송 물질 및/또는 매트릭스 물질, 더 바람직하게는 방출체로서 사용된다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물의 특정한 성질은 OLED에서 사용 시 특히 우수한 효율, 우수한 CIE 색좌표 및 긴 수명이다.

따라서 본 출원은 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물을 포함하는 OLED를 추가로 제공한다. 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 OLED에서 바람직하게는 방출체, 매트릭스 물질, 전하 수송 물질, 특히 정공 수송 물질, 및/또는 전하 차단제, 더 바람직하게는 방출체 및/또는 정공 수송 물질, 가장 바람직하게는 방출체로서 사용된다.

본 출원은 또한 OLED에서, 바람직하게는 방출체, 매트릭스 물질, 전하 수송 물질, 특히 정공 수송 물질, 및/또는 전하 차단제로서의, 더 바람직하게는 방출체 및/또는 정공 수송 물질로서의, 가장 바람직하게는 방출체로서의 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물의 용도를 제공한다.

유기 발광 다이오드는 원칙적으로 다수의 층, 예를 들어

- 애노드 (1)

- 정공-수송층 (2)

- 발광층 (3)

- 전자-수송층 (4)

- 캐소드 (5)

로부터 형성된다.

그러나, OLED가 언급된 모든 층들을 갖는 것은 아닐 수도 있는데; 예를 들어, 층 (1) (애노드), (3) (발광층) 및 (5) (캐소드)를 포함하는 OLED도 마찬가지로 적합하며, 이 경우에 층 (2) (정공-수송층) 및 (4) (전자-수송층)의 기능은 인접 층들이 맡는다. 층 (1), (2), (3) 및 (5) 또는 층 (1), (3), (4) 및 (5)를 갖는 OLED도 마찬가지로 적합하다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 바람직하게는 발광층 (3) 내의 방출체 분자 및/또는 매트릭스 물질로서 사용된다. 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은, 발광층 (3) 내의 방출체 분자 및/또는 매트릭스 물질로서 사용되는 외에도 또는 발광층 내에서 사용되는 대신에, 정공-수송층 (2) 또는 전자-수송층 (4) 내의 전하 수송 물질로서 및/또는 전하 차단제로서도 사용될 수 있으며, 정공-수송층 (2) 내의 전하 수송 물질 (정공 수송 물질)로서 사용되는 것이 바람직하다.

따라서 본 출원은 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물 중 하나 이상을, 바람직하게는 방출체 물질 및/또는 매트릭스 물질로서, 더 바람직하게는 방출체 물질로서 포함하는 발광층을 추가로 제공한다. 바람직한 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 이미 상기에서 상술되었다.

추가의 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물로 이루어지는 발광층에 관한 것이다.

본 발명에 따라 사용되는 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 실질적으로, 즉 추가의 첨가물 없이, 발광층 내에 존재할 수 있다. 그러나, 또한 발명에 따라 사용되는 이핵 금속-카르벤 착물 외에도, 추가의 화합물이 발광층 내에 존재할 수도 있다. 또한, 희석제 물질 (매트릭스 물질)이 사용될 수 있다. 이러한 희석제 물질은 중합체, 예를 들어 폴리(N-비닐카르바졸) 또는 폴리실란일 수 있다. 그러나, 희석제 물질은 마찬가지로 소분자, 예를 들어 4,4'-N,N'-디카르바졸비페닐 (CDP) 또는 3급 방향족 아민일 수 있다. 희석제 물질이 사용될 때, 발광층 내의 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물의 비율은 일반적으로 40 중량% 미만, 바람직하게는 3 내지 30 중량%이다. 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 바람직하게는 매트릭스 내에 사용된다. 따라서 발광층은 바람직하게는 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물 및 하나 이상의 매트릭스 물질을 포함한다.

적합한 매트릭스 물질은, 전술된 희석제 물질 외에도, 원칙적으로 이하에 정공 및 전자 수송 물질로서 상술되는 물질, 및 또한 카르벤 착물, 예를 들어 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물, 또는 WO 2005/019373에서 언급된 카르벤 착물이다. 카르바졸 유도체, 예를 들어 4,4'-비스(카르바졸-9-일)-2,2'-디메틸비페닐 (CDBP), 4,4'-비스(카르바졸-9-일)비페닐 (CBP), 1,3-비스(N-카르바졸릴)벤젠 (mCP), 및 하기 출원에서 상술된 매트릭스 물질이 특히 적합하다: WO2008/034758, WO2009/003919.

추가의 적합한 매트릭스 물질은 소분자 또는 언급된 소분자의 (공)중합체일 수 있으며, 하기 문헌에 상술되어 있다:

WO2007108459 (H-1 내지 H-37), 바람직하게는 H-20 내지 H-22 및 H-32 내지 H-37, 가장 바람직하게는 H-20, H-32, H-36, H-37, WO2008035571 A1 (호스트(Host) 1 내지 호스트 6), JP2010135467 (화합물 1 내지 46 및 호스트-1 내지 호스트-39 및 호스트-43), WO2009008100 화합물 1번 내지 67번, 바람직하게는 3번, 4번, 7번 내지 12번, 55번, 59번, 63번 내지 67번, 더 바람직하게는 4번, 8번 내지 12번, 55번, 59번, 64번, 65번, 및 67번, WO2009008099 화합물 1번 내지 110번, WO2008140114 화합물 1-1 내지 1-50, WO2008090912 화합물 OC-7 내지 OC-36 및 Mo-42 내지 Mo-51의 중합체, JP2008084913 H-1 내지 H-70, WO2007077810 화합물 1 내지 44, 바람직하게는 1, 2, 4-6, 8, 19-22, 26, 28-30, 32, 36, 39-44, WO201001830 단량체 1-1 내지 1-9, 바람직하게는 1-3, 1-7, 및 1-9의 중합체, WO2008029729 화합물 1-1 내지 1-36 (의 중합체), WO20100443342 HS-1 내지 HS-101 및 BH-1 내지 BH-17, 바람직하게는 BH-1 내지 BH-17, JP2009182298 단량체 1 내지 75를 기재로 하는 (공)중합체, JP2009170764, JP2009135183 단량체 1-14를 기재로 하는 (공)중합체, WO2009063757 바람직하게는 단량체 1-1 내지 1-26을 기재로 하는 (공)중합체, WO2008146838 화합물 a-1 내지 a-43 및 1-1 내지 1-46, JP2008207520 단량체 1-1 내지 1-26을 기재로 하는 (공)중합체, JP2008066569 단량체 1-1 내지 1-16을 기재로 하는 (공)중합체, WO2008029652 단량체 1-1 내지 1-52를 기재로 하는 (공)중합체, WO2007114244 단량체 1-1 내지 1-18을 기재로 하는 (공)중합체, JP2010040830 화합물 HA-1 내지 HA-20, HB-1 내지 HB-16, HC-1 내지 HC-23 및 단량체 HD-1 내지 HD-12를 기재로 하는 (공)중합체, JP2009021336, WO2010090077 화합물 1 내지 55, WO2010079678 화합물 H1 내지 H42, WO2010067746, WO2010044342 화합물 HS-1 내지 HS-101 및 폴리(Poly)-1 내지 폴리-4, JP2010114180 화합물 PH-1 내지 PH-36, US2009284138 화합물 1 내지 111 및 H1 내지 H71, WO2008072596 화합물 1 내지 45, JP2010021336 화합물 H-1 내지 H-38, 바람직하게는 H-1, WO2010004877 화합물 H-1 내지 H-60, JP2009267255 화합물 1-1 내지 1-105, WO2009104488 화합물 1-1 내지 1-38, WO2009086028, US2009153034, US2009134784, WO2009084413 화합물 2-1 내지 2-56, JP2009114369 화합물 2-1 내지 2-40, JP2009114370 화합물 1 내지 67, WO2009060742 화합물 2-1 내지 2-56, WO2009060757 화합물 1-1 내지 1-76, WO2009060780 화합물 1-1 내지 1-70, WO2009060779 화합물 1-1 내지 1-42, WO2008156105 화합물 1 내지 54, JP2009059767 화합물 1 내지 20, JP2008074939 화합물 1 내지 256, JP2008021687 화합물 1 내지 50, WO2007119816 화합물 1 내지 37, WO2010087222 화합물 H-1 내지 H-31, WO2010095564 화합물 호스트-1 내지 호스트-61, WO2007108362, WO2009003898, WO2009003919, WO2010040777, US2007224446 및 WO06128800.

특히 바람직한 실시양태에서, 이하에 상술되는 화학식 X의 하나 이상의 화합물이 매트릭스 물질로서 사용된다. 화학식 X의 화합물의 바람직한 실시양태가 마찬가지로 이하에 상술된다.

OLED의 전술된 층들 중에서 개별 층들은 또한 둘 이상의 층들로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 정공-수송층은, 전극으로부터 정공이 주입되는 하나의 층, 및 정공-주입층으로부터 발광층 내로 정공을 수송하는 층으로부터 형성될 수 있다. 전자-수송층은 마찬가지로 다수의 층들, 예를 들어 전극을 통해 전자가 주입되는 층 및 전자-주입층으로부터 전자를 받아서 이것을 발광층 내로 수송하는 층으로 이루어질 수 있다. 언급된 이들 층들은 각각 에너지 준위, 열저항 및 전하 운반체 이동성, 및 또한 언급된 층들과 유기층 또는 금속 전극의 에너지 차이와 같은 인자에 따라 선택된다. 통상의 기술자는 OLED의 구성을, 이것이 본 발명에 따라 방출체 물질로서 사용되는 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물에 최적으로 부합되도록, 선택할 수 있다.

특히 효율적인 OLED를 수득하기 위해서, 정공-수송층의 HOMO (최고준위 점유 분자궤도)는 애노드의 일함수에 맞춰 조정되어야 하고, 전자-수송층의 LUMO (최저준위 비점유 분자궤도)는 캐소드의 일함수에 맞춰 조정되어야 한다.

본 출원은 본 발명의 하나 이상의 발광층을 포함하는 OLED를 추가로 제공한다. OLED 내의 추가의 층은, 상기 층에 전형적으로 사용되는, 통상의 기술자에게 공지되어 있는 임의의 물질로부터 형성될 수 있다.

전술된 층들 (애노드, 캐소드, 정공 및 전자 주입 물질, 정공 및 전자 수송 물질 및 정공 및 전자 차단제 물질, 매트릭스 물질, 형광 및 인광 방출체)에 적합한 물질은 통상의 기술자에게 공지되어 있고, 예를 들어, 문헌 (H. Meng, N. Herron, Organic Small Molecule Materials for Organic Light-Emitting Devices in Organic Light-Emitting Materials and Devices, eds: Z. Li, H. Meng, Taylor & Francis, 2007, Chapter 3, pages 295 to 411)에 상술되어 있다.

애노드는 양전하 운반체를 제공하는 전극이다. 이것은, 예를 들어, 금속, 상이한 금속들의 혼합물, 금속 합금, 금속 산화물 또는 상이한 금속 산화물들의 혼합물을 포함하는 물질로 구성될 수 있다. 대안으로, 애노드는 전도성 중합체일 수 있다. 적합한 금속은 원소주기율표의 11, 4, 5 및 6 족의 금속, 및 또한 8 내지 10 족의 전이 금속을 포함한다. 애노드가 투명해야 하는 경우, 원소주기율표의 12, 13 및 14 족의 혼합된 금속 산화물, 예를 들어 인듐 주석 산화물 (ITO)이 일반적으로 사용된다. 예를 들어, 문헌 (Nature, Vol. 357, pages 477 to 479 (June 11, 1992))에 기술되어 있는 바와 같이, 마찬가지로 애노드 (1)는 유기 물질, 예를 들어 폴리아닐린을 포함할 수 있다. 형성된 광을 방출할 수 있기 위해서는 애노드 또는 캐소드 중 적어도 어느 하나가 적어도 부분적으로 투명해야 한다.

본 발명의 OLED의 층 (2)에 적합한 정공 수송 물질은, 예를 들어, 문헌 (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Vol. 18, pages 837 to 860, 1996)에 개시되어 있다. 정공-수송 분자 또는 중합체가 정공 수송 물질로서 사용될 수 있다. 통상적으로 사용되는 정공-수송 분자는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민 (TPD), 1,1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산 (TAPC), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-비스(4-에틸페닐)-[1,1'-(3,3'-디메틸)비페닐]-4,4'-디아민 (ETPD), 테트라키스(3-메틸페닐)-N,N,N',N'-2,5-페닐렌디아민 (PDA), α-페닐-4-N,N-디페닐아미노스티렌 (TPS), p-(디에틸아미노)벤즈알데히드 디페닐히드라존 (DEH), 트리페닐아민 (TPA), 비스[4-(N,N-디에틸아미노)-2-메틸페닐](4-메틸페닐)메탄 (MPMP), 1-페닐-3-[p-(디에틸아미노)스티릴]-5-[p-(디에틸아미노)페닐]피라졸린 (PPR 또는 DEASP), 1,2-트란스-비스(9H-카르바졸-9-일)-시클로부탄 (DCZB), N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민 (TTB), 플루오린 화합물, 예컨대 2,2',7,7'-테트라(N,N-디-톨릴)아미노-9,9-스피로비플루오렌 (스피로-TTB), N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스(페닐)-9,9-스피로비플루오렌 (스피로-NPB) 및 9,9-비스(4-(N,N-비스-비페닐-4-일-아미노)페닐-9H-플루오렌, 벤지딘 화합물, 예컨대 N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스(페닐)벤지딘 및 포르피린 화합물, 예컨대 쿠퍼 프탈로시아닌으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 중합체성 정공-주입 물질, 예컨대 폴리(N-비닐카르바졸) (PVK), 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 자기-도핑형 중합체, 예컨대, 예를 들어, 술폰화 폴리(티오펜-3-[2[(2-메톡시에톡시)에톡시]-2,5-디일) (플렉스트로닉스(Plextronics)로부터 상업적으로 입수 가능한 플렉스코어(Plexcore)^® OC 전도성 잉크), 및 PEDOT/PSS라고도 불리는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)와 같은 공중합체가 사용될 수 있다.

또한 한 실시양태에서 본 발명의 이핵 금속 카르벤 착물을 정공 전도체 물질로서 사용할 수 있고, 이 경우에 하나 이상의 정공 전도체 물질의 밴드 갭은 사용되는 방출체 물질의 밴드 갭보다 일반적으로 더 크다. 본 출원의 문맥에서, 밴드 갭은 삼중항 에너지를 의미한다고 이해된다. 적합한 카르벤 착물은, 예를 들어, 화학식 I의 본 발명의 카르벤 착물, WO2005/019373, WO2006/056418, WO2005/113704, WO2007/115970, WO2007/115981 및 WO2008/000727에 기술된 바와 같은 카르벤 착물이다. 적합한 카르벤 착물의 한 예는 하기 화학식의 Ir(DPBIC)₃이다:

사용되는 물질의 수송 성질을 개선하기 위해서, 첫째로 층 두께를 더 넉넉하게 만들기 위해서 (핀홀/단락 회로의 방지), 및 둘째로 장치의 작동 전압을 최소화하기 위해서 정공-수송층은 또한 전자적으로 도핑될 수 있다. 전자적 도핑은 통상의 기술자에게 공지되어 있고, 예를 들어, 문헌 (W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, No. 1, 1 July 2003 (p-doped organic layers)); (A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., Vol. 82, No. 25, 23 June 2003) 및 (Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89 - 103) 및 (K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Soc. Rev. 2007, 107, 1233)에 개시되어 있다. 예를 들어 정공-수송층 내에 혼합물, 특히 정공-수송층의 전기적 p-도핑을 초래하는 혼합물이 사용될 수 있다. p-도핑은 산화성 물질의 첨가에 의해 달성된다. 이들 혼합물은, 예를 들어, 하기 혼합물일 수 있다: 전술된 정공 수송 물질과 하나 이상의 금속 산화물, 예를 들어 MoO₂, MoO₃, WO_x, ReO₃ 및/또는 V₂O₅, 바람직하게는 MoO₃ 및/또는 ReO₃, 더 바람직하게는 ReO₃의 혼합물, 또는 전술된 정공 수송 물질과, 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ), 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄 (F₄-TCNQ), 2,5-비스(2-히드록시에톡시)-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄, 비스(테트라-n-부틸암모늄)테트라시아노디페노퀴노디메탄, 2,5-디메틸-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄, 테트라시아노에틸렌, 11,11,12,12-테트라시아노나프토-2,6-퀴노디메탄, 2-플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노-디메탄, 2,5-디플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄, 디시아노메틸렌-1,3,4,5,7,8-헥사플루오로-6H-나프탈렌-2-일리덴)말로노니트릴 (F₆-TNAP), Mo(tfd)₃ (문헌 (Kahn et al., J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (35), 12530-12531)로부터의), EP1988587 및 EP2180029에 기술된 바와 같은 화합물 및 EP2401254에 언급된 바와 같은 퀴논 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 혼합물.

본 발명의 OLED의 층 (4)에 적합한 전자-수송 물질은 옥시노이드 화합물로 킬레이팅된 금속, 예컨대 트리스(8-히드록시퀴놀레이토)알루미늄 (Alq₃), 페난트롤린을 기재로 하는 화합물, 예컨대 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (DDPA = BCP), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (Bphen), 2,4,7,9-테트라페닐-1,10-페난트롤린, 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (DPA) 또는 EP1786050, EP1970371, 또는 EP1097981에개시된 페난트롤린 유도체, 및 아졸 화합물, 예컨대 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 (PBD) 및 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸 (TAZ)을 포함한다. 층 (4)은 전자 수송을 용이하게 하기 위해서 뿐만 아니라 완충제층으로서 또는 장벽층으로서 OLED의 층들의 경계면에서 엑시톤의 켄칭(quenching)을 방지하기 위해서 사용될 수 있다. 층 (4)은 바람직하게는 전자의 이동성을 개선하고 엑시톤의 켄칭을 감소시킨다.

마찬가지로 전자-수송층 내에서 둘 이상의 물질들의 혼합물을 사용할 수 있고, 이 경우에 하나 이상의 물질은 전자-전도성이다. 바람직하게는, 상기 혼합된 전자-수송층 내에, 하나 이상의 페난트롤린 화합물, 바람직하게는 BCP, 또는 하나 이상의, 하기 화학식 VIII에 따른 피리딘 화합물, 바람직하게는 하기 화학식 VIIIaa의 화합물이 사용된다. 더 바람직하게는, 혼합된 전자-수송층 내에, 하나 이상의 페난트롤린 화합물 외에도, 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속 히드록시퀴놀레이트 착물, 예를 들어 Liq가 사용된다. 적합한 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속 히드록시퀴놀레이트 착물이 하기에 상술되어 있다 (화학식 VII). WO2011/157779를 참조하도록 한다.

사용되는 물질의 수송 성질을 개선하기 위해서, 첫째로 층 두께를 더 넉넉하게 만들기 위해서 (핀홀/단락 회로의 방지), 및 둘째로 장치의 작동 전압을 최소화하기 위해서 전자-수송층은 또한 전자적으로 도핑될 수 있다. 전자적 도핑은 통상의 기술자에게 공지되어 있고, 예를 들어, 문헌 (W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, No. 1, 1 July 2003 (p-doped organic layers); (A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., Vol. 82, No. 25, 23 June 2003) 및 (Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89 - 103) 및 (K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Soc. Rev. 2007, 107, 1233)에 개시되어 있다. 예를 들어, 전자-수송층의 전기적 n-도핑을 초래하는 혼합물을 사용할 수 있다. n-도핑은 환원성 물질의 첨가에 의해 달성된다. 이들 혼합물은, 예를 들어, 전술된 전자 수송 물질과, 알칼리/알칼리 토금속 또는 알칼리/알칼리 토금속 염, 예를 들어 Li, Cs, Ca, Sr, Cs₂CO₃, 알칼리 금속 착물, 예를 들어 8-히드록시퀴놀레이토리튬 (Liq), 및 Y, Ce, Sm, Gd, Tb, Er, Tm, Yb, Li₃N, Rb₂CO₃, 디포타슘 프탈레이트, EP 1786050으로부터의 W(hpp)₄, 또는 EP1837926B1에 기술된 바와 같은 화합물의 혼합물일 수 있다.

따라서 본 발명은 또한 하나 이상의 물질이 전자-전도성인, 둘 이상의 상이한 물질을 포함하는 전자-수송층을 포함하는 본 발명의 OLED에 관한 것이다.

바람직한 실시양태에서, 전자-수송층은 화학식 VII의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

<화학식 VII>

상기 식에서, R³² 및 R³³은 각각 독립적으로, F, C₁-C₈-알킬, 또는 C₆-C₁₄-아릴이고, 이것은 하나 이상의 C₁-C₈-알킬 기에 의해 임의로 치환되고, 또는

두개의 R³² 및/또는 R³³ 치환기는 함께 하나 이상의 C₁-C₈-알킬 기에 의해 임의로 치환된 융합 벤젠 고리를 형성하고,

a 및 b는 각각 독립적으로 0, 또는 1, 2 또는 3이고,

M¹은 알칼리 금속 원자 또는 알칼리 토금속 원자이고,

M¹이 알칼리 금속 원자일 때 p는 1이고 M¹이 알칼리 토금속 원자일 때 p는 2이다.

화학식 VII의 매우 특히 바람직한 화합물은

(Liq)이고, 이것은 단일 화학종으로서 존재할 수 있거나, Li_gQ_g (여기서 g는 정수임), 예를 들어 Li₆Q₆과 같은 다른 형태로 존재할 수 있다. Q는 8-히드록시퀴놀레이트 리간드 또는 8-히드록시퀴놀레이트 유도체이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 전자-수송층은 화학식 VIII의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

<화학식 VIII>

상기 식에서,

R³⁴, R³⁵, R³⁶, R³⁷,R^34', R^35', R^36' 및 R^37'는 각각 독립적으로, H, C₁-C₁₈-알킬, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C₁-C₁₈-알킬, C₆-C₂₄-아릴, G에 의해 치환된 C₆-C₂₄-아릴, C₂-C₂₀-헤테로아릴 또는 G에 의해 치환된 C₂-C₂₀-헤테로아릴이고,

Q는 각각 임의로 G에 의해 치환된 아릴렌 또는 헤테로아릴렌 기이고;

D는 -CO-; -COO-; -S-; -SO-; -SO₂-; -O-; -NR⁴⁰-; -SiR⁴⁵R⁴⁶-; -POR⁴⁷-; -CR³⁸=CR³⁹-; 또는 -C≡C-이고;

E는 -OR⁴⁴; -SR⁴⁴; -NR⁴⁰R⁴¹; -COR⁴³; -COOR⁴²; -CONR⁴⁰R⁴¹; -CN; 또는 F이고;

G는 E, C₁-C₁₈-알킬, D가 개재된 C₁-C₁₈-알킬, C₁-C₁₈-퍼플루오로알킬, C₁-C₁₈-알콕시, 또는 E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C₁-C₁₈-알콕시이고,

여기서

R³⁸및 R³⁹는 각각 독립적으로 H, C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬 또는 C₁-C₁₈-알콕시에 의해 치환된 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬; 또는 -O-가 개재된 C₁-C₁₈-알킬이고;

R⁴⁰ 및 R⁴¹은 각각 독립적으로 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬 또는 C₁-C₁₈-알콕시에 의해 치환된 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬; 또는 -O-가 개재된 C₁-C₁₈-알킬이고; 또는

R⁴⁰ 및 R⁴¹은 함께 6-원 고리를 형성하고;

R⁴² 및 R⁴³은 각각 독립적으로 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬 또는 C₁-C₁₈-알콕시에 의해 치환된 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬; 또는 -O-가 개재된 C₁-C₁₈-알킬이고;

R⁴⁴는 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬 또는 C₁-C₁₈-알콕시에 의해 치환된 C₆-C₁₈-아릴; C₁-C₁₈-알킬; 또는 -O-가 개재된 C₁-C₁₈-알킬이고;

R⁴⁵ 및 R⁴⁶은 각각 독립적으로 C₁-C₁₈-알킬, C₆-C₁₈-아릴, 또는 C₁-C₁₈-알킬에 의해 치환된 C₆-C₁₈-아릴이고,

R⁴⁷은 C₁-C₁₈-알킬, C₆-C₁₈-아릴, 또는 C₁-C₁₈-알킬에 의해 치환된 C₆-C₁₈-아릴이다.

화학식 VIII의 바람직한 화합물은 화학식 VIIIa의 화합물이다:

<화학식 VIIIa>

상기 식에서, Q는

또는

이고,

R⁴⁸은 H 또는 C₁-C₁₈-알킬이고,

R^48'는 H, C₁-C₁₈-알킬 또는

또는

이다.

화학식 VIIIaa의 화합물이 특히 바람직하다.

<화학식 VIIIaa>

추가의 매우 특히 바람직한 실시양태에서, 전자-수송층은 화학식

(Liq)의 화합물 및 화학식 VIIIaa의 화합물을 포함한다.

<화학식 VIIIaa>

바람직한 실시양태에서, 전자-수송층은 화학식 VII의 화합물을 99 내지 1 중량%, 바람직하게는 75 내지 25 중량%, 더 바람직하게는 약 50 중량%의 양으로 포함하고, 여기서 화학식 VII의 화합물의 양과 화학식 VIII의 화합물의 양의 합계는 총 100 중량%가 된다.

화학식 VIII의 화합물의 제조는 문헌 (J. Kido et al., Chem. Commun. (2008) 5821- 5823, J. Kido et al., Chem. Mater. 20 (2008) 5951- 5953) 및 JP2008-127326에 기술되어 있거나, 화합물을 전술된 문헌에서 개시된 방법과 유사하게 제조할 수 있다.

알칼리 금속 히드록시퀴놀레이트 착물, 바람직하게는 Liq와 디벤조푸란 화합물의 혼합물을 마찬가지로 전자-수송층 내에서 사용할 수 있다. WO2011/157790을 참조하도록 한다. WO2011/157790에 기술된 디벤조푸란 화합물 A-1 내지 A-36 및 B-1 내지 B-22가 바람직하고, 여기서 디벤조푸란 화합물

(A-10)이 가장 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 전자-수송층은 Liq를 99 내지 1 중량%, 바람직하게는 75 내지 25 중량%, 더 바람직하게는 약 50 중량%의 양으로 포함하고, 여기서 Liq의 양과 디벤조푸란 화합물(들), 특히

의 양의 합계는 총 100 중량%가 된다.

화학식 VII의 화합물의 제조는, 예를 들어 문헌 (Christoph Schmitz et al. Chem. Mater. 12 (2000) 3012-3019) 및 WO00/32717에 기술되어 있거나, 화합물을 전술된 문헌에서 개시된 방법과 유사하게 제조할 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명은 전자-수송층이 하나 이상의 페난트롤린 유도체 및/또는 피리딘 유도체를 포함하는 본 발명의 OLED에 관한 것이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 전자-수송층이 하나 이상의 페난트롤린 유도체 및/또는 피리딘 유도체 및 하나 이상의 알칼리 금속 히드록시퀴놀레이트 착물을 포함하는 본 발명의 OLED에 관한 것이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 전자-수송층이 하나 이상의 페난트롤린 유도체 및/또는 피리딘 유도체 및 8-히드록시퀴놀레이토리튬을 포함하는 본 발명의 OLED에 관한 것이다.

상기에서 정공 수송 물질 및 전자-수송 물질로서 언급된 몇몇 물질은 여러 기능을 실행할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 전자-수송 물질은 이것이 낮은 준위의 HOMO를 갖는 경우에 정공-차단 물질이기도 하다.

캐소드 (5)는 전자 또는 음전하 운반체를 도입하는 역할을 하는 전극이다. 캐소드는 애노드보다 더 낮은 일함수를 갖는 임의의 금속 또는 비금속일 수 있다. 캐소드에 적합한 물질은 희토류 금속 및 란탄 계열 원소 및 악티니드 계열 원소를 포함하는, 원소주기율표의 1족 알칼리 금속, 예를 들어 Li 및 Cs, 2족 알칼리 토금속, 12족 금속으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또한, 금속, 예컨대 알루미늄, 인듐, 칼슘, 바륨, 사마륨 및 마그네슘, 및 그의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 작동 전압을 감소시키기 위해서 리튬-포함 유기금속 화합물, 예컨대 8-히드록시퀴놀레이토리튬 (Liq), CsF, NaF, KF, Cs₂CO₃ 또는 LiF가 유기층과 캐소드 사이에 전자 주입층으로서 적용될 수 있다.

본 발명의 OLED는 통상의 기술자에게 공지된 추가의 층을 부가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 양전하의 수송을 용이하게 하고/거나 층들의 밴드 갭을 서로 일치시키는 층이 층 (2)과 발광층 (3) 사이에 적용될 수 있다. 대안으로, 이러한 추가의 층은 보호층으로서의 역할을 할 수 있다. 유사한 방식으로, 음전하의 수송을 용이하게 하고/거나 층들 사이의 밴드 갭을 서로 일치시키기 위한 부가적 층들이 발광층 (3)과 층 (4) 사이에 존재할 수 있다. 대안으로, 이러한 층은 보호층으로서의 역할을 할 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 OLED는, 층 (1) 내지 (5) 외에도, 하기에서 언급되는 추가의 층 중 하나 이상을 포함한다:

- 애노드 (1)와 정공-수송층 (2) 사이의 정공 주입층 (두께: 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å);

- 정공-수송층 (2)과 발광층 (3) 사이의 전자에 대한 차단층 (두께: 10 내지 500 Å, 바람직하게는 50 내지 100 Å);

- 발광층 (3)과 전자-수송층 (4) 사이의 정공에 대한 차단 층 (두께: 10 내지 500 Å, 바람직하게는 50 내지 100 Å);

- 전자-수송층 (4)과 캐소드 (5) 사이의 전자 주입층 (두께: 10 내지 500 Å, 바람직하게는 20 내지 100 Å).

그러나, 이미 상기에서 언급된 바와 같이, OLED가 언급된 모든 층들 (1) 내지 (5)을 갖는 것은 아닐 수도 있고; 예를 들어, 층 (1) (애노드), (3) (발광층) 및 (5) (캐소드)를 포함하는 OLED도 마찬가지로 적합하며, 이 경우에 층 (2) (정공-수송층) 및 (4) (전자-수송층)의 기능은 인접 층들이 맡는다. 층 (1), (2), (3) 및 (5) 또는 층 (1), (3), (4) 및 (5)를 갖는 OLED도 마찬가지로 적합하다.

통상의 기술자라면 (예를 들어 전기화학 연구에 기초하여) 적합한 물질을 선택하는 방법을 알 것이다. 개별 층에 적합한 물질은 통상의 기술자에게 공지되어 있고, 예를 들어, WO00/70655에 개시되어 있다.

또한, 전하 운반체 수송 효율을 증가시키기 위해서 층 (1), (2), (3), (4) 및 (5) 중 몇몇 또는 모두를 표면 처리할 수 있다. 언급된 각각의 층을 위한 물질의 선택을 바람직하게는 높은 효율을 갖는 OLED를 수득함으로써 결정한다.

본 발명의 OLED를 통상의 기술자에게 공지된 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 일반적으로, 적합한 기판 상에 개별 층들을 연속적으로 증착함으로써 OLED를 제조한다. 적합한 기판은, 예를 들어, 유리, 무기 물질, 예컨대 ITO 또는 IZO 또는 중합체 막이다. 증착을 위해, 통상적인 기술, 예컨대 열 증발, 화학적 증착 (CVD), 물리적 증착 (PVD) 등을 사용할 수 있다.

대안적 방법에서, 유기층을 적합한 용매 중의 용액 또는 분산액으로부터 코팅할 수 있으며, 이 경우에 통상의 기술자에게 공지된 코팅 기술을 이용한다. 적합한 코팅 기술은, 예를 들어, 스핀 코팅, 주조 방법, 랭뮤어 블라젯(Langmuir-Blodgett) ("LB") 방법, 잉크젯 인쇄 방법, 침지 코팅, 활판 인쇄, 스크린 인쇄, 독터 블레이드 인쇄, 슬릿 코팅, 롤러 인쇄, 역 롤러 인쇄, 오프셋 리소그래피 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 웹 인쇄, 스프레이 코팅, 브러쉬에 의한 코팅 또는 패드 인쇄 등이다. 언급된 방법 중에서, 전술된 증착 외에도, 스핀 코팅, 잉크젯 인쇄 방법 및 주조 방법이 특히 수행하기 간단하고 비용이 저렴하므로 바람직하다. OLED의 층들을 스핀 코팅 방법, 주조 방법 또는 잉크젯 인쇄 방법을 사용하여 수득하는 경우에, 0.0001 내지 90 중량%의 농도의 조성물을 적합한 유기 용매, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 테트라히드로푸란, 메틸테트라히드로푸란, N,N-디메틸포름아미드, 아세톤, 아세토니트릴, 아니솔, 디클로로메탄, 디메틸 술폭시드, 물 및 그의 혼합물에 용해시킴으로써 제조한 용액을 사용하여 코팅을 수득할 수 있다.

OLED의 층들을 모두 동일한 코팅 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 더욱이, 마찬가지로 둘 이상의 상이한 코팅 방법을 실시하여 OLED의 층들을 제조할 수 있다.

일반적으로, 상이한 층들은 하기 두께를 갖는다: 애노드 (2) 500 내지 5000 Å, 바람직하게는 1000 내지 2000 Å (옹스트롬); 정공-수송층 (3) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å; 발광층 (4) 10 내지 1000 Å, 바람직하게는 100 내지 800 Å; 전자-수송층 (5) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å; 캐소드 (6) 200 내지 10,000 Å, 바람직하게는 300 내지 5000 Å. 또한, 마찬가지로 혼합을 통해 여러 층들을 조합할 수 있다. 예를 들어, 정공-수송 물질을 발광층의 물질과 혼합하고, 이어서 함께 적용할 수 있다. 본 발명의 OLED 내의 정공과 전자의 재조합 구역의 위치 및 그에 따른 OLED의 발광 스펙트럼은 각각의 층의 상대적 두께 및 농도 비에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는 전자 수송층의 두께가, 바람직하게는, 전자/정공 재조합 구역이 발광층 내에 존재하도록, 선택되어야 함을 의미한다. OLED에서의 개별 층의 층 두께 비는 사용되는 물질에 따라 다르다. 사용되는 임의의 부가적인 층의 층 두께는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 하나 이상의 금속-카르벤 착물, 및 화학식 X의 하나 이상의 화합물을 포함하는 OLED에 관한 것이다:

<화학식 X>

상기 식에서,

X'는 NR, S, O 또는 PR^26'이고;

R^26'는 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬이고;

A^1'는 -NR^6'R⁷ ^', -P(O)R^8'R⁹ ^', -PR^10'R¹¹ ^', -S(O)₂R¹² ^', -S(O)R^13', -SR^14' 또는 - OR^15'이고;

R^21', R^22' 및 R^23'는 각각 독립적으로 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬이고, 여기서 기 R^21', R^22' 또는 R^23' 중 하나 이상이 아릴 또는 헤테로아릴이고;

R^24' 및 R^25'는 서로 독립적으로 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 기 A^1', 또는 공여체 또는 수용체 특성을 갖는 기이고;

n2 및 m1은 서로 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이고;

R^6'및 R^7'는질소 원자와 함께, 비치환될 수 있거나 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴 및 공여체 또는 수용체 특성을 갖는 기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있고/거나 3 내지 10개의 고리 원자를 갖는 하나 이상의 추가의 시클릭 잔기와 고리화될 수 있는, 3 내지 10개의 고리 원자를 갖는 시클릭 잔기를 형성하고, 여기서 고리화된 잔기는 비치환될 수 있거나 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴 및 공여체 또는 수용체 특성을 갖는 기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있고;

R^8', R^9', R^10', R^11', R^12', R^13', R^14' 및 R^15'는 서로 독립적으로 아릴, 헤테로아릴, 알킬, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬이다. 화학식 X의 화합물, 예컨대, 예를 들어,

또는

는 WO2010079051 (특히 19 내지 26 페이지 및 27 내지 34 페이지, 35 내지 37 페이지 및 42 내지 43 페이지의 표)에 기술되어 있다.

디벤조푸란을 기재로 하는 부가적인 매트릭스 물질은, 예를 들어, US2009066226, EP1885818B1, EP1970976, EP1998388 및 EP2034538에 기술되어 있다. 특히 바람직한 매트릭스 물질의 예는 하기에 명시되어 있다:

상기에서 언급된 화합물에서 T는 O 또는 S, 바람직하게는 O이다. T가 하나의 분자 내에서 하나 초과로 존재하는 경우에, 모든 기 T는 동일한 의미를 갖는다.

바람직한 실시양태에서, 발광층은 2 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 35 중량%의 본 발명의 이핵 금속 카르벤 착물 중 하나 이상 및 60 내지 98 중량%, 바람직하게는 65 내지 95 중량%의 하나 이상의 전술된 매트릭스 물질로부터 형성되고, 여기서 방출체 물질과 매트릭스 물질의 합계는 100 중량%가 된다.

특히 바람직한 실시양태에서, 발광층은 매트릭스 물질, 예컨대, 예를 들어,

(Ma1), 및 바람직하게는 화학식

(EM2) 및 화학식

의, 두 가지의 카르벤 착물을 포함한다. 상기 실시양태에서, 발광층은 2 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 35 중량%의 EM1 및 60 내지 98 중량%, 바람직하게는 65 내지 95 중량%의 Ma1 및

로부터 형성되고, 여기서 카르벤 착물과 Ma1의 합계는 100 중량%가 된다.

따라서, OLED에서 매트릭스 물질 및/또는 정공/엑시톤 차단제 물질 및/또는 전자/엑시톤 차단제 물질 및/또는 정공 주입 물질 및/또는 전자 주입 물질 및/또는 정공 수송 물질 및/또는 전자 수송 물질로서, 바람직하게는 매트릭스 물질 및/또는 정공/엑시톤 차단제 물질로서 사용하기에 적합한 금속 착물은, 예를 들어, 또한 WO2005/019373, WO2006/056418, WO　2005/113704, WO　2007/115970, WO　2007/115981 및 WO　2008/000727에 기술된 바와 같은 카르벤 착물이다. 인용된 WO 출원의 개시 내용이 본원에서 명백히 참조되며, 이러한 개시 내용은 본 출원의 문맥에 포함되는 것으로 간주될 것이다.

화학식 X의 화합물 외에도, 본 발명에 따르면, 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물과 함께, 가교되거나 중합된 형태의, 화학식 X를 기초로 하는 반복 단위를 포함하는 가교되거나 중합성인 물질을 사용할 수도 있다. 화학식 X의 화합물과 같이, 후자가 바람직하게는 매트릭스 물질로서 사용된다.

가교되거나 중합성인 물질은 유기 용매 중에서의 뛰어난 용해도, 탁월한 막-형성 성질 및 비교적 높은 유리 전이 온도를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 가교되거나 중합성인 물질이 유기 발광 다이오드 (OLED)에서 사용되는 경우에, 높은 전하 운반체 이동성, 색 방출의 높은 안정성 및 상응하는 성분의 긴 조작 시간이 관찰될 수 있다.

가교되거나 중합되는 물질은 열적으로 및 기계적으로 안정하고 비교적 결함이 없기 때문에 코팅으로서 또는 박막에 특히 적합하다.

화학식 X를 기초로 하는 반복 단위를 포함하는 가교되거나 중합되는 물질은 단계 (a) 및 (b)를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:

(a) m1 R²⁴ 라디칼 중 하나 이상 또는 n2 R²⁵ 라디칼 중 하나 이상이 이격자를 통해 부착된 가교성 또는 중합성 기인 화학식 X의 가교성 또는 중합성 화합물을 제조하는 단계, 및

(b) 단계 (a)로부터 수득된 화학식 X의 화합물을 가교 또는 중합시키는 단계.

가교되거나 중합되는 물질은 단독중합체일 수 있는데, 이는 화학식 X의 단위만이 가교되거나 중합되는 형태로 존재함을 의미한다. 이들은 또한 공중합체일 수 있는데, 이는 화학식 X의 단위 외에도 추가의 단량체, 예를 들어 정공-전도성 및/또는 전자-전도성을 갖는 단량체가 가교되거나 중합되는 형태로 존재함을 의미한다.

본 발명의 OLED의 추가의 바람직한 실시양태에서, 이것은 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물, 화학식 X의 하나 이상의 매트릭스 물질, 및 임의로 하나 이상의 추가의 정공-수송 매트릭스 물질을 포함하는 방출층을 포함한다.

본 발명의 OLED는 전기발광이 유용한 모든 장치에서 사용될 수 있다. 적합한 장치는 바람직하게는 고정식 및 이동식 시각 디스플레이 유닛 및 조명 수단으로부터 선택된다. 따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 OLED를 포함하는, 고정식 시각 디스플레이 유닛 및 이동식 시각 디스플레이 유닛 및 조명 수단으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치에 관한 것이다.

고정식 시각 디스플레이 유닛은, 예를 들어, 컴퓨터, 텔레비전의 시각 디스플레이 유닛, 프린터, 주방 기구 및 광고 패널, 조명 및 안내 패널에서의 시각 디스플레이 유닛이다. 이동식 시각 디스플레이 유닛은, 예를 들어, 휴대폰, 랩톱, 태블릿 PC, 디지털 카메라, mp-3 플레이어, 스마트폰, 차량, 및 버스 및 기차의 행선지 디스플레이에서의 시각 디스플레이 유닛이다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 부가적으로 역 구조를 갖는 OLED에서 사용될 수 있다. 이러한 역 OLED에서, 본 발명의 착물은 또한 바람직하게는 발광층에서 사용된다. 역 OLED의 구조 및 여기에서 전형적으로 사용되는 물질은 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

본 발명은 추가로 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물을 포함하는 백색 OLED를 제공한다. 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 백색 OLED에서 방출체 물질로서 사용된다. 본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물의 바람직한 실시양태는 상기에서 상술되었다. 백색 OLED는, 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물 외에도, 하기를 포함할 수 있다:

(i) 화학식 X의 하나 이상의 화합물 (화학식 X의 화합물은 바람직하게는 매트릭스 물질로서 사용됨. 화학식 X의 바람직한 화합물은 상기에서 상술되었음); 및/또는

(ii) 화학식 VII 및/또는 (IX)의 하나 이상의 화합물 (화학식 VII 및/또는 (IX)의 화합물은 바람직하게는 전자 수송 물질로서 사용됨. 화학식 VII 및/또는 (IX)의 바람직한 화합물은 상기에서 상술되었음).

백색 광을 수득하기 위해서, OLED는 스펙트럼의 가시 영역 전체에 대한 색을 띠는 광을 생성해야만 한다. 그러나, 유기 방출체는 통상적으로 가시영역 스펙트럼의 제한된 부분에서만 방출하며, 즉 색을 띤다. 백색 광은 상이한 방출체들의 조합에 의해 생성될 수 있다. 전형적으로, 적색, 녹색 및 청색 방출체가 조합된다. 그러나, 선행 기술은 또한 백색 OLED의 형성을 위한 다른 방법, 예를 들어 삼중항 수확(harvesting) 방안을 개시하고 있다. 백색 OLED를 위한 적합한 구조 또는 백색 OLED 형성 방법은 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

백색 OLED의 한 실시양태에서, 여러 염료를 OLED의 발광층에서 서로의 위에 적층하고 이에 따라 조합한다 (적층 장치). 이를, 모든 염료를 혼합하거나 상이한 색의 층들을 직접 연결함으로써 달성할 수 있다. 표현 "적층 OLED" 및 적합한 실시양태는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

게다가 일반적으로, 상이한 층들은 하기 두께를 갖는다: 애노드 (2) 500 내지 5000 Å (옹스트롬), 바람직하게는 1000 내지 2000 Å; 정공 수송층 (3) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 상이한 방출체들의 혼합물을 포함하는 발광층 (4): 10 내지 1000 Å, 바람직하게는 100 내지 800 Å, 또는 여러 연속 발광층 (각각의 개별 층은 상이한 방출체를 포함함 (4a, b, c, ...)): 각각 10 내지 1000 Å, 바람직하게는 각각 50 내지 600 Å, 전자 수송층 (5) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 캐소드 (6) 200 내지 10,000 Å, 바람직하게는 300 내지 5000 Å.

백색 OLED의 추가의 실시양태에서, 여러 상이한 색의 OLED를 서로의 위에 쌓는다 (스택 장치). 두개의 OLED를 쌓기 위해서, 소위 전하 생성층 (CG 층)을 사용한다. 이러한 CG 층을, 예를 들어, 하나의 전기적으로 n-도핑된 수송층 및 하나의 전기적으로 p-도핑된 수송층으로부터 형성할 수 있다. 표현 "스택 OLED" 및 적합한 실시양태는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

게다가 일반적으로, 상이한 층들은 하기 두께를 갖는다: 애노드 (2) 500 내지 5000 Å (옹스트롬), 바람직하게는 1000 내지 2000 Å, 제1 정공 수송층 (3) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 제1 발광층 (4) 10 내지 1000 Å, 바람직하게는 50 내지 600 Å, 제1 전자 수송층 (5) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 전기적으로 n-도핑된 층 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 100 내지 800 Å, 전기적으로 p-도핑된 층 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 100 내지 800 Å, 제2 정공 수송층 (3) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 제2 발광층 (4) 10 내지 1000 Å, 바람직하게는 50 내지 600 Å, 제2 전자 수송층 (5) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 전기적으로 n-도핑된 층 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 100 내지 800 Å, 전기적으로 p-도핑된 층 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 100 내지 800 Å, 제3 정공-수송층 (3) 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 제3 발광층 (4) 10 내지 1000 Å, 바람직하게는 50 내지 600 Å, 제3 전자 수송층 (5) 50 내지 1000 Å, 바람직하게는 200 내지 800 Å, 캐소드 (6) 200 내지 10,000 Å, 바람직하게는 300 내지 5000 Å.

이러한 "스택 장치 개념"의 추가의 실시양태에서, 단지 두개의 OLED를 쌓거나 또는 세 개 초과의 OLED를 쌓을 수도 있다.

백색 OLED의 추가의 실시양태에서, 백색 광 생성에 대해 언급된 두 가지의 개념은 또한 조합될 수 있다. 예를 들어, 단색 OLED (예를 들어, 청색)를 다색 적층 OLED (예를 들어 적색-녹색)와 함께 쌓을 수 있다. 두 가지의 개념의 추가의 조합을 생각해볼 수 있으며 이는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

본 발명의 이핵 금속-카르벤 착물은 백색 OLED에서 상기에서 언급된 임의의 층에서 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 이것은 OLED(들)의 하나 이상의 또는 모든 발광층(들)에서 사용되며, 이 경우에 본 발명의 금속-카르벤 착물의 구조는 착물의 용도에 따라 변한다. 마찬가지로, 광 OLED(들)의 추가의 층을 위한 적합하고 바람직한 성분 또는 발광층(들) 내의 매트릭스 물질로서 적합한 물질 및 바람직한 매트릭스 물질이 상기에서 상술되어 있다.

또한, 본 발명은 본 발명의 하나 이상의 이핵 금속-카르벤 착물을 포함하는, 유기 전자 부품, 바람직하게는 유기 발광 다이오드 (OLED), 유기 광기전력 전지 (OPV), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET) 또는 발광 전기화학 전지 (LEEC)에 관한 것이다.

<실시예>

하기 실시예, 보다 특히 실시예에서 상세하게 기술되는 방법, 물질, 조건, 공정 파라미터, 기기 등은 본 발명을 지지하고자 의도된 것이며, 본 발명의 범주를 한정하고자 함이 아니다. 모든 실험을 보호성 기체 분위기 하에서 수행한다. 하기 실시예에서 언급된 % 및 비는, 달리 지시되지 않는 한, 중량% 및 중량비이다.

실시예 1

1,4-비스(이미다졸)벤젠

아르곤 분위기 하에서 1,4-디아이오도벤젠 (4.95　g, 15 mmol), 이미다졸 (3.57　g, 52.5　mmol), 수산화칼륨 (2.95　g, 52.5　mmol) 및 산화구리(I) (0.43　g, 3　mmol)를 건조한 슐렝크 튜브(schlenk tube)에 채우고 추가로 고체를 탈기시킨 후에 무수 DMSO를 격막을 통해 첨가하였다. 현탁액을 130℃에서 48 시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후에 반응 혼합물을 물/에틸 아세테이트 용액 (1:3)에 부었다. 고체를 여과 제거하고 상을 분리하였다. 수성 상을 에틸 아세테이트로 추출하고 (6×60　㎖), 유기 상들을 합하고, 염수 (50　㎖)로써 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 감압 하에서 농축시킨 후에, 고체 생성물을 침전시키고 디에틸 에테르로써 세척하였다. 고체를 수집하고 진공 하에서 건조시켜 회백색 생성물 (1.55　g, 49.3%)을 수득하였다.

1,4-비스(3-메틸이미다졸륨)벤젠 아이오다이드

밀봉된 튜브에 1,4-비스(이미다졸)벤젠 (1.05　g, 5　mmol) 및 아이오도메탄 (1.9　㎖, 30　mmol)을 채웠다. THF 8　㎖를 첨가한 후에 튜브를 밀봉하고 반응 혼합물을 100℃에서 72시간 동안 교반하였다. 생성된 고체를 여과 제거하고 소량의 테트라히드로푸란 및 디에틸 에테르를 사용하여 세척하였다. 진공 하에서 건조시킨 후에 회백색 고체 (2.42　g, 98%)를 수득하였다.

EM1 (D-1):

1,4-비스(3-메틸이미다졸륨)벤젠 아이오다이드 (0.40　g, 0.8　mmol) 및 산화은(I) (0.20　g, 0.88　mmol)을 아르곤으로써 플러싱된 건조한 슐렝크 튜브에 채웠다. 무수 1,4-디옥산 20 ㎖를 첨가한 후에 반응 혼합물을 아르곤 하에서 암실에서 실온에서 48시간 동안 교반하였다. 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)플라티눔(II) (0.75　g, 2　mmol) 및 2-부타논 10 ㎖를 첨가하고 혼합물을 115℃로 가열하고 추가로 54시간 동안 교반하였다. 이후에 모든 휘발물을 감압 하에서 제거하고 포타슘 tert-부탄올레이트 (0.72　g, 6.4　mmol), 아세틸아세톤 (0.66　㎖, 6.4　mmol) 및 무수 DMF 25　㎖를 아르곤 하에서 첨가하였다. 실온에서 28시간 동안 및 100℃에서 14시간 동안 교반한 후에, 모든 휘발물을 다시 감압 하에서 제거하여 조질 생성물을 남기고, 이것을 물로써 세척하고 메틸렌 클로라이드/아세톤 5/1을 사용하는 플래쉬 크로마토그래피를 통해 정제하였다. 생성물을 함유하는 분획을 최종적으로 메틸렌 클로라이드/테트라히드로푸란 1/1 용액으로부터 재결정화시키고 진공 하에서 건조시켜 담황색의 고체 (0.03　g, 5%)를 수득하였다.

실시예 2 - EM2 (D-2)

1,4-비스(3-메틸이미다졸륨)벤젠 아이오다이드 (0.99　g, 2　mmol) 및 산화은(I) (0.70　g, 3　mmol)을 아르곤으로써 플러싱된 건조한 슐렝크 튜브에 채웠다. 무수 1,4-디옥산 30 ㎖를 첨가한 후에 반응 혼합물을 아르곤 하에서 암실에서 실온에서 72시간 동안 교반하였다. 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)플라티눔 (II) (1.87　g, 5　mmol) 및 2-부타논 15 ㎖를 첨가하고 혼합물을 115℃로 가열하고 추가로 96시간 동안 교반하였다. 이후에 모든 휘발물을 감압 하에서 제거하고 포타슘 tert-부탄올레이트 (1.79　g, 16　mmol), 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온 (2.95 g, 16 mmol) 및 무수 DMF 30 ㎖를 아르곤 하에서 첨가하였다. 실온에서 3일 동안 및 100℃에서 24시간 동안 교반한 후에, 모든 휘발물을 다시 감압 하에서 제거하여 조질 생성물을 남기고, 이것을 물로써 세척하고 메틸렌 클로라이드를 사용하는 플래쉬 크로마토그래피를 통해 정제하였다. 생성물을 함유하는 분획을 최종적으로 디에틸 에테르로써 세척하여 미량의 디온을 제거하고 진공 하에서 건조시켜 담황색의 고체 (0.33　g, 16%)를 수득하였다.

광발광 (PMMA 매트릭스 중 2%):

λ_max = 488 nm, CIE: (0.23;0.54); QY = 82%.

실시예 3 - EM3 (D-3)

1,4-비스(3-메틸이미다졸륨)벤젠 아이오다이드 (0.40　g, 0.8　mmol) 및 산화은(I) (0.19　g, 0.8　mmol)을 아르곤으로써 플러싱된 건조한 슐렝크 튜브에 채웠다. 무수 1,4-디옥산 20 ㎖를 첨가한 후에 반응 혼합물을 아르곤 하에서 암실에서 실온에서 48시간 동안 교반하였다. 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)플라티눔(II) (0.75　g, 2　mmol) 및 2-부타논 10 ㎖를 첨가하고 혼합물을 115℃로 가열하고 추가로 48시간 동안 교반하였다. 이후에 모든 휘발물을 감압 하에서 제거하고 포타슘 tert-부탄올레이트 (0.72　g, 6.4　mmol), 디메시토일메탄 (1.97 g, 6.4 mmol) 및 무수 DMF 20 ㎖를 아르곤 하에서 첨가하였다. 실온에서 64시간 동안 및 100℃에서 7시간 동안 교반한 후에, 모든 휘발물을 다시 감압 하에서 제거하여 조질 생성물을 남기고, 이것을 물로써 세척하고 메틸렌 클로라이드/아세톤을 사용하는 플래쉬 크로마토그래피를 통해 정제하였다. 진공 하에서 건조시켜 담황색의 고체 (0.21　g, 21%)를 수득하였다.

광발광 (PMMA 매트릭스 중 2%):

λ_max = 489 nm, CIE: (0.26;0.54); QY = 76%.

실시예 4

2,2'-(1,4-페닐렌)비스이미다조[1,5-a]피리디늄 클로라이드

피리딘-2-알데히드 (4.28　g, 40　mmol), 4-페닐렌디아민 디히드로클로라이드 (3.66　g, 20　mmol) 및 37 wt% 포름알데히드 용액 (4.5　㎖, 60　mmol)을 에탄올 50 ㎖에 용해시키고 실온에서 밤새 교반하였다. 침전된 고체를 여과 제거하고 소량의 에탄올 및 디에틸 에테르로써 세척하였다. 진공 하에서 건조시켜 회백색 생성물 (5.81　g, 76%)을 수득하였다.

EM4 (F-1):

2,2'-(1,4-페닐렌)비스이미다조[1,5-a]피리디늄 클로라이드 (0.31 g, 0.8 mmol) 및 산화은(I) (0.28　g, 1.5　mmol)을 아르곤으로써 플러싱된 건조한 슐렝크 튜브에 채웠다. 무수 1,4-디옥산 20 ㎖를 첨가한 후에 반응 혼합물을 아르곤 하에서 암실에서 실온에서 72시간 동안 교반하였다. 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)플라티눔(II) (0.75　g, 2　mmol) 및 2-부타논 10 ㎖를 첨가하고 혼합물을 115℃로 가열하고 추가로 48시간 동안 교반하였다. 이후에 모든 휘발물을 감압 하에서 제거하고 포타슘 tert-부탄올레이트 (0.72　g, 6.4　mmol), 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온 (1.34 ㎖, 6.4 mmol) 및 무수 DMF 20 ㎖를 아르곤 하에서 첨가하였다. 실온에서 64시간 동안 및 100℃에서 7시간 동안 교반한 후에, 모든 휘발물을 다시 감압 하에서 제거하여 조질 생성물을 남기고, 이것을 물로써 세척하고 메틸렌 클로라이드를 사용하는 플래쉬 크로마토그래피를 통해 정제하였다. 진공 하에서 건조시켜 담황색의 고체 (0.04　g, 5%)를 수득하였다.

광발광 (PMMA 매트릭스 중 2%):

λ_max = 585 nm, CIE: (0.59;0.41)

실시예 5

1,3-비스(이미다졸)벤젠

아르곤 분위기 하에서 1,3-디아이오도벤젠 (3.30 g, 10 mmol), 이미다졸 (2.04 g, 30 mmol), 수산화칼륨 (2.24 g, 40 mmol) 및 산화구리(I) (0.29 g, 2 mmol)를 건조한 슐렝크 튜브에 채우고 고체를 추가로 탈기한 후에 무수 DMSO를 격막을 통해 첨가하였다. 현탁액을 120℃에서 48시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후에 반응 혼합물을 물/에틸 아세테이트 용액 (1:3)에 부었다. 고체를 여과 제거하고 상을 분리하였다. 수성 상을 에틸 아세테이트 (3×50 ㎖)로 추출하고, 유기 상을 합하고, 염수 (50 ㎖)로써 세척하고 황산마그네슘 상에서 건조시켰다. 조질 생성물을 에틸 아세테이트를 사용하는 플래쉬 크로마토그래피를 통해 정제하여 연한 색의 결정질 고체 (1.29 g, 61.3%)를 수득하였다.

1,3-비스(3-메틸이미다졸륨)벤젠 아이오다이드

1,3-비스(이미다졸)벤젠 (0.42　g, 2　mmol) 및 아이오도메탄 (1.2　㎖, 8　mmol)을 밀봉된 튜브에 채웠다. THF 5 ㎖를 첨가한 후에 튜브를 밀봉하고 반응 혼합물을 100℃에서 48시간 동안 교반하였다. 생성된 고체를 여과 제거하고 소량의 테트라히드로푸란 및 디에틸 에테르로써 세척하였다. 진공 하에서 건조시킨 후에 회백색 고체 (0.97　g, 98%)를 수득하였다.

EM5 (E-1):

1,3-비스(3-메틸이미다졸륨)벤젠 아이오다이드 (0.40　g, 0.8　mmol) 및 산화은(I) (0.19　g, 0.8　mmol)을 아르곤으로써 플러싱된 건조한 슐렝크 튜브에 채웠다. 무수 1,4-디옥산 20 ㎖를 첨가한 후에 반응 혼합물을 아르곤 하에서 암실에서 실온에서 48시간 동안 교반하였다. 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)플라티눔(II) (0.75　g, 2　mmol) 및 2-부타논 10 ㎖를 첨가하고 혼합물을 115℃로 가열하고 추가로 48시간 동안 교반하였다. 이후에 모든 휘발물을 감압 하에서 제거하고 포타슘 tert-부탄올레이트 (0.72　g, 6.4　mmol), 아세틸아세톤 (0.66 ㎖, 6.4 mmol) 및 무수 DMF 25 ㎖를 아르곤 하에서 첨가하였다. 실온에서 60시간 동안 및 100℃에서 16시간 동안 교반한 후에, 모든 휘발물을 다시 감압 하에서 제거하여 조질 생성물을 남기고, 이것을 물로써 세척하고 메틸렌 클로라이드/아세톤을 사용하는 플래쉬 크로마토그래피를 통해 정제하였다. 진공 하에서 건조시켜 회백색의 고체 (0.06　g, 7%)를 수득하였다.

응용 실시예 1

애노드로서 사용되는 ITO 기판을 우선 상업적인 LCD 제조용 세제 (데코넥스(Deconex)® 20NS, 및 25오르간-애시드(25ORGAN-ACID)® 중화제)로써 세정하고 이어서 초음파욕 내의 아세톤/이소프로판올 혼합물에서 세정하였다. 가능한 유기 잔사를 제거하기 위해서, 기판을 오존 오븐에서 추가로 25분 동안 연속 오존 유동에 노출시킨다. 이러한 처리를 통해 ITO의 정공 주입 성질이 개선된다. 이어서 플렉스코어로부터의 정공 주입층 AJ20-1000을 용액으로부터 방사시킨다.

이어서, 하기에 상술되는 유기 물질을 증착을 통해 약 10^-7 내지 10^-9 mbar에서 약 0.5 내지 5 nm/min의 속도로 세정된 기판에 적용한다. 기판에 적용된 정공 전도체 및 엑시톤 차단제는 두께가 20 nm인

(Ir(DPBIC)₃의 제조에 대해서는 출원 WO2005/19373의 Ir 착물 (7)을 참조하도록 함)이었고, 이것의 처음 10 nm는 전도도를 개선하도록 MoO_x로써 도핑된다.

이어서, 방출체 Em2 (30 중량%)와 Ir(DPBIC)₃ (20 중량%)와 화합물

(50 중량%; WO2009/003898의 화합물 "4g")의 혼합물을 증착을 통해 40 nm의 두께로 적용하고, 후자의 화합물은 매트릭스 물질로서 기능한다.

이어서, 물질 Ma2를 증착을 통해 5 nm의 두께로 정공 차단제로서 적용한다. 이어서, 전자 수송층으로서, Cs₂CO₃ (5 중량%)와 BCP (2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린; 95 중량%)의 혼합물을 증착을 통해 적용하고 최종적으로 100 nm 두께의 Al 전극을 적용한다. 모든 성분들을 불활성 질소 분위기에서 유리 뚜껑에 접착제로써 결합시킨다.

응용 실시예 2

방출 및 정공 차단층에서

(WO2009/008100)을 화합물 Ma2 대신에 사용한다는 것을 제외하고는 응용 실시예 1을 반복하고,

(50 중량%; WO2011/157779)과

(50 중량%)의 혼합물은 20 nm 두께의 전자 수송층을 구성하고 2 nm KF는 정공 주입층으로서 기능한다.

OLED를 특징짓기 위해서, 전기발광 스펙트럼을 상이한 전류 및 전압에서 기록한다. 또한, 전류-전압 특성을 방출된 광 출력과 함께 측정한다. 광 출력을 광도계를 사용하여 보정함으로써 광도계 파라미터로 변환시킬 수 있다.

응용 실시예 1

λ_max = 534 nm, CIE: (0.27;0.57)　; U = 5.2 V; EQE (외부 양자 효율은 물질 또는 장치로부터 빠져나온 생성된 광자의 개수/이를 통해 유동하는 전자의 개수임) = 6.6%

응용 실시예 2

λ_max = 533 nm, CIE: (0.27;0.57)　; U = 3.1 V; EQE = 13.4%

도핑 농도로부터 CIE 색좌표의 의존성

응용 실시예 1에 따른 장치를 방출층 내의 방출체의 다양한 농도를 사용하여 제작하였다.

HIL 플렉스코어 AJ20-1000 - 10 nm Ir(DPBIC)₃:MoO_x (90:10) - 10 nm Ir(DPBIC)₃ - 40 nm Em2: Ma2 (X:(100-X)) - 5 nm Ma2 - 25 nm BCP:Cs₂CO₃ (95:5) - 100 nm Al;

Em2의 도핑 농도를 5%에서 30%로 변화시킴으로써 방출된 광의 색좌표에 미치는 영향을 결정하였다.

이들 결과는 도핑 농도를 5% 내지 30%의 범위로 현저하게 변경시킬 때 색좌표가 단지 조금 변화한다는 것을 명백히 보여준다. 이러한 낮은 농도 의존성은 대량 제조에서의 재현성을 위해 특히 중요하다.

Claims

하기 화학식 I 또는 화학식 II의 금속-카르벤 착물:
<화학식 I>

<화학식 II>

상기 식에서,
M은 Pd 또는 Pt이고,
m은 0 또는 1로부터 선택된 정수이고,
R₁ 및 R₁'는 각각 독립적으로, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형의 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 시클로알킬 라디칼, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 라디칼이고;
R₂, R₂', R₃ 및 R₃'는 각각 독립적으로 수소, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형의 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 시클로알킬 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼, 하나 이상의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 라디칼, 또는 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이거나,
R₁과 R₂ 및/또는 R₁'와 R₂'는, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 포화, 불포화 또는 방향족 고리를 형성하고, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 하나 이상의 추가의 임의로 치환된 포화, 불포화 또는 방향족 고리에 임의로 융합될 수 있고;
K는 중성 한자리 리간드이고,
L은 한자리 또는 두자리일 수 있는 일음이온성 리간드이고,
상기 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기는 C₁-C₂₀-알콕시, C₆-C₃₀-아릴옥시, C₆-C₃₀-아릴티오, SiR⁶⁴R⁶⁵R⁶⁶, 할로겐 라디칼, 할로겐화 C₁-C₂₀-알킬 라디칼, -CO(R⁶⁴), -C=O(SR⁶⁴), -C=O(OR⁶⁴), -OC=O(R⁶⁴), -SC=O(R⁶⁴), -NR⁶⁴R⁶⁵, OH, 유사 할로겐 라디칼,-C=O(NR⁶⁴R⁶⁵), -NR⁶⁴C=O(R⁶⁵), -P(O)(OR⁶⁴)₂, -OP(O)(OR⁶⁴)₂, -PR⁶⁴R⁶⁵, -P(O)R⁶⁴ ₂, -OS(O)₂OR⁶⁴, -S(O)R⁶⁴, -S(O)₂OR⁶⁴, -S(O)₂R⁶⁴, -S(O)₂NR⁶⁴R⁶⁵, NO₂, -OB(OR⁶⁴)₂, -C=NR⁶⁴R⁶⁵, 보란 라디칼, 스타네이트 라디칼, 히드라진 라디칼, 히드라존 라디칼, 옥심 라디칼, 니트로소 기, 디아조 기, 비닐 기, 술폭시민, 알란, 게르만, 보록신 및 보라진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, R⁶⁴, R⁶⁵ 및 R⁶⁶은 각각 독립적으로 C₁-C₂₀-알킬 또는 페닐이고,
상기 "치환"이란 C₁-C₂₀-알킬, C₁-C₂₀-알콕시, 할로겐, C₁-C₂₀-할로알킬 및 C₆-C₃₀-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 것을 의미하고, 또한 이들의 기는 비치환되거나 하나 이상의 상기 치환기에 의해 치환될 수 있다.
제1항에 있어서, m이 0이고; L이 일음이온성 두자리 리간드인 금속-카르벤 착물.
제2항에 있어서, L이 피콜리네이토, 살리실레이토, 8-히드록시퀴놀레이토, 또는 하기 화학식 A의 리간드로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 금속-카르벤 착물:
<화학식 A>

상기 식에서,
R₄ 및 R₄'는 각 경우에 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형의 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼; 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 시클로알킬 라디칼; 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼; 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 라디칼이고,
R₅는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼이고,
상기 "치환"이란 C₁-C₂₀-알킬, C₁-C₂₀-알콕시, 할로겐, C₁-C₂₀-할로알킬 및 C₆-C₃₀-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 것을 의미하고, 또한 이들의 기는 비치환되거나 하나 이상의 상기 치환기에 의해 치환될 수 있다.
하기 화학식 III 또는 화학식 IV의 금속-카르벤 착물:
<화학식 III>

<화학식 IV>

상기 식에서,
R₁ 및 R₁'는 각각 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 시클로알킬 라디칼, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼, 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환되거나 또는 비치환된 헤테로아릴 라디칼이고,
R₂, R₂', R₃ 및 R₃'는 각각 독립적으로 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 시클로알킬 라디칼, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼, 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 라디칼, 또는 할로겐 라디칼, CF₃, CN 및 SiMe₃으로부터 선택된 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이거나;
R₁과 R₂ 및/또는 R₁'와 R₂'는, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성하고, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 하나 이상의 추가의 임의로 치환된 포화, 불포화 또는 방향족 고리에 임의로 융합될 수 있고,
R₄ 및 R₄'는 각 경우에 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼; 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 아릴 라디칼; 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 라디칼이고,
상기 "치환"이란 C₁-C₂₀-알킬, C₁-C₂₀-알콕시, 할로겐, C₁-C₂₀-할로알킬 및 C₆-C₃₀-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 것을 의미하고, 또한 이들의 기는 비치환되거나 하나 이상의 상기 치환기에 의해 치환될 수 있다.
제4항에 있어서,
R₁이 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 시클로알킬 라디칼, 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼이고,
R₂ 및 R₃이 각각 독립적으로 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼, 6 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼, 또는 할로겐 라디칼로부터 선택된 공여체 또는 수용체 작용을 갖는 기이거나;
R₁ 및 R₂가, 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 하나 이상의 추가의 헤테로원자가 임의로 개재되고 총 5 내지 18개의 탄소 원자 및/또는 헤테로원자를 갖는 임의로 치환된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성하고,
R₄ 및 R₄'가 각 경우에 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 라디칼; 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼이고,
상기 "치환"이란 C₁-C₂₀-알킬, C₁-C₂₀-알콕시, 할로겐, C₁-C₂₀-할로알킬 및 C₆-C₃₀-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 것을 의미하고, 또한 이들의 기는 비치환되거나 하나 이상의 상기 치환기에 의해 치환될 수 있는, 금속-카르벤 착물.
Pd 또는 Pt를 포함하는 화합물을 하기 화학식 V 또는 화학식 VI의 화합물과 접촉시킴으로써, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 금속-카르벤 착물을 제조하는 방법:
<화학식 V>

<화학식 VI>

상기 식에서,
R₁, R₁', R₂, R₂', R₃' 및 R₃은 각각 화학식 I 또는 II의 화합물에 대해 제1항에 따라 정의된 바와 같고,
X는 F, Cl, Br, I, PF₆ 또는 BF₄이다.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 금속-카르벤 착물을 포함하는 유기 전자 장치.
제7항에 있어서, 유기 전자 장치가 유기 발광 다이오드 (OLED), 유기 광기전력 전지 (OPV), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET) 및 발광 전기화학 전지 (LEEC)로부터 선택된 것인 유기 전자 장치.
제8항에 있어서, 유기 전자 장치가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 금속-카르벤 착물을 포함하는 발광층을 포함하는 OLED인 유기 전자 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 금속-카르벤 착물을 포함하는 발광층.
제10항에 있어서, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 금속-카르벤 착물 및 호스트 물질을 포함하는 발광층.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 유기 전자 장치, 또는 제10항 또는 제11항에 따른 발광층을 포함하는, 고정식 시각 디스플레이 유닛 및 이동식 시각 디스플레이 유닛; 조명 유닛; 키보드; 의류 품목; 가구; 벽지로 이루어진 군으로부터 선택되는 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 금속-카르벤 착물을 포함하는, 전자사진 감광체, 광전 변환기, 유기 태양 전지 (유기 광기전력 전지), 스위칭 소자, 유기 발광 전계 효과 트랜지스터 (OLEFET), 이미지 센서, 염료 레이저 및 유기 발광 장치로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
제13항에 있어서, 금속-카르벤 착물이 유기 발광 장치에서 전하 수송 물질, 전하 차단제 물질, 방출체, 또는 매트릭스 물질로서 사용되는 것인 장치.