KR102201318B1 - 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

유기금속 화합물 및 상기 유기금속 화합물을 포함한 유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자{Organometallic compound and organic light emitting device including the same}
유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자가 제시된다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일예에 따르면, 유기 발광 소자는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층 포함할 수 있다. 상기 애노드와 발광층 사이에는 정공 수송 영역이 구비될 수 있고, 상기 발광층과 캐소드 사이에는 전자 수송 영역이 구비될 수 있다. 상기 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
신규 유기금속 화합물 및 이를 채용한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물이 제공된다:
<화학식 1>
Figure 112014044353996-pat00001
상기 화학식 1 중,
M은 오스뮴(Os) 또는 루테늄(Ru)이고;
CY1은 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 적어도 하나의 5원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환 및 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환 중에서 선택되고;
R1은 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C4-C30알킬기이고;
R2 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5) 및 -C(=O)(Q6) 중에서 선택되거나, 단일 결합 또는 2가 연결기(linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트이고, R3 및 R4는 선택적으로, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20시클릭 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로시클릭 고리를 형성할 수 있고;
a1 및 a2는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고;
L은 1가 유기 리간드, 2가 유기 리간드 또는 3가 유기 리간드이고;
n1은 1 내지 3의 정수 중에서 선택되고;
n2는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고;
상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C4-C20시클릭 고리 및 치환된 C2-C20헤테로시클릭 고리의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기(aryloxy), C6-C60아릴티오기(arylthio), C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 및 -B(Q36)(Q37); 중에서 선택되고;
상기 Q1 내지 Q6, Q11 내지 Q17, Q21 내지 Q27 및 Q31 내지 Q37은 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기금속 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있을 수 있고, 상기 발광층에 포함된 상기 유기금속 화합물은 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함할 수 있다.
상기 유기금속 화합물은 우수한 전기적 특성 및 열적 안정성을 갖는 바, 상기 유기금속 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명 특성을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다:
<화학식 1>
Figure 112014044353996-pat00002
상기 화학식 1 중 M은 오스뮴(Os) 또는 루테늄(Ru)이고;
상기 화학식 1 중 CY1은 적어도 하나의 N을 포함한 6원환, 적어도 하나의 5원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환 및 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있고 적어도 하나의 N을 포함한 6원환 중에서 선택된다.
상기 화학식 1 중 CY1은, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퓨린(purine), 이소퀴놀린, 퀴놀린, 프탈라진, 1,8-나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난쓰리딘, 1,7-페난쓰롤린 및 피롤로피리미딘 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 CY1은, 피리딘, 피리다진 및 피롤로피리미딘 중에서 선택되나,이에 한정되는 것은 아니다.
상기 R1은 상기 화학식 1 중, CY1에 "반드시" 치환되는 치환기로서, 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C4-C30알킬기일 수 있다. R1의 탄소수는 4 이상이다. 예를 들어, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 C4-C10알킬기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 R1은
n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
a1은 R1의 개수를 나타낸 것으로서, 1 내지 5의 정수 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, a1은 1 또는 2일 수 있다. 또 다른 예로서, a1은 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. a1이 2 이상일 경우, 2 이상의 R1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중 R2 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5) 및 -C(=O)(Q6) 중에서 선택되거나, 단일 결합 또는 2가 연결기(linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 R2 내지 R4는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C60알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중 R2 내지 R4는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 R3 및 R4는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 상기 R3와 R4는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20시클릭 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로시클릭 고리를 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 상기 R3와 R4는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 시클로프로판, 치환 또는 비치환된 시클로부탄, 치환 또는 비치환된 시클로펜탄, 치환 또는 비치환된 시클로헥산, 치환 또는 비치환된 시클로헵탄, 치환 또는 비치환된 시클로옥탄, 치환 또는 비치환된 시클로펜텐, 치환 또는 비치환된 시클로펜타디엔, 치환 또는 비치환된 시클로헥사디엔, 치환 또는 비치환된 시클로헵타디엔, 치환 또는 비치환된 비시클로-헵탄(bicyclo-heptane), 치환 또는 비치환된 비시클로-옥탄, 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 펜탈렌(pentalene), 치환 또는 비치환된 인덴(indene), 치환 또는 비치환된 나프탈렌(naphtalene), 치환 또는 비치환된 아줄렌(azulene), 치환 또는 비치환된 헵탈렌(heptalene), 치환 또는 비치환된 인다센(indacene), 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌(acenaphthylene), 치환 또는 비치환된 플루오렌(fluorene), 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오렌, 치환 또는 비치환된 페날렌(phenalene), 치환 또는 비치환된 페난트렌(phenanthrene), 치환 또는 비치환된 안트라센(anthracene), 치환 또는 비치환된 플루오란텐(fluoranthene), 치환 또는 비치환된 트리페닐렌(triphenylene), 치환 또는 비치환된 파이렌(pyrene) 및 치환 또는 비치환된 크라이센(chrysene) 중에서 선택된 고리를 형성할 수 있다. 상기 고리의 치환기 예는 상기 치환된 C4-C20시클릭 고리의 치환기 예를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 1A 내지 1H 중 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 1A> <화학식 1B>
Figure 112014044353996-pat00003
Figure 112014044353996-pat00004
<화학식 1C> <화학식 1D>
Figure 112014044353996-pat00005
Figure 112014044353996-pat00006
<화학식 1E> <화학식 1F>
Figure 112014044353996-pat00007
Figure 112014044353996-pat00008
<화학식 1G> <화학식 1H>
Figure 112014044353996-pat00009
Figure 112014044353996-pat00010
상기 화학식 1A 내지 1H 중 R1 내지 R4, a1, a2, M, n1, n2 및 L에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, R21 내지 R28에 대한 설명은 R2에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 내지 1H 중,
상기 R1은
n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 중에서 선택되고;
상기 R2 내지 R4 및 R21 내지 R28은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
a1 및 a2는 서로 독립적으로 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현예에서, 상기 화학식 1A 내지 1H 중 R3, R4 및 R21 내지 R28는, 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1 중 L은 임의의 1가 유기 리간드, 2가 유기 리간드 또는 3가 유기 리간드일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 L은 하기 화학식 2A로 표시되는 리간드 내지 하기 화학식 2G로 표시되는 리간드 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014044353996-pat00011
상기 화학식 2A 내지 2G 중
Y11 내지 Y16은 서로 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N)이고;
CY3 내지 CY5는 서로 독립적으로, C5-C60시클릭 그룹 및 C2-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
c1 내지 c3는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고;
A1은 P 또는 As이고;
X11a, X11b, X12a, X12b, X13a 및 X13b는 서로 독립적으로, N, O, N(R34), P(R35)(R36) 및 As(R37)(R38)이고 (단, X12a, X12b, X13a 및 X13b는 N 및 O가 아님);
R33" 및 R34"은 서로 독립적으로, 단일 결합, 이중 결합 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기 및 치환 또는 비치환된 C6-C10아릴렌기 중에서 선택되고;
Z21 내지 Z23, R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R34 내지 R38 및 R35a, R35b, R35c 및 R35d는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
* 및 *'는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다.
상기 화학식 3-1 내지 3-2 중,
CY3 내지 CY5는, 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 인덴, 피롤, 티오펜, 퓨란(furan), 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이속사졸(isooxazole), 트리아졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 카바졸, 벤조이미다졸, 벤조퓨란(benzofuran), 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 벤조옥사졸, 이소벤조옥사졸, 트리아졸, 테트라졸, 옥사디아졸, 트리아진, 디벤조퓨란(dibenzofuran) 및 디벤조티오펜 중에서 선택되고;
Z21 내지 Z23은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C60알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일 및 이미다조피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일, 인돌일, 인다졸일, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 중에서 선택되고;
c1 내지 c3는 서로 독립적으로 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 화학식 3-1로 표시되는 리간드 및 상기 화학식 3-2로 표시되는 리간드 중에서 선택되고, 상기 화학식 3-1 내지 3-2 중,
CY3는 피리딘, 트리아졸, 이미다졸 및 피라졸 중에서 선택되고, CY4는 벤젠 및 피리딘 중에서 선택되고, CY5는 벤젠이고;
Z21 내지 Z23은 서로 독립적으로,
수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
-F, 시아노기 및 니트로기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
c1 내지 c3는 서로 독립적으로 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 2A 내지 2G 중 Z21 내지 Z23, R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R34 내지 R38 및 R35a, R35b, R35c 및 R35d는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C60알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐기레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1 중 L은 상기 화학식 2C로 표시되는 리간드, 상기 화학식 2D로 표시되는 리간드, 상기 화학식 2F로 표시되는 리간드 및 상기 화학식 2G로 표시되는 리간드 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 L은 하기 화학식 2D-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-2로 표시되는 리간드 및 화학식 2G-1로 표시되는 리간드 중에서 선택될 수 있다.
Figure 112014044353996-pat00012
상기 화학식 2D-1, 2F-1, 2F-2 및 2G-1 중
R32a, R32b, R32c, R35, R36, R35a, R35b, R35c, R35d, R39a 및 R39b는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고,
상기 n2는 L의 개수를 나타낸 것으로서 0 내지 4의 정수 중에서 선택될 수 있다. n2가 2 이상일 경우, 2 이상의 L은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중 n1은 2이고, n2는 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 상기 화학식 1A 내지 1H 중 하나로 표시되고, 상기 화학식 1A 내지 1H 중,
R1은
n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 중에서 선택되고;
상기 R2는,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
R3, R4 및 R21 내지 R28은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 중에서 선택되고;
a1 및 a2가 서로 독립적으로 1 또는 2이고;
L은 상기 화학식 2D-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-2로 표시되는 리간드 및 화학식 2G-1로 표시되는 리간드 중에서 선택되고;
n1은 2이고, n2은 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 1 중 n1은
Figure 112014044353996-pat00013
로 표시되는 리간드의 개수를 나타낸 것으로서, 1 내지 3의 정수 중에서 선택될 수 있다. 상기 n1이 2 이상일 경우, 2 이상의
Figure 112014044353996-pat00014
는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화합물 1 내지 15 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014044353996-pat00015
Figure 112014044353996-pat00016
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 리간드 중 5원환으로서, 하기 화학식 1'에서 확인할 수 있는 바와 같이 피라졸 고리를 포함하는데, 상기 피라졸 고리는 N-H의 염기성 특성(basicity)이 강하여(예를 들어, 피라졸의 pKa는 약 19.8임), 피라졸 고리의 N과 화학식 1'의 M 간의 결합이 강화될 수 있다. 이로써, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 우수한 전기 안정성(electrostability)을 가질 수 있다.
<화학식 1'>
Figure 112014044353996-pat00017
뿐만 아니라, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 탄소수가 "4" 이상인 알킬기인 R1이 상기 CY1에 반드시 치환되어 있는 바(R1의 개수를 나타내는 a1은 0이 아님), 유기금속 화합물 분자 간 응집(aggregation)이 최소화 또는 실질적으로 방지될 수 있다. 따라서, 이러한 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 높은 발광 효율을 제공할 수 있다.
한편, 상기 유기금속 화합물이 상기 화학식 1A 내지 1H 중 하나로 표시되고, 상기 화학식 1A 내지 1H 중 R3, R4, R21 내지 R28이 서로 독립적으로, 수소 등과 같은 탄소를 포함하지 않은 치환기이거나, 탄소수 3 이하의 알킬기 또는 알콕시기고, L이 상기 화학식 2D-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-2로 표시되는 리간드 및 화학식 2G-1로 표시되는 리간드와 같은 포스핀계 리간드에서 선택될 경우, R3, R4, R21 내지 R28로서 상술한 바와 같이 수소 등과 같은 탄소를 포함하지 않은 치환기이거나, 탄소수 3 이하의 알킬기 또는 알콕시기를 선택하였기 때문에, 포스핀계 리간드 중에서 선택된 L과 M 간의 결합이 안정화되어, 양자 효율 향상의 효과를 얻을 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물의 합성 방법은, 후술하는 합성예를 참조하여, 당업자가 용이하게 인식할 수 있다.
따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 유기 발광 소자의 유기층, 예를 들면, 상기 유기층 중 발광층의 도펀트로 사용하기 적합할 수 있는 바, 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기 발광 소자는 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함한 유기층을 구비함으로써, 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명을 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 유기 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 유기금속 화합물은 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함할 수 있다(즉, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물의 함량은 상기 호스트의 함량보다 작음).
본 명세서 중 "(유기층이) 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 유기금속 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 1만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 1과 화합물 2를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1과 화합물 2는 동일한 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 1과 화합물 2는 모두 발광층에 존재할 수 있음)할 수 있다.
상기 제1전극은 정공 주입 전극인 애노드이고 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드이거나, 상기 제1전극은 전자 주입 전극인 캐소드이고 상기 제2전극은 정공 주입 전극인 캐소드이다.
예를 들어, 상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함한 정공 수송 영역; 및 ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함한 전자 수송 영역;을 포함할 수 있다.
본 명세서 중 "유기층"은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"은 유기 화합물뿐만 아니라, 금속을 포함한 유기금속 착체 등도 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. 유기 발광 소자(10)는 제1전극(11), 유기층(15) 및 제2전극(19)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.
상기 제1전극(11) 하부 또는 제2전극(19) 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(11)은 예를 들면, 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 애노드일 수 있다. 상기 제1전극용 물질은 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등과 같은 금속을 이용할 수 있다.
상기 제1전극(11)은 단일층 또는 2 이상의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(11)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(11) 상부로는 유기층(15)이 배치되어 있다.
상기 유기층(15)은 정공 수송 영역(hole transport region); 발광층(emission layer); 및 전자 수송 영역(electron transport region);을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 제1전극(11)과 발광층 사이에 배치될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 버퍼층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층만을 포함하거나, 정공 수송층만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 정공 수송 영역은, 제1전극(11)로부터 차례로 적층된, 정공 주입층/정공 수송층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있다.
정공 수송 영역이 정공 주입층을 포함할 경우, 정공 주입층(HIL)은 상기 제1전극(11) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 코팅 조건은 정공주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층 및 전자 저지층 형성 조건은 정공 주입층 형성 조건을 참조한다.
상기 정공 수송 영역은, 예를 들면, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, α-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐기아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐기린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌기디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌기술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐기린/캠퍼술폰산), PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐기린)/폴리(4-스티렌기술포네이트)), 하기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 202로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure 112014044353996-pat00018
Figure 112014044353996-pat00019
<화학식 201>
Figure 112014044353996-pat00020
<화학식 202>
Figure 112014044353996-pat00021
상기 화학식 201 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐기레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐기레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 201 중, 상기 xa 및 xb는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수, 또는 0, 1 또는 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 xa는 1이고, xb는 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 및 202 중, 상기 R101 내지 R108, R111 내지 R119 및 R121 내지 R124는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등) 및 C1-C10알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등);
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중 하나 이상으로 치환된, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 중, R109는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 바이페닐기 및 피리디닐기; 및 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, 및 C1-C20알콕시기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 바이페닐기 및 피리디닐기; 중 하나일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A>
Figure 112014044353996-pat00022
상기 화학식 201A 중, R101, R111, R112 및 R109에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화합물 HT1 내지 HT20을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112014044353996-pat00023
Figure 112014044353996-pat00024
Figure 112014044353996-pat00025
Figure 112014044353996-pat00026
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층 및 정공 수송층을 모두 포함한다면, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 HT-D1 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 HT-D1> <F4-TCNQ>
Figure 112014044353996-pat00027
Figure 112014044353996-pat00028
상기 정공 수송 영역은, 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 수 있다.
상기 정공 수송 영역 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있고, 상기 도펀트는 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함한다.
상기 호스트는 하기 TPBi, TBADN, ADN("DNA"라고도 함), CBP, CDBP 및 TCP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure 112014044353996-pat00029
또는, 상기 호스트는 하기 화학식 301로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다:
<화학식 301>
Figure 112014044353996-pat00030
상기 화학식 301 중, Ar111 및 Ar112는 서로 독립적으로, 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기 및 파이레닐렌기; 및 페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐기 중 하나 이상으로 치환된 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기, 플루오레닐기, 및 파이레닐렌기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 301 중 상기 Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기; 페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기 및 파이레닐기; 및 페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기, 플루오레닐기, 및 파이레닐기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 301 중 g, h, i 및 j는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수, 예를 들면, 0, 1또는 2일 수 있다.
상기 화학식 301 중, Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐기 중 하나 이상으로 치환된, C1-C10알킬기;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기; 및
Figure 112014044353996-pat00031
; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또는, 상기 호스트는 하기 화학식 302로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 302>
Figure 112014044353996-pat00032
상기 화학식 302 중 Ar122 내지 Ar125에 대한 상세한 설명은 상기 화학식 301의 Ar113에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 302 중 Ar126 및 Ar127은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기 또는 프로필기)일 수 있다.
상기 화학식 302 중 k 및 l은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있다. 예를 들어, 상기 k 및 l은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 301로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 302로 표시되는 화합물은 하기 화합물 H1 내지 H42를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014044353996-pat00033
Figure 112014044353996-pat00034
Figure 112014044353996-pat00035
Figure 112014044353996-pat00036
Figure 112014044353996-pat00037
Figure 112014044353996-pat00038
또는, 상기 발광층 중 호스트는 카바졸계 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 카바졸계 화합물은 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물일 수 있다:
<화학식 10>
Figure 112014044353996-pat00039
상기 화학식 10 중,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, -C(=O)-, -N(R100)- (여기서, R100은 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이고), 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
p는 0 내지 10의 정수이고;
R91 내지 R96은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고, 상기 R91 내지 R96 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 선택적으로, 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C20시클릭 고리 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로시클릭 고리를 형성할 수 있고;
q, r, s, t, u 및 v는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 10 중 Ar1은 C1-C5알킬렌기, C2-C5알케닐렌기, -C(=O)- 또는 -N(R100)-일 수 있다. 여기서, R100은,
페닐기, 나프틸, 안트라세닐기, 플루오레닐기, 카바졸일, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기, 카바졸일, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 10 중, R91 내지 R96은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중 하나일 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층이 적층된 구조를 가짐으로써, 백색광을 방출할 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.
상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
다음으로 발광층 상부에 전자 수송 영역이 배치된다.
전자 수송 영역은 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역은 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층 또는 전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층은 단일층 또는 2 이상의 서로 다른 물질을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역의 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층의 형성 조건은 정공 주입층의 형성 조건을 참조한다.
상기 전자 수송 영역이 정공 저지층을 포함할 경우, 상기 정공 저지층은 예를 들면, 하기 BCP 및 Bphen 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014044353996-pat00040
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상기 BCP, Bphen 및 하기 Alq3, Balq, TAZ 및 NTAZ 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112014044353996-pat00041
또는, 상기 전자 수송층은 하기 화합물 ET1 및 ET2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112014044353996-pat00042
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.
Figure 112014044353996-pat00043
또한 전자 수송 영역은, 제2전극(19)으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(EIL)을 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층은, LiF, NaCl, CsF, Li2O 및 BaO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
상기 유기층(15) 상부로는 제2전극(19)이 구비되어 있다. 상기 제2전극(19)은 캐소드일 수 있다. 상기 제2전극(19)용 물질로는 상대적으로 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 제2전극(19) 형성용 물질로 사용할 수 있다. 또는, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용하여 투과형 제2전극(19)을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는 -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐가는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C3-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromacity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C3-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-히드로퓨라닐기, 2,3-히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 2 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C2-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 2 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C2-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C2-C60헤테로아릴기 및 C2-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C6-C60아릴옥시기는 -OA102(여기서, A102는 상기 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 C6-C60아릴티오기(arylthio)는 -SA103(여기서, A103은 상기 C6-C60아릴기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 8 내지 60의 탄소수를 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 2 내지 60의 탄소수를 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 또는
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 또는 -B(Q36)(Q37); 이고;
상기 Q1 내지 Q7, Q11 내지 Q17, Q21 내지 Q27 및 Q31 내지 Q37은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 일 수 있다.
예를 들어, 상기 상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C2-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기 또는 이미다조피리미디닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기 또는 이미다조피리미디닐기; 또는
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35) 또는 -B(Q36)(Q37); 이고;
상기 Q1 내지 Q7, Q11 내지 Q17, Q21 내지 Q27 및 Q31 내지 Q37은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기 또는 이미다조피리미디닐기일 수 있다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.
[실시예]
합성예 1: 화합물 1의 합성
하기 반응식 1에 따라, 화합물 1를 합성하였다:
<반응식 1>
Figure 112014044353996-pat00044
중간체 1(1)의 합성
2-브로모-4-tert-부틸피리딘 2.42 g (11.3 mmol), 피라졸 4.70g (13.6 mmol), 테트라키스트리페닐기포스핀팔라듐 0.916 g (0.792 mmol) 과 탄산칼륨 2.35 g (17.0 mmol) 을 2:1 비율의 테트라하이드로퓨란/증류수 60 mL 에 녹인 후, 70℃까지 가열하였다. 반응 완료 후, 에틸아세테이트 100 mL 를 넣고 추출하여, 수득한 유기층을 황산나트륨으로 건조한 뒤, 감압증류하고, celite, 백토 및 실리카겔이 혼합된 필터케이크에 여과시키고 여과액을 감압증류하였다. 이로부터 수득한 반응혼합물을 1,4-다이옥산 40 mL 에 녹인 후, 2N HCl in diethyl ether 12 mL (24.0 mmol) 를 천천히 넣고 60℃까지 가열하였다. 반응 완료 후, 생성된 흰색 고체염을 필터한 후, 탄산수소나트륨 수용액으로 중화하고 에틸아세테이트 100 mL 를 넣고 추출하여, 수득한 유기층을 황산나트륨으로 건조한 뒤, 감압증류하여 반응혼합물 1.75 g (6.50 mmol, 수율 58%)을 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3)δ13.2 (br. s, 1H), 8.61 (d, 1H), 7.65 (s, 1H), 7.34 (dd, 1H), 7.00 (s, 1H), 1.37 (s, 9H)
MS : m/z 270.12 [(M+1)+]
화합물 1의 합성
상온에서, 중간체 1(1) 500 mg (1.86 mmol)을 디에틸렌기글리콜모노에틸에테르 15ml 에 녹인 후, Os3(CO)12 272 mg (0.299 mmol)을 가하여 12시간 동안 180℃ 에서 가열시켰다. 반응완료 확인 후, 120℃로 냉각시킨 후, 트리메틸아민-N-옥시드 157 mg (2.10 mmol)을 가하여 10분 동안 교반시켰다. 이 후, 디메틸페닐기포스핀 336 mg (1.68 mmol)을 가하여 14시간 동안 180℃ 에서 가열시켰다. 반응완료 후, 상온으로 냉각시킨 후, 증류수 80 ml 와 에틸아세테이트 80 ml 를 넣고 추출하여, 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조한 뒤, 감압증류하고, 칼럼크로마토그래피로 분리 정제하여 목적화합물 화합물 280 mg (0.247 mmol, 수율 82%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (Acetone-d6) δ10.1 (d, 2H), 7.48 (d, 2H), 7.04 (m, 2H), 6.98 (s, 2H), 6.94 (dd, 2H), 6.88 (m, 4H), 6.41 (m, 4H), 1.36 (s, 18H), 0.84 (t, 6H), 0.56 (t, 6H)
MS : m/z 1004.29 [(M+1)+]
합성예 2: 화합물 2의 합성
하기 반응식 2에 따라, 화합물 2를 합성하였다:
<반응식 2>
Figure 112014044353996-pat00045
중간체 2(1)의 합성
2-브로모-4-tert-부틸피리딘 대신 2-브로모-4-이소부틸피리딘 2.42 g (11.3 mmol) 을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1의 중간체 1(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 2(1)(5.94 mmol, 수율 53%)을 합성하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3)δ12.1 (br. s, 1H), 8.53 (dd, 1H), 7.43 (s, 1H), 7.11 (dd, 1H), 6.95 (s, 1H), 2.55 (d, 2H), 1.96 (m, 1H), 0.96 (s, 3H), 0.95 (s, 3H)
MS : m/z 270.11 [(M+1)+]
화합물 2의 합성
중간체 1(1) 대신 중간체 2(1) 500 mg (1.86 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 2 240 mg (0.212 mmol, 수율 71%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (Acetone-d6) δ10.3 (d, 2H), 7.55 (d, 2H), 7.32 (m, 2H), 7.00 (s, 2H), 6.95 (dd, 2H), 6.86 (m, 4H), 6.44 (m, 4H), 2.53 (d, 4H), 1.95 (m, 2H), 0.96 (s, 6H), 0.95 (s, 6H), 0.82 (t, 6H), 0.54 (t, 6H)
MS : m/z 1004.20 [(M+1)+]
합성예 3: 화합물 3의 합성
하기 반응식 3에 따라, 화합물 3를 합성하였다:
<반응식 3>
Figure 112014044353996-pat00046
중간체 3(1)의 합성
2-브로모-4-tert-부틸피리딘 대신 2-브로모-5-tert-부틸피리딘 2.42 g (11.3 mmol) 을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1의 중간체 1(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 3(1) 1.68 g (6.24 mmol, 수율 56%)을 합성하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ13.0 (br. s, 1H), 8.53 (s, 1H), 7.93 (d, 1H), 7.88 (d, 1H), 6.98 (s, 1H), 1.37 (s, 9H)
MS : m/z 270.11 [(M+1)+]
화합물 3의 합성
중간체 1(1) 대신 중간체 3(1) 500 mg (1.86 mmol)을 사용하고 디메틸페닐기포스핀 대신 메틸디페닐기포스핀을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1의 화합물 1의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 3 190 mg (0.167 mmol, 수율 56%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (Acetone-d6) δ10.0 (s, 2H), 7.88 (d, 2H), 7.85 (d, 2H), 7.00 (s, 2H), 6.94 (dd, 2H), 6.88 (m, 4H), 6.41 (m, 4H), 1.35 (s, 18H), 0.96 (s, 6H), 0.95 (s, 6H)
MS : m/z 1004.21 [(M+1)+]
합성예 4: 화합물 4의 합성
하기 반응식 4에 따라, 화합물 4를 합성하였다:
<반응식 4>
Figure 112014044353996-pat00047
중간체 4(1)의 합성
2-브로모-4-tert-부틸피리딘 대신 2-브로모-5-이소부틸피리딘 2.42 g (11.3 mmol) 을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1의 중간체 1(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 4(1) 1.40 g (5.20 mmol, 수율 47%)을 합성하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ12.5 (br. s, 1H), 8.59 (s, 1H), 7.88 (m, 2H), 6.95 (s, 1H), 2.51 (d, 2H), 1.87 (m, 1H), 0.94 (s, 3H), 0.92 (s, 3H)
MS : m/z 319.10 [(M+1)+]
화합물 4의 합성
중간체 1(1) 대신 중간체 4(1) 500 mg (1.86 mmol)을 사용하고 디메틸페닐기포스핀 대신 트리메틸포스핀을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 4 236 mg (0.215 mmol, 수율 72%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (Acetone-d6) δ10.5 (d, 2H), 7.58 (d, 2H), 7.30 (m, 2H), 7.00 (s, 2H), 6.95 (dd, 2H), 6.86 (m, 4H), 6.44 (m, 4H), 2.57 (d, 4H), 1.90 (m, 2H), 0.96 (s, 18H), 0.85 (t, 6H), 0.56 (t, 6H)
MS : m/z 980.23 [(M+1)+]
합성예 5: 화합물 5의 합성
<반응식 5>
Figure 112014044353996-pat00048
중간체 5(1)의 합성
2-브로모-4-tert-부틸피리딘 대신 3-브로모-5-tert-부틸피리다진 2.50 g (11.6 mmol) 을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1의 중간체 1(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 5(1) 1.23 g (4.80 mmol, 수율 41%)을 합성하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ12.6 (br. s, 1H), 9.40 (s, 1H), 7.63 (s, 1H), 2.75 (m, 4H), 1.85 (m, 4H), 1.37 (s, 9H)
MS : m/z 256.15 [(M+1)+]
화합물 5의 합성
중간체 1(1) 대신 중간체 5(1) 500 mg (1.95 mmol)을 사용하고 디메틸페닐기포스핀 대신 메틸디페닐기포스핀을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 5 200 mg (0.182 mmol, 수율 57%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (Acetone-d6) δ9.25 (s, 2H), 7.82 (s, 2H), 7.46 (m, 12H), 7.16 (m, 8H), 2.77 (m, 8H), 1.87 (m, 8H), 1.35 (s, 18H), 0.99 (s, 6H)
MS : m/z 1102.44 [(M+1)+]
합성예 6: 화합물 6의 합성
<반응식 6>
Figure 112014044353996-pat00049
중간체 6(1)의 합성
2-브로모-4-tert-부틸피리딘 대신 1-브로모-4-(tert-부틸)피롤로[1,2-c]피리미딘 2.50 g (9.88 mmol) 을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1의 중간체 1(1)의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 6(1) 1.37 g (4.44 mmol, 수율 45%)을 합성하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ12.6 (br. s, 1H), 9.20 (s, 1H), 7.94 (d, 1H), 7.69 (d, 1H), 7.44 (m, 1H), 6.28 (s, 1H), 1.37 (s, 9H)
MS : m/z 308.12 [(M+1)+]
화합물 6의 합성
중간체 1(1) 대신 중간체 6(1) 500 mg (1.62 mmol)을 사용하고 디메틸페닐기포스핀 대신 메틸디페닐기포스핀을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 1의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 6 131 mg (0.109 mmol, 수율 42%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ9.01 (s, 2H), 7.92 (d, 2H), 7.70 (d, 2H), 7.44 (m, 14H), 7.18 (m, 8H), 6.45 (s, 2H), 1.35 (s, 18H), 1.07 (s, 6H)
MS : m/z 1206.33 [(M+1)+]
합성예 7: 화합물 7의 합성
화합물 3의 합성시 디메틸페닐기포스핀 대신 cis-1,2-비스(디페닐기포스피노)에틸렌기 381 mg (0.960 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 3과 동일한 방법을 이용하여 화합물 7 70 mg (0.071 mmol, 수율 23%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ8.75 (d, 2H), 7.90 (d, 2H), 7.78 (d, 2H), 7.43 (m, 12H), 7.35 (d, 2H), 7.17 (m, 8H), 7.09 (m, 2H), 6.68 (d, 2H), 1.37 (s, 9H), 1.35 (s, 9H)
MS : m/z 989.33 [(M+1)+]
합성예 8 : 화합물 8의 합성
화합물 2의 합성시 디메틸페닐기포스핀 대신 cis-1,2-비스(디페닐기포스피노)에틸렌기 381 mg (0.960 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 2와 동일한 방법을 이용하여 화합물 8 85 mg (0.076 mmol, 수율 25%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ8.67 (d, 2H), 8.00 (s, 2H), 7.58 (d, 2H), 7.43 (m, 12H), 7.15 (m, 8H), 6.98 (m, 2H), 6.86 (s, 2H), 2.55 (d, 4H), 1.93 (m, 2H), 0.84 (t, 6H), 0.56 (t, 6H)
MS : m/z 1125.25 [(M+1)+]
합성예 9 : 화합물 9의 합성
화합물 1의 합성시 디메틸페닐기포스핀 대신 비스(디페닐기포스파닐기)메탄 657 mg (1.65 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 1 135 mg (0.121 mmol, 수율 40%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ8.77 (d, 2H), 8.01 (s, 2H), 7.53 (d, 2H), 7.05 (m, 2H), 6.98 (m, 10H), 6.86 (m, 4H), 6.80 (m, 4H), 6.68 (s, 2H), 2.98 (s, 2H)
MS : m/z 1114.27 [(M+1)+]
합성예 10 : 화합물 10의 합성
화합물 6의 합성시 디메틸페닐기포스핀 대신 비스(디페닐기포스파닐기)벤젠 361 mg (0.809 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합서예 6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 10 67 mg (0.0535 mmol, 수율 21%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ8.50 (s, 2H), 7.91 (d, 2H), 7.71 (d, 2H), 7.48 (m, 2H), 7.41 (m, 2H), 7.10 (m, 4H), 7.03 (m, 6H), 6.98 (m, 2H), 6.93 (t, 2H), 6.78 (m, 8H), 6.61 (s, 2H)
MS : m/z 1253.33 [(M+1)+]
합성예 11 : 화합물 11의 합성
화합물 5의 합성시 디메틸페닐기포스핀 대신 비스(디페닐기포스파닐기)벤젠 435 mg (0.975 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 5와 동일한 방법을 이용하여 화합물 11 89 mg (0.0775 mmol, 수율 25%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ9.20 (s, 2H), 7.85 (s, 2H), 7.40 (m, 2H), 7.08 (m, 4H), 7.00 (m, 6H), 6.96 (m, 2H), 6.90 (t, 2H), 6.77 (m, 8H), 2.80(m, 8H), 2.55 (d, 4H), 1.95 (m, 2H), 1.85 (m, 8H), 0.85 (t, 6H), 0.58 (t, 6H)
MS : m/z 1149.40 [(M+1)+]
합성예 12 : 화합물 12의 합성
화합물 3의 합성시 트리오스뮴도데카카보닐기 대신 트리루테늄도데카카보닐기 192 mg (0.300 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 3과 동일한 방법을 이용하여 화합물 12 141 mg (0.181 mmol, 수율 60%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ10.6 (d, 2H), 8.00 (d, 2H), 7.83 (d, 2H), 7.31 (d, 2H), 6.88 (m, 8H), 6.79 (m, 4H), 6.70 (m, 8H), 6.63 (d, 2H), 1.80 (t, 6H), 1.37 (s, 18H)
MS : m/z 779.27 [(M+1)+]
합성예 13 : 화합물 13의 합성
화합물 2의 합성시 트리오스뮴도데카카보닐기 대신 트리루테늄도데카카보닐기 192 mg (0.300 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 2와 동일한 방법을 이용하여 화합물 13 110 mg (0.106 mmol, 수율 35%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ10.7 (d, 2H), 7.62 (d, 2H), 7.30 (m, 2H), 7.02 (s, 2H), 6.98 (m, 8H), 6.88 (m, 4H), 6.75 (m, 8H), 2.57 (d, 4H), 1.98 (m, 2H), 1.82 (t, 6H), 0.85 (t, 6H), 0.60 (t, 6H)
MS : m/z 1039.25 [(M+1)+]
합성예 14 : 화합물 14의 합성
화합물 8의 합성시 트리오스뮴도데카카보닐기 대신 트리루테늄도데카카보닐기 192 mg (0.300 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 합성예 8과 동일한 방법을 이용하여 화합물 14 156 mg (0.151 mmol, 수율 50%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ8.80 (d, 2H), 8.06 (s, 2H), 7.61 (d, 2H), 7.05 (m, 12H), 6.99 (m, 8H), 6.94 (d, 2H), 6.86 (s, 2H), 2.55 (d, 4H), 1.93 (m, 2H), 0.84 (t, 6H), 0.56 (t, 6H)
MS : m/z 1035.26 [(M+1)+]
합성예 15 : 화합물 15의 합성
화합물 9의 합성시 중간체1(1) 대신 중간체3(1) 500 mg (1.86 mmol)을 사용하고 트리오스뮴도데카카보닐기 대신 트리루테늄도데카카보닐기 192 mg (0.300 mmol)을 사용하였다는 점을 제되하고는 상기 합성예 9과 동일한 방법을 이용하여 화합물 15 122 mg (0.137 mmol, 수율 46%)를 수득하였다. 합성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
1H-NMR (CDCl3) δ8.89 (d, 2H), 8.04 (s, 2H), 7.52 (d, 2H), 7.41 (d, 2H), 7.05 (m, 2H), 6.98 (m, 10H), 6.89 (m, 4H), 6.80 (m, 4H), 6.68 (d, 2H), 2.98 (s, 2H), 1.35 (s, 18H)
MS : m/z 887.24 [(M+1)+]
실시예 1
애노드로서 ITO/Ag/ITO가 70Å/1000Å/70Å의 두께로 증착된 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 설치하였다.
상기 애노드 상부에 2-TNATA를 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐기아미노]비페닐기(이하, NPB)을 증착하여 1000Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 CBP(호스트) 및 화합물 8(도펀트)를 91 : 9의 중량비로 공증착하여, 250Å 두께의 발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 BCP를 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여, 350Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 MgAg를 중량비 90:10의 비율로 증착하여 120Å 두께의 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자(녹색광 방출)를 제작하였다.
실시예 2
발광층 형성시 화합물 8 대신 화합물 9를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여, 유기 발광 소자(녹색광 방출)를 제착하였다.
실시예 3
정공 수송층 두께를 1350Å의 두께로 변경하고, 발광층 형성시 CBP(호스트) 및 화합물 2(도펀트)를 94 : 6의 중량비로 공증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자(적색광 방출)를 제작하였다.
비교예 1
발광층 형성시 화합물 8 대신 Ir(ppy)3를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 2
발광층 형성시 화합물 2 대신 PtOEP를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112014044353996-pat00050
Figure 112014044353996-pat00051
Figure 112014044353996-pat00052
Ir ( ppy ) 3
평가예 1
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2의 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류 밀도, 휘도, 효율 및 색순도를 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가하였다. LT97은 전류밀도 10 mA/cm2 조건 하의 초기 휘도를 100%로 하였을 때, 휘도가 97%가 되는데 걸리는 시간을 측정한 수명 데이타이다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
호스트 도펀트 구동 전압
(V)		 전류밀도
(Ma/cm2)		 휘도
(cd/m2)		 효율
(cd/A)		 발광색 색좌표 LT97
(HR)
실시예 1 CBP 화합물 8 5.8 10 5,371 53.7 녹색 0.25, 0.69 81
실시예 2 CBP 화합물 9 5.3 10 6,422 64.2 녹색 0.25, 0.71 80
실시예 3 CBP 화합물 2 5.5 10 2,540 25.4 적색 0.68, 0.31 110
비교예 1 CBP Ir(ppy)3 6.8 10 4,766 47.7 녹색 0.25, 0.70 61
비교예 2 CBP PtOEP 7.3 10 2,212 22.1 적색 0.67, 0.32 89
상기 표 1로부터, 실시예 1 및 2의 유기 발광 소자는 비교예 1의 유기 발광 소자에 비하여 우수한 구동 전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있고, 실시예 3의 유기 발광 소자는 비교예 2의 유기 발광 소자보다 우수한 구동 전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극

Claims (20)

  1. 제1전극;
    제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고,
    상기 발광층은 적색광 또는 녹색광을 방출하고,
    상기 유기층은 하기 화학식 1A 내지 1H 중 하나로 표시된 유기금속(organometallic) 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자:
    <화학식 1A> <화학식 1B>
    Figure 112020094515077-pat00077
    Figure 112020094515077-pat00078

    <화학식 1C> <화학식 1D>
    Figure 112020094515077-pat00079
    Figure 112020094515077-pat00080

    <화학식 1E> <화학식 1F>
    Figure 112020094515077-pat00081
    Figure 112020094515077-pat00082

    <화학식 1G> <화학식 1H>
    Figure 112020094515077-pat00083
    Figure 112020094515077-pat00084

    상기 화학식 1A 내지 1H 중,
    M은 오스뮴(Os) 또는 루테늄(Ru)이고;
    R1은 n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 및
    중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기 및 tert-데카닐기; 중에서 선택되고;
    R2는 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
    R3, R4 및 R21 내지 R28이 서로 독립적으로,
    수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C3알킬기 및 C1-C3알콕시기; 중에서 선택되고;
    a1 및 a2는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고;
    L은 하기 화학식 2D-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-1로 표시되는 리간드, 화학식 2F-2로 표시되는 리간드 및 화학식 2G-1로 표시되는 리간드 중에서 선택되고;
    n1은 1 내지 3의 정수 중에서 선택되고;
    n2는 1 내지 4의 정수 중에서 선택된다:
    Figure 112020094515077-pat00085

    상기 화학식 2D-1, 2F-1, 2F-2 및 2G-1 중
    R32a, R32b, R32c, R35, R36, R35a, R35b, R35c, R35d, R39a 및 R39b는 서로 독립적으로,
    수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
    * 및 *'는 화학식 1A 내지 1H 중 M과의 결합 사이트이다.
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  13. 제1항에 있어서,
    n1은 2이고 n2은 1 또는 2인, 유기 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    a1 및 a2가 서로 독립적으로 1 또는 2이고;
    n1은 2이고, n2는 1 또는 2인, 유기 발광 소자.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유기금속 화합물은 하기 화합물 1 내지 15 중 하나인, 유기 발광 소자:
    Figure 112020094515077-pat00073

    Figure 112020094515077-pat00074
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함한 정공 수송 영역; 및 ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함한 전자 수송 영역;을 포함한, 유기 발광 소자.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 유기금속 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함하고, 상기 유기금속 화합물의 중량은 상기 호스트의 중량보다 작은, 유기 발광 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 호스트가 카바졸계 화합물을 포함한, 유기 발광 소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 카바졸계 화합물이 하기 화학식 10으로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 10>
    Figure 112020094515077-pat00075

    상기 화학식 10 중,
    Ar1은 C1-C5알킬렌기, C2-C5알케닐렌기, -C(=O)- 또는 -N(R100)-이고,
    상기 R100은, 페닐기, 나프틸, 안트라세닐기, 플루오레닐기, 카바졸일, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기, 카바졸일, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중에서 선택되고;
    p는 0 내지 10의 정수이고;
    R91 내지 R96은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 및
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중에서 선택되고,
    q, r, s, t, u 및 v는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
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