KR20150101865A - Phosphorescent iridium compound containing carboranes and oled devices using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a phosphorescent compound and a phosphorescent organic light-emitting device using the same and, more specifically, to a phosphorescent compound having carborane induced therein and substituted as a functional group at a predetermined position of a heteroleptic complex compound having iridum (Ir) as a central metal element, and to a phosphorescent organic light-emitting device using the same.

Description

카보레인을 함유하는 인광 화합물 및 이를 이용하는 인광 유기 발광 소자{PHOSPHORESCENT IRIDIUM COMPOUND CONTAINING CARBORANES AND OLED DEVICES USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a phosphorescent compound containing carboranes and a phosphorescent organic light emitting device using the phosphorescent compound.

본 발명은 인광 화합물 및 이를 이용하는 인광 유기 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이리듐(Ir)을 중심 금속원소로 하는 헤테로렙틱(Heteroleptic) 착화합물의 일정 위치에 작용기로 치환된 카보레인을 도입시킨 인광 화합물 및 이를 이용하는 인광 유기 발광 소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a phosphorescent compound and a phosphorescent organic electroluminescent device using the phosphorescent compound, and more particularly, to a phosphorescent organic electroluminescent device using iridium (Ir) as a central metal element, And a phosphorescent organic light emitting device using the same.

2000년까지 주류를 형성하고 있던 것은 브라운관 디스플레이(CRT)였으나, 경량화, 저소비 전력화, 휴대화, 평면화의 요구에 따라 평판 디스플레이에 대한 관심이 높아지면서 LCD(Liquid Crystal Display)로의 대체가 급속히 이루어지는 한편, 현재는 차세대 평판 디스플레이로서 유기 발광 소자(organic light emitting diode: OLED)가 주목받고 있다. OLED는 유기 물질(고분자 또는 저분자)로 이루어진 박막에 전압을 가하면 유기 물질 스스로 발광을 하여, 다양한 색상의 문자나 영상을 구현할 수 있는 디스플레이로서, LCD에 비해 자체 발광형, 초박형(LCD의 1/3), 빠른 응답속도(LCD의 1000배), 낮은 소비전력(LCD의 1/2), 고선명도 및 유연성의 특징을 나타내므로 스마트폰, 테블릿, 노트북, 벽걸이 TV용 디스플레이로 각광받고 있다.However, as the demand for lightweight, low power consumption, portable, and flattening has increased, interest in flat panel displays has increased, and LCD (Liquid Crystal Display) Currently, organic light emitting diodes (OLEDs) are attracting attention as next-generation flat panel displays. OLED is a display capable of realizing characters and images of various colors by emitting a self-luminous organic substance when voltage is applied to a thin film made of an organic material (polymer or low molecule). It is a self-emitting type, ultra thin type ), Fast response speed (1000 times of LCD), low power consumption (1/2 of LCD), high definition and flexibility, it is attracting attention as a display for smart phones, tablets, notebooks, and wall-hanging TVs.

OLED는 정공과 전자의 재결합에 의해 가시광을 방출하는 원리로서 음극과 양극 사이에 다수의 유기층이 적층된 구조를 가진다. 일반적으로 OLED 소자 제작을 위한 기판은 유리를 사용하지만 경우에 따라서는 구부림이 가능한 플라스틱이나 필름을 적용하기도 한다. 기판상의 양극은 진공 증착이나 스퍼터링에 의해 형성된 산화인듐주석(Indium-Tin-Oxide: ITO)를 주로 사용하고 유기층은 저분자 화합물의 경우는 진공 증착, 고분자 화합물의 경우는 스핀 코팅, 또는 잉크젯 프린팅 방식 등을 이용하여 박막을 형성한다. 음극은 일함수(work function)가 작은 마그네슘 또는 리튬 등이 요구되나 대기 중 수분 및 산소와의 안정성을 고려하여 알루미늄을 주로 이용하고 있다.OLEDs have a structure in which a plurality of organic layers are laminated between a cathode and an anode as a principle of emitting visible light by recombination of holes and electrons. In general, glass is used as a substrate for OLED device manufacture, but sometimes a flexible plastic or film is applied. Indium-tin-oxide (ITO), which is formed by vacuum deposition or sputtering, is mainly used as the anode on the substrate. Vacuum deposition is used for the low molecular weight compound, spin coating is used for the high molecular weight compound, To form a thin film. The cathode requires magnesium or lithium having a small work function, but aluminum is mainly used in consideration of stability with respect to moisture and oxygen in the atmosphere.

OLED의 구조를 간단히 살펴보면 반도체 특성을 갖는 유기물이 박막의 형태로 음극(cathode)과 양극(anode) 사이에 존재하는 샌드위치 구조를 취하고 있으며, 두 전극에 직류 전계를 인가하면 전자와 정공이 유기물로 형성된 발광층에 주입되어 가시광 영역의 빛을 내게 된다. 일반적으로 OLED의 발광 효율을 향상시키기 위해, 음극과 양극 사이에 여러 종류의 유기 물질이 다층으로 형성되어 있다. 예를 들어, 양극 전극 상부에 정공 주입층(hole injection layer: HIL)이 형성되며, 이어서 정공 수송층(hole transporting layer: HTL), 발광층(emissive layer: EML), 전자 수송층(electron transporting layer: ETL), 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 및 음극 전극이 순차적으로 형성된다. 또한 발광층의 경우는 호스트(host) 물질과 도펀트(dopant) 물질로 구성되는 것이 일반적이며, 미량의 도펀트를 도핑(doping)함으로써 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다.A simple structure of the OLED has a sandwich structure in which an organic material having semiconductor characteristics exists between a cathode and an anode in the form of a thin film. When a DC electric field is applied to the two electrodes, electrons and holes are formed into organic materials Emitting layer to emit light in a visible light region. Generally, in order to improve the luminous efficiency of an OLED, various kinds of organic materials are formed in multiple layers between a cathode and an anode. For example, a hole injection layer (HIL) is formed on the anode electrode, and then a hole transporting layer (HTL), an emissive layer (EML), an electron transporting layer (ETL) , An electron injection layer (EIL), and a cathode electrode are sequentially formed. In the case of a light emitting layer, a host material and a dopant material are generally used, and doping with a very small amount of dopant can greatly improve light emitting efficiency.

일반적으로 OLED의 패터닝 기술로서 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask)를 사용하는 진공 증착법을 이용하고 있다. 그러나 이러한 진공 증착법은 높은 공정 가격 및 기술적 한계로 인해 대형 디스플레이에는 적용하기 어려운 한계가 있었다. 이로써, 진공 증착법을 대체할 수 있는 다양한 패터닝 기술들이 개발되고 있으며, 특히, 스핀코팅, 잉크젯 프린팅, 캐스팅 방법 등과 같은 습식 공정은 진공 기술이 필요없어, 설비 비용을 줄일 수 있고, 재료의 손실없이 소자 제작이 용이하여, 대형 디스플레이 산업에서 각광받고 있다.In general, a vacuum deposition method using a fine metal mask is used as an OLED patterning technique. However, such a vacuum deposition method has a limitation in that it can not be applied to a large display due to its high process price and technical limitations. Accordingly, a variety of patterning techniques that can replace the vacuum evaporation method have been developed. In particular, a wet process such as a spin coating, an ink jet printing, a casting process and the like does not require a vacuum technique, It is easy to manufacture and is attracting attention in large display industry.

그러나 습식 공정으로 유기 박막층을 형성하는 경우에는 이미 형성된 하부막의 재료가 유기 용매에 의해 녹아 나오는 문제점이 발생할 수 있으며, 이러한 문제점으로 인해 유기 박막층을 다층으로 적층하기 어려워 진공 증착용 재료 수준의 소자 성능을 구현할 수 없는 문제가 있다.However, when the organic thin film layer is formed by a wet process, there is a problem that the material of the lower film already formed is dissolved by the organic solvent. Because of this problem, it is difficult to stack the organic thin film layer in multiple layers. There is a problem that can not be implemented.

상기 문제점을 해결하기 위해 습식 공정용 재료로서 주로 고분자 재료가 사용되고 있다. 이러한 고분자 재료들은 아릴기, 아릴아민기 등의 방향족 치환기가 공유결합으로 길게 이어져 있는 공액 형태로 이루어진다. 일반적으로 분자 길이가 늘어나면, 공액 길이도 늘어나게 되는데, 이러한 경우, 결과적으로 분자의 에너지 밴드갭이 줄어들게 된다. 고분자 재료는 동일한 모노머를 사용하더라도 중합도에 따라서 에너지 밴드갭이 서로 다른 다양한 고분자 재료들이 합성되고, 단일 반응기 내에서도 다양한 분자량 분포를 가지는 고분자 재료들이 합성되므로, 고분자 재료를 이용하여 특정 에너지 밴드갭을 가지는 유기 박막층을 얻는 것은 매우 어렵다.In order to solve the above problems, a polymer material is mainly used as a wet process material. These polymeric materials are formed in a conjugated form in which aromatic substituents such as aryl groups and arylamine groups are extended covalently. Generally, as the molecular length increases, the conjugation length also increases. In this case, the energy bandgap of the molecule is consequently reduced. Since polymer materials having different energy band gaps are synthesized according to degree of polymerization even when the same monomer is used, polymer materials having various molecular weight distributions are synthesized even in a single reactor, and therefore, a polymer material having a specific energy band gap It is very difficult to obtain a thin film layer.

따라서, 소자의 제작이 용이하고, 가격 및 대형화 측면에서 더 많은 장점을 가지고 있는 습식 공정을 이용하여 수명 및 효율 특성이 우수한 유기 발광 소자 제공하기 위해서는 유기 박막층 사이의 계면안정성이 우수하고 에너지 밴드갭을 용이하게 조절할 수 있는 새로운 고분자 중합체의 개발이 필요하다.Therefore, in order to provide an organic light emitting device having excellent lifetime and efficiency characteristics by using a wet process which is easy to fabricate a device and has more advantages in terms of cost and size, the interface stability between the organic thin film layers is excellent and the energy band gap It is necessary to develop a new polymer which can be easily controlled.

한편, 중금속 복합체 기반의 인광 유기 발광 다이오드(PhOLED)는 단일항(singlet) 및 삼중항(triplet) 여기를 모두 이용함으로써 이론적으로 100%의 내부 양자 효율을 성취할 수 있기 때문에 관심을 끌고 있다(J. A. G. Williams, Top. Curr. Chem., 2007, 281, 205-268.;L. Flamigni, A. Barbieri, C. Sabatini, B. Ventura and F. Barigelletti, Top. Curr. Chem., 2007, 281, 143-20).On the other hand, phosphorescent organic light emitting diodes (PhOLED) based on heavy metal complexes are attracting interest because they can theoretically achieve 100% internal quantum efficiency by using both singlet and triplet excitons (JAG 2007, 281, 205-268., L. Flamigni, A. Barbieri, C. Sabatini, B. Ventura and F. Barigelletti, Top. Curr. Chem., 2007, 281, 143 -20).

삼중항-삼중항 소멸 및 농축 종료를 방지하기 위해 PhOLED는 일반적으로 활성층을 포함하며, 여기서 인광 화합물은 적합한 호스트 물질 내부에 도핑된다.To prevent triplet-triplet extinction and condensation termination, the PHOLED typically comprises an active layer, wherein the phosphorescent compound is doped into a suitable host material.

일반적으로, PhOLED의 호스트 물질은 호스트로부터 게스트 내부로 효율적인 에너지 이동 및 게스트 물질의 삼중항 여기의 감금(confinement)을 위해 인광 화합물보다 더 높은 삼중항 에너지 준위(ET)를 가져야 한다.In general, the host material of the PhOLED must have a higher triplet energy level (ET) than the phosphorescent compound for efficient energy transfer from the host to the guest and confinement of the triplet excitation of the guest material.

종래 카바졸 유도체 기반 저분자 호스트 물질에 대한 연구가 진행되어 왔고(V. Cleave, G. Yahioglu, P. Le Barny, R. H. Friend and N. Tessler, Adv. Mater., 1999, 11, 285-288.; K. Brunner, A. van Dijken, H. Borner, J. J. A. M. Bastiaansen, N. M. M. Kiggen and B. M. W. Langeveld, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 6035-6042.), 고분자 호스트 물질 또한 이들의 용액 제조 용이성에 의해 관심의 대상이 되고 있다.Conventional carbazole derivative-based low molecular weight host materials have been studied (V. Cleave, G. Yahioglu, P. Le Barny, RH Friend and N. Tessler, Adv. Mater., 1999, 11, 285-288; The polymer host material can also be used for the preparation of their solutions (see, for example, K. Brunner, A. van Dijken, H. Borner, JJAM Bastiaansen, NMM Kiggen and BMW Langeveld, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 6035-6042) Which is the subject of interest.

그러나, 저분자 기반의 PhOLED 소자 내의 발광층과 달리, 고분자 호스트 및 인광 화합물을 혼합하여 제조된 PhOLED 소자의 발광층은 상분리, 즉 인광 화합물의 집적이 일어나기 쉬우므로 농도 저하를 통한 소자 성능의 저하를 일으키는 문제가 있다.However, unlike the light emitting layer in the low molecular weight PhOLED device, the light emitting layer of the PhOLED device manufactured by mixing the polymer host and the phosphorescent compound easily causes the phase separation, that is, the integration of the phosphorescent compound, have.

이러한 문제를 극복하기 위해, 호스트 물질 및 인광 이리듐(III) 착물을 하나의 공중합체로 삽입한 PhOLED 소자를 제조하는 다양한 기술, 예를 들면, 이리듐 복합체가 공유결합된 컨쥬게이트된 공중합체, 또는 이리듐 착물 및 호스트 물질이 펜던트 잔기로서 컨쥬게이트된 중합체 골격의 잔기(side chain)에 부착된 공중합체에 관한 많은 연구 결과가 보고되고 있다. 이와 관련된 선행문헌으로는, 대한민국특허공개공보 제2006-0098860호, 대한민국특허공개공보 제2008-0080765호, 대한민국특허공개공보 제2012-0140034호, 대한민국특허공개공보 제2013-0070507호 등을 들 수 있다.In order to overcome this problem, various techniques for preparing a PhOLED device in which a host material and a phosphorescent iridium (III) complex are inserted into a single copolymer, such as an iridium complex covalently bonded conjugated copolymer, Many studies have been reported on copolymers in which the complexes and host materials are attached to the side chain of the polymer backbone conjugated as pendant moieties. Prior art documents related thereto include Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0098860, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0080765, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0140034, Korean Patent Laid-open Publication No. 2013-0070507, have.

다만, 상기 컨쥬게이트된 또는 잔기 공중합체 기반 인광 유기 발광 소자의 성능은 일반적인 진공 증착 소자에 비해 저하되는 문제가 있다.However, the performance of the conjugated or residue copolymer based phosphorescent organic light emitting device is lower than that of general vacuum deposition devices.

인광 유기 발광 소자의 효율을 향상시키기 위해서는 저분자 호스트 및 펜던트 잔기로서 인광 이리듐 복합체를 함유하여 이리듐 복합체의 높은 광발광 특성과 같은 높은 전기적 특성 뿐만 아니라 호스트 분자의 높은 삼중항 에너지와 우수한 전하 수송 특성이 중합체 골격의 가공성과 함께 결합될 수 있도록 설계되어야 하며, 이에 따라 고효율의 인광 유기 발광 소자에 적용 가능한 새로운 인광 화합물에 대한 수요가 증대하고 있는 실정이다.
In order to improve the efficiency of the phosphorescent organic light emitting device, it is required that the high triplet energy of the host molecule and the excellent charge transporting property, as well as the high electrical properties such as the high photoluminescence property of the iridium complex containing the phosphorescent iridium complex as the low molecular weight host and pendant residues, It is required to be designed to be combined with the processability of the skeleton. Accordingly, there is a growing demand for new phosphorescent compounds applicable to phosphorescent organic light emitting devices having high efficiency.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 인광 유기 발광 소자의 발광층에 도핑 가능한 도펀트 물질(dopants)로서, 고색순도, 고효율, 장수명 특성을 구현할 수 있는 인광 화합물 및 이를 포함하는 인광 유기 발광 소자를 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a phosphorescent compound capable of realizing high color purity, high efficiency and long life characteristics as dopants dopable in a light emitting layer of a phosphorescent organic light emitting device, Emitting organic electroluminescent device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 인광 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides a phosphorescent compound represented by the following general formula (1).

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 식에서, 상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고, 상기

Figure pat00002
Figure pat00003
,
Figure pat00004
, 또는
Figure pat00005
이며, 상기 작용기(R)가 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.Wherein the R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
Figure pat00002
end
Figure pat00003
,
Figure pat00004
, or
Figure pat00005
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Methylphenyl, and biphenyl.

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가

Figure pat00006
(오르소-, ortho-),
Figure pat00007
(메타-, meta-), 및
Figure pat00008
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.In one embodiment, the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00006
(Ortho-),
Figure pat00007
(Meta-, meta-), and
Figure pat00008
(Para-, para-).

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가

Figure pat00009
(오르소-, ortho-)일 수 있다.In one embodiment, the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00009
(Ortho-).

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R)가 메틸기일 수 있다.In one embodiment, the functional group (R) may be a methyl group.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 일 측면은 하기 화학식 2로 표시되는 인광 화합물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent compound represented by the following general formula (2).

<화학식 2>(2)

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 식에서, 상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고, 상기

Figure pat00011
Figure pat00012
,
Figure pat00013
, 또는
Figure pat00014
이며, 상기 작용기(R)가 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.Wherein the R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
Figure pat00011
end
Figure pat00012
,
Figure pat00013
, or
Figure pat00014
Wherein the functional group (R) is selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Lt; / RTI &gt; is a single functional group selected from the group consisting of fluoromethylphenyl, fluoromethylphenyl, and biphenyl.

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가

Figure pat00015
(오르소-, ortho-),
Figure pat00016
(메타-, meta-), 및
Figure pat00017
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.In one embodiment, the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00015
(Ortho-),
Figure pat00016
(Meta-, meta-), and
Figure pat00017
(Para-, para-).

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가

Figure pat00018
(오르소-, ortho-)일 수 있다.In one embodiment, the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00018
(Ortho-).

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R)가 메틸기일 수 있다.In one embodiment, the functional group (R) may be a methyl group.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 일 측면은 하기 화학식 3으로 표시되는 인광 화합물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent compound represented by Formula 3 below.

<화학식 3>(3)

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 식에서, 상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고, 상기

Figure pat00020
Figure pat00021
또는
Figure pat00022
이며, 상기
Figure pat00023
Figure pat00024
,
Figure pat00025
, 또는
Figure pat00026
이고, 상기 작용기(R)가 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.Wherein the R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
Figure pat00020
this
Figure pat00021
or
Figure pat00022
, And
Figure pat00023
end
Figure pat00024
,
Figure pat00025
, or
Figure pat00026
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Lt; / RTI &gt; is a single functional group selected from the group consisting of fluoromethylphenyl, fluoromethylphenyl, and biphenyl.

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가

Figure pat00027
(오르소-, ortho-),
Figure pat00028
(메타-, meta-), 및
Figure pat00029
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.In one embodiment, the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00027
(Ortho-),
Figure pat00028
(Meta-, meta-), and
Figure pat00029
(Para-, para-).

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가

Figure pat00030
(오르소-, ortho-)일 수 있다.In one embodiment, the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00030
(Ortho-).

일 실시예에 있어서, 상기 작용기(R)가 메틸기 또는 n-부틸기일 수 있다.In one embodiment, the functional group (R) may be a methyl group or an n-butyl group.

일 실시예에 있어서, 상기 인광 화합물이 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표시될 수 있다.In one embodiment, the phosphorescent compound may be represented by the following general formula (4) or (5).

<화학식 4>&Lt; Formula 4 >

Figure pat00031
Figure pat00031

<화학식 5>&Lt; Formula 5 >

Figure pat00032
Figure pat00032

상기 식에서, 상기

Figure pat00033
Figure pat00034
,
Figure pat00035
, 또는
Figure pat00036
이고, 상기 R이 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.In the above formula,
Figure pat00033
end
Figure pat00034
,
Figure pat00035
, or
Figure pat00036
Wherein R is a group selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t- butyl, n- pentyl, neopentyl, n-hexyl, phenyl, tolyl, , And biphenyl.

일 실시예에 있어서, 상기 R이 메틸기 또는 n-부틸기일 수 있다.In one embodiment, R may be a methyl or n-butyl group.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 일 측면은 양극, 음극 및 양 전극 사이의 발광층을 포함하는 인광 유기 발광 소자에 있어서, 상기 인광 화합물을 상기 발광층에 포함하는 인광 유기 발광 소자를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent organic electroluminescent device including a cathode, a cathode, and a light emitting layer between both electrodes, wherein the phosphorescent compound is a phosphorescent organic electroluminescent Device.

일 실시예에 있어서, 상기 양극은 투명 전극이고, 상기 음극은 금속 전극일 수 있다.In one embodiment, the anode is a transparent electrode, and the cathode may be a metal electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 양극과 상기 발광층 사이에 제1 전하 수송층을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a first charge transport layer may be further included between the anode and the light emitting layer.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전하 수송층은 정공 주입층 및 정공 수송층을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first charge transport layer may include a hole injection layer and a hole transport layer.

일 실시예에 있어서, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 제2 전하 수송층을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a second charge transport layer may be further included between the cathode and the light emitting layer.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 전하 수송층은 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.In one embodiment, the second charge transport layer may include an electron transport layer and an electron injection layer.

일 실시예에 있어서, 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 정공 차단층을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a hole blocking layer may be further disposed between the light emitting layer and the electron transporting layer.

일 실시예에 있어서, 상기 발광층과 상기 정공 수송층 사이에 전자 차단층을 더 포함할 수 있다.
In one embodiment, an electron blocking layer may be further disposed between the light emitting layer and the hole transporting layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이리듐(Ir)을 중심 금속원소로 하는 헤테로렙틱(Heteroleptic) 착화합물의 일정 위치에 작용기로 치환된 카보레인을 도입시킨 인광 화합물을 인광 유기 발광 소자의 발광층에 적용함으로써 인광 유기 발광 소자의 고색순도, 고효율, 장수명 특성을 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a phosphorescent compound in which carborane substituted with a functional group is introduced at a certain position of a heteroleptic complex having iridium (Ir) as a central metal element is applied to a light emitting layer of a phosphorescent organic light emitting device High color purity, high efficiency and long life characteristics of the phosphorescent organic light emitting device can be realized.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 인광 화합물의 자외선 가시광 흡수(UV-vis absorption) 및 광발광(photoluminescence, PL) 스펙트럼을 도식화한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 인광 화합물의 전압-전류도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 인광 화합물의 자외선 가시광 흡수(UV-vis absorption) 및 광발광(photoluminescence, PL) 스펙트럼을 도식화한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 인광 화합물의 전압-전류도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 전계 발광 스펙트럼을 도식화한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 외부 양자 효율-휘도 및 전력 효율-휘도 곡선을 도식화한 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 전계 발광 스펙트럼을 도식화한 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 인광 유기 발광 소자의 외부 양자 효율-휘도 및 전력 효율-휘도 곡선을 도식화한 것이다.
1 is a cross-sectional view of a phosphorescent organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a phosphorescent organic light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a phosphorescent organic light-emitting device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating UV-vis absorption and photoluminescence (PL) spectra of a phosphorescent compound according to an embodiment of the present invention.
5 is a voltage-current diagram of a phosphorescent compound according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating UV-vis absorption and photoluminescence (PL) spectra of a phosphorescent compound according to another embodiment of the present invention.
7 is a voltage-current diagram of a phosphorescent compound according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic view of an electroluminescence spectrum of a phosphorescent organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating external quantum efficiency-luminance and power efficiency-luminance curve of a phosphorescent organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
10 is a graphical representation of an electroluminescence spectrum of a phosphorescent organic light emitting device according to another embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating external quantum efficiency-luminance and power efficiency-luminance curve of a phosphorescent organic light emitting device according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" . Also, when an element is referred to as "comprising &quot;, it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

인광 화합물Phosphorescent compound

본 발명의 일 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 인광 화합물을 제공한다.One aspect of the present invention provides a phosphorescent compound represented by the following general formula (1).

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00037
Figure pat00037

상기 식에서, 상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고, 상기

Figure pat00038
Figure pat00039
,
Figure pat00040
, 또는
Figure pat00041
이며, 상기 작용기(R)가 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기일 수 있고, 바람직하게는 메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein the R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
Figure pat00038
end
Figure pat00039
,
Figure pat00040
, or
Figure pat00041
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Methylphenyl, and biphenyl, and it may preferably be a methyl group, but is not limited thereto.

상기 인광 화합물은 이리듐(Ir)을 중심 금속원소로 하고, 리간드로서

Figure pat00042
Figure pat00043
가 이리듐에 배위 결합된 고리 금속 이리듐 착화합물(cyclometalated complex)이다.The phosphorescent compound contains iridium (Ir) as a central metal element and ligand
Figure pat00042
and
Figure pat00043
Is a cyclometalated complex coordinated to iridium.

상기 화학식 1로 표시되는 인광 화합물은, 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 리간드로

Figure pat00044
이 선택되고, 상기
Figure pat00045
리간드의 페닐기 중 4번 탄소 위치에 작용기(R) 치환된 오르소-카보레인기(ortho-carborane group, R-C2B10H10)가 치환된 구조를 가진다.The phosphorescent compound represented by the general formula (1) is a ligand of the cyclic metal iridium complex
Figure pat00044
Is selected,
Figure pat00045
Carborane group (RC 2 B 10 H 10 ) substituted with a functional group (R) at the 4-carbon position of the phenyl group of the ligand.

상기 고리 금속 이리듐 착화합물은 이리듐과 배위자가 금속-탄소 결합을 가지고 있는 점에서, 배위자의 피리딘 고리로의 전하의 이동(Metal to Ligand Charge Transfer, MLCT) 전이가 일어나기 쉽다. 이와 같이, MLCT 전이가 일어나기 쉬워지는 결과, 금지 전이인 인광 발광이 발생하기 쉬워지고, 삼중항(triplet) 여기 수명도 짧아져, 고리 금속 이리듐 착화합물의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.Since the iridium and ligand have a metal-carbon bond in the cyclic metal iridium complex, transition of the charge to the pyridine ring of the ligand (metal to ligand charge transfer, MLCT) is apt to occur. As described above, the MLCT transition is apt to occur, resulting in easy generation of phosphorescence as a forbidden transition, shortening the triplet excitation lifetime, and improving the luminous efficiency of the cyclic metal iridium complex.

또한, 상기 고리 금속 이리듐 착화합물을 일부 변형시킴으로써 전체 가시광선 영역에 걸친 방출 색채를 제어할 수 있다. 이러한 인광 색채의 보정 또는 조정은 상기

Figure pat00046
리간드의 치환기를 다변화함으로써 달성될 수 있다.In addition, by partially modifying the cyclic metal iridium complex, the emission color over the entire visible light region can be controlled. Such correction or adjustment of the phosphorescence color
Figure pat00046
Can be achieved by diversifying the substituent of the ligand.

구체적으로, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)와 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)의 에너지 준위에 영향을 미치는 상기

Figure pat00047
리간드의 구조를 변화시킴으로써 여기 상태(excited state) 에너지를 변화시킬 수 있다.Specifically, the above-mentioned effects on the energy levels of HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) and LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)
Figure pat00047
The excited state energy can be changed by changing the structure of the ligand.

예를 들면, 상기

Figure pat00048
리간드에 있어서, 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 HOMO는 페닐 고리의 π 오비탈과 이리듐의 dπ 오비탈에 의해 조절될 수 있고, LUMO는 피리딜 고리의 π* 오비탈에 의해 조절될 수 있다. 결과적으로, 불소 원소와 같은 전자 당김기(electron withdrawing group)의 상기 리간드의 페닐 고리로의 도입은 HOMO 준위를 낮춤으로써 HOMO-LUMO 밴드 갭을 증가시키는 반면에, 상기 리간드의 피리딜 고리로의 도입은 LUMO 준위를 낮춤으로써 밴드 갭을 감소시킬 수 있다. 즉, HOMO-LUMO 전이로부터 형성되는 삼중항 상태의 에너지 준위는 밴드 갭을 변화시킴으로써 정밀하게 조절될 수 있다.For example,
Figure pat00048
In the ligand, the HOMO of the cyclic metal iridium complex can be controlled by the π orbitals of the phenyl ring and the d π orbitals of iridium, and the LUMO can be controlled by the π * orbitals of the pyridyl ring. As a result, the introduction of an electron withdrawing group such as a fluorine element into the phenyl ring of the ligand increases the HOMO-LUMO band gap by lowering the HOMO level, while the introduction of the ligand into the pyridyl ring Can reduce the bandgap by lowering the LUMO level. That is, the energy level of the triplet state formed from the HOMO-LUMO transition can be precisely controlled by changing the bandgap.

한편, 상기 카보레인기(carborane group)는 특이적 물성, 이를 테면, 고분극성 σ-방향족 특성, 전자 결핍 특성, 및 우수한 열 및 화학 안정성을 가지는 물질로서, 상기 리간드의 특정 위치에 치환되어 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 발광 효율을 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있다.On the other hand, the carborane group is a substance having specific physical properties, such as a high-polarity sigma -aromatic characteristic, an electron deficiency characteristic, and excellent heat and chemical stability, which is substituted at a specific position of the ligand, The luminescent efficiency of the metal iridium complex can be improved and the lifetime can be prolonged.

상기 카보레인기는 LUMO의 비편재(delocalization)에 직접 기여할 뿐만 아니라 강한 전자 당김 효과에 의해 LUMO 준위를 현저하게 낮출 수 있다. 또한, 상기 카보레인기는 분자 크기가 크기 때문에 인광 발광 분자들 사이의 분자 간 상호 작용을 저해할 수 있으며, 이에 따라 고체 상태에서의 삼중항-삼중항 소멸 및 농축 종료를 방지시킬 수 있다.The carbene group not only directly contributes to the delocalization of LUMO but also can significantly lower the LUMO level due to the strong electron withdrawing effect. In addition, since the carborean group has a large molecular size, it can interfere with intermolecular interaction between phosphorescent light emitting molecules, thereby preventing triplet-triplet extinction and concentration termination in a solid state.

상기 작용기(R) 치환된 카보레인기는

Figure pat00049
(오르소-, ortho-),
Figure pat00050
(메타-, meta-), 및
Figure pat00051
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있고, 바람직하게는
Figure pat00052
(오르소-, ortho-)일 수 있다.The functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00049
(Ortho-),
Figure pat00050
(Meta-, meta-), and
Figure pat00051
(Para-), and preferably one selected from the group consisting of
Figure pat00052
(Ortho-).

특히, 상기 오르소-카보레인기가 상기

Figure pat00053
리간드의 페닐 고리 중 4번 또는 5번 탄소 위치에 도입 또는 치환된 고리 금속 이리듐 착화합물은, 기타의 유기 화합물이 도입 또는 치환되지 않은 것에 비해 적색에서 청색 시프트까지 방출 파장이 용이하게 조정될 수 있다.
Particularly, when the ortho-carbene group is the
Figure pat00053
The ring metal iridium complex introduced or substituted at the carbon position 4 or 5 of the phenyl ring of the ligand can easily adjust the emission wavelength from red to blue shift as compared to the other organic compound is not introduced or substituted.

한편, 본 발명의 다른 일 측면은 하기 화학식 2로 표시되는 인광 화합물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent compound represented by the following general formula (2).

<화학식 2>(2)

Figure pat00054
Figure pat00054

상기 식에서, 상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고, 상기

Figure pat00055
Figure pat00056
,
Figure pat00057
, 또는
Figure pat00058
이며, 상기 작용기(R)가 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기일 수 있고, 바람직하게는 메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein the R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
Figure pat00055
end
Figure pat00056
,
Figure pat00057
, or
Figure pat00058
Wherein the functional group (R) is selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Methylphenyl, fluoromethylphenyl, and biphenyl, preferably methyl, but is not limited thereto.

상기 화학식 2로 표시되는 인광 화합물은, 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 리간드로

Figure pat00059
이 선택되고, 상기
Figure pat00060
리간드의 페닐기 중 5번 탄소 위치에 작용기(R) 치환된 오르소-카보레인기(ortho-carborane group, R-C2B10H10)가 치환된 구조를 가진다.The phosphorescent compound represented by the general formula (2) is a ligand of the cyclic metal iridium complex
Figure pat00059
Is selected,
Figure pat00060
Carborane group (RC 2 B 10 H 10 ) substituted with a functional group (R) at the carbon position 5 in the phenyl group of the ligand.

그 외 상기 화학식 2의 인광 화합물에서의 중심 금속원소, 리간드, 카보레인의 종류 및 작용기 치환된 카보레인기의 상호 작용에 의한 인광 발광 메커니즘과, 이에 따른 인광 발광 효율의 향상 여부에 관해서는 상기 화학식 1에 관해 전술한 것과 같다.Regarding the improvement of the phosphorescent emission efficiency by the interaction of the central metal element, the ligand, the type of carboranes and the carbazole substitution of the functional group in the phosphorescent compound of the above formula (2) 1. &Lt; / RTI &gt;

상기 화학식 1 내지 화학식 2의 인광 화합물에 있어서, 상기

Figure pat00061
Figure pat00062
이고, 상기
Figure pat00063
리간드의 페닐기 중 4번 또는 5번 탄소 위치에 작용기(R)가 치환되며, 상기 R이 메틸기인 인광 화합물은 하기 반응식 1에 의해 표시되는 경로에 따라 제조될 수 있다.In the phosphorescent compounds represented by the above Chemical Formulas 1 to 2,
Figure pat00061
end
Figure pat00062
, And
Figure pat00063
A phosphorescent compound in which the functional group (R) is substituted at the 4th or 5th carbon position of the phenyl group of the ligand and the R is a methyl group can be prepared according to the route represented by the following reaction formula (1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00064
Figure pat00064

상기 반응식 1에 따르면, 상기 화학식 1 내지 화학식 2의 인광 화합물은, (i) 메틸기 치환 카보레인기가 도입된 제1 리간드를 제조하는 단계; (ii) 상기 제1 리간드를 염화이리듐(III)과 반응시켜 제1 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계; 및 (iii) 상기 제1 고리 금속 이리듐 착화합물을 제2 리간드와 반응시켜 제2 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조될 수 있다.According to Reaction Scheme 1, the phosphorescent compound of Formula 1 to Formula 2 may be prepared by: (i) preparing a first ligand to which a methyl group-substituted carbene group is introduced; (ii) reacting the first ligand with iridium (III) chloride to produce a first cyclic metal iridium complex; And (iii) reacting the first cyclic metal iridium complex with a second ligand to produce a second cyclic iridium complex.

상기 (i) 단계는 일 실시예에 따른 헤테로렙틱(heteroleptic) 고리 금속 이리듐 착화합물의 제1 리간드를 제조하는 단계이다. 상기 제1 리간드는 원료 물질 중 카보레인기가 도입된 위치에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 리간드의 원료 물질이 1-(4-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인인 경우 최종적으로 상기 화학식 2에 따른 생성되는 고리 금속 이리듐 착화합물이 합성될 수 있고, 원료 물질이 1-(3-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인인 경우 최종적으로 상기 화학식 3에 따른 생성되는 고리 금속 이리듐 착화합물이 합성될 수 있다.The step (i) is a step of preparing a first ligand of a heteroleptic cyclic metal iridium complex according to an embodiment. The first ligand may have a different structure depending on the position at which the carbene group is introduced in the starting material. When the starting material of the first ligand is 1- (4-bromophenyl) -2-methyl-1,2-chloro- carbonyl, the resulting cyclic metal iridium complex according to Formula 2 may be synthesized And when the starting material is 1- (3-bromophenyl) -2-methyl-1,2-chloro- carbonyl, the resulting cyclic metal iridium complex according to Formula 3 may be finally synthesized.

이하, 상기 반응식 1 중 1-(4-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인을 사용한 (4-CBppy)2Ir(acac) (CB: 오르소-메틸카보레인, ppy: 2-페닐피리디나토-C2,N, acac: 아세틸아세토네이트) 고리 금속 이리듐 착화합물의 제조방법을 중심으로 상기 화학식 1 내지 화학식 2의 인광 화합물의 제조방법을 상세히 설명하기로 하나, 본 발명에 따른 인광 화합물의 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지의 반응, 공정, 및 그 조합을 포함할 수도 있다.Hereinafter, (4-CBppy) 2 Ir (acac) (CB: ortho-methylcarboranes (IV)) using 1- (4-bromophenyl) , ppy: 2-phenylpyridinato-C 2 , N, acac: acetylacetonate) A method for preparing a phosphorescent compound of Formula 1 to Formula 2 will be described in detail, The method for producing the phosphorescent compound according to the present invention is not limited thereto, and may include known reactions, processes, and combinations thereof.

상기 (i) 단계는 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 제1 리간드를 제조하는 단계로서, 구체적으로는 1-(4-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인(또는, 1-(3-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인)과 2-(트리메틸스탄닐)-피리딘을 촉매 존재하 유기 용매에서 반응시켜 2-{p-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘(또는, 2-{m-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘)을 제조하는 단계이다.The step (i) is a step of preparing a first ligand of the cyclic metal iridium complex, specifically, 1- (4-bromophenyl) -2-methyl-1,2-chloro- 2- (trimethylstannyl) -pyridine is reacted in an organic solvent in the presence of a catalyst to give 2- {p- (2-methyl-2-methyl- (2-methyl-1, 2-carbazol-1-yl) phenyl} pyridine) .

상기 (ii) 단계는 상기 제1 리간드를 중심 금속원소인 이리듐에 배위 결합시켜 제1 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계로서, 구체적으로는 상기 2-{p-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘(또는, 2-{m-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘)과 염화이리듐(III)(IrCl3)을 유기 용매와 증류수가 혼합된 혼합 용매에서 가열, 교반하여 [(4-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2 (또는, [(5-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2) 를 제조하는 단계이다. The step (ii) is a step of coordinating the first ligand with iridium, which is a central metal element, to prepare a first cyclic metal iridium complex, specifically, the 2- {p- (2-methyl- (III) (IrCl 3 ) was prepared by reacting an organic (2-methyl-1, 2-trifluoroethyl) [(4-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (or [(5-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 ) is prepared by heating and stirring in a mixed solvent of a solvent and distilled water. .

상기 (iii) 단계는 상기 제2 리간드를 중심 금속원소인 이리듐에 배위 결합시켜 제2 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계로서, 구체적으로는 상기 [(4-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2 (또는, [(5-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2) 와 2,4-펜탄디온을 촉매 존재하 유기 용매에서 반응시켜 상기 화학식 1 (또는, 화학식 2)로 표시되는 인광 화합물 중 하나인 (4-CBppy)2Ir(acac) (또는, (5-CBppy)2Ir(acac)) (acac: 아세틸아세토네이트) 을 제조하는 단계이다.
The step (iii) comprises coordinating the second ligand with iridium, which is a central metal element, to prepare a second cyclic metal iridium complex, specifically, [(4-CBppy) 2 Ir 2 (or [(5-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 ) and 2,4-pentanedione are reacted in an organic solvent in the presence of a catalyst to obtain a phosphorescent compound represented by Formula 1 (4-CBppy) 2 Ir (acac) (or (5-CBppy) 2 Ir (acac)) (acac: acetylacetonate).

한편, 본 발명의 다른 일 측면은 하기 화학식 3로 표시되는 인광 화합물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent compound represented by the following general formula (3).

<화학식 3>(3)

Figure pat00065
Figure pat00065

상기 식에서, 상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고, 상기

Figure pat00066
Figure pat00067
또는
Figure pat00068
이며, 상기
Figure pat00069
Figure pat00070
,
Figure pat00071
, 또는
Figure pat00072
이고, 상기 작용기(R)가 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기일 수 있고, 바람직하게는 메틸기 또는 n-부틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein the R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
Figure pat00066
this
Figure pat00067
or
Figure pat00068
, And
Figure pat00069
end
Figure pat00070
,
Figure pat00071
, or
Figure pat00072
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Fluoromethylphenyl, and biphenyl, preferably methyl or n-butyl, but is not limited thereto.

그 외 상기 화학식 3의 인광 화합물에서의 중심 금속원소, 리간드, 및 작용기 치환된 카보레인기의 상호 작용에 의한 인광 발광 메커니즘과, 이에 따른 인광 발광 효율의 향상 여부, 및 사용 가능한 카보레인기의 종류에 관해서는 상기 화학식 1에 관해 전술한 것과 같다.The phosphorescent emission mechanism by the interaction of the central metal element, the ligand, and the carbazole-substituted carbazole in the phosphorescent compound of the above formula (3), and thus the improvement of the phosphorescence efficiency and the type of the carbobore popular Is the same as that described above with respect to Formula 1 above.

일 실시예에 있어서, 상기 화학식 3의 인광 화합물이 화학식 4 또는 화학식 5로 표시될 수 있다.In one embodiment, the phosphorescent compound of Formula 3 may be represented by Formula 4 or Formula 5.

<화학식 4>&Lt; Formula 4 >

Figure pat00073
Figure pat00073

<화학식 5>&Lt; Formula 5 >

Figure pat00074
Figure pat00074

상기 식에서, 상기

Figure pat00075
Figure pat00076
,
Figure pat00077
, 또는
Figure pat00078
이고, 상기 R이 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기일 수 있고, 바람직하게는 메틸기 또는 n-부틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the above formula,
Figure pat00075
end
Figure pat00076
,
Figure pat00077
, or
Figure pat00078
Wherein R is a group selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t- butyl, n- pentyl, neopentyl, n-hexyl, phenyl, tolyl, , And biphenyl, and may be preferably a methyl group or an n-butyl group, but is not limited thereto.

상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 리간드로

Figure pat00079
를 그대로 사용한 예는 공지된 바 있으며, 이 때의 착화합물이 적색의 고에너지 한계(620~700 nm)에 근접한 612 nm에서 인광 파장을 가지는 것으로 보고되었다. 일반적으로, 착화합물의 HOMO 준위를 상승시키거나 LUMO 준위를 하강시킴으로써 적색 발광체를 설계할 수 있다. 이 중, 전자의 방법은 상기 리간드의 페닐 고리에 전자 공여기를 도입시켜 달성될 수 있고, 후자의 방법은 상기 리간드의 피리딘 고리에 전자 당김기를 도입시켜 달성될 수 있다.As the ligand of the cyclic metal iridium complex
Figure pat00079
Has been known, and it has been reported that the complex at this time has a phosphorescence wavelength at 612 nm close to the high energy limit of red (620 to 700 nm). Generally, red phosphors can be designed by increasing the HOMO level of the complex or by lowering the LUMO level. Among them, the former method can be achieved by introducing an electron donor into the phenyl ring of the ligand, and the latter method can be achieved by introducing an electron withdrawing group into the pyridine ring of the ligand.

상기 화학식 4의 인광 화합물은, 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 리간드로

Figure pat00080
가 선택되고, 상기
Figure pat00081
리간드의 피리딘 고리 중 5번 탄소 위치에 작용기(R) 치환된 오르소-카보레인기(ortho-carborane group, R-C2B10H10)가 치환된 구조를 가진다. 상기
Figure pat00082
리간드에 오르소 카보레인기가 도입되면,
Figure pat00083
만을 리간드로 사용하는 경우에 비해 깊은 적색 발광(644 nm)을 구현할 수 있다.The phosphorescent compound of formula (4) is a ligand of the cyclic metal iridium complex
Figure pat00080
Is selected,
Figure pat00081
Carborane group (RC 2 B 10 H 10 ) substituted with a functional group (R) at the carbon position 5 of the pyridine ring of the ligand. remind
Figure pat00082
When an orthocarborane group is introduced into the ligand,
Figure pat00083
(644 nm) as compared with the case where only the ligand is used as the ligand.

상기 화학식 5의 인광 화합물은, 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 리간드로

Figure pat00084
가 선택되고, 상기
Figure pat00085
리간드의 2,4-디플루오로페닐기 중 3번 탄소 위치에 작용기(R) 치환된 오르소-카보레인기(ortho-carborane group, R-C2B10H10)가 치환된 구조를 가진다.The phosphorescent compound of formula (5) is a ligand of the cyclic metal iridium complex
Figure pat00084
Is selected,
Figure pat00085
Carborane group (RC 2 B 10 H 10 ) substituted with a functional group (R) at the 3-carbon position of the 2,4-difluorophenyl group of the ligand.

상기 화학식 4의 인광 화합물에 있어서, 상기

Figure pat00087
이고, 상기 R이 메틸기인 인광 화합물은 하기 반응식 2에 의해 표시되는 경로에 따라 제조될 수 있다.In the phosphorescent compound of Formula 4, end
Figure pat00087
And R is a methyl group, can be prepared according to the route represented by the following reaction formula (2).

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00088
Figure pat00088

상기 반응식 2에 따르면, 상기 화학식 4의 인광 화합물은, (i) 2-클로로-5-에티닐피리딘 수소 말단을 메틸기 또는 n-부틸기로 치환하여 2-클로로-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘 또는 2-클로로-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘을 제조하는 단계; (ii) 2-클로로-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘 또는 2-클로로-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘을 벤조[b]사이오펜-2-일보론산(benzo[b]thiophene-2-yl-boronic acid)과 반응시켜 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘 또는 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘을 제조하는 단계; (iii) 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘 또는 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘과 디카보레인(B10H14)을 반응시켜 제1 리간드를 제조하는 단계; (iv) 상기 제1 리간드를 염화이리듐(III)과 반응시켜 제1 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계; 및 (v) 상기 제1 고리 금속 이리듐 착화합물을 제2 리간드와 반응시켜 제2 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조될 수 있다.According to Reaction Scheme 2, the phosphorescent compound of Formula 4 may be prepared by (i) replacing the hydrogen end of 2-chloro-5-ethynylpyridine with a methyl or n-butyl group to give 2-chloro-5- -1-yl) pyridine or 2-chloro-5- (hex-1-yn-1-yl) pyridine; (ii) Synthesis of 2-chloro-5- (prop-1-yn-1-yl) pyridine or 2-chloro-5- (hex- -Benzo [b] thiophen-2-yl) -5- (prop-1-yn-1-yl) pyridine Or 2- (benzo [b] thiophen-2-yl) -5- (hex-1-yn-1-yl) pyridine; (iii) 2- (benzo [b] thiophen-2-yl) -5- (prop- - (hex-1-yn-1-yl) pyridine with decaborane (B 10 H 14 ) to produce a first ligand; (iv) reacting the first ligand with iridium (III) chloride to produce a first cyclic metal iridium complex; And (v) reacting the first cyclic metal iridium complex with a second ligand to produce a second cyclic iridium complex.

상기 (i) 내지 (iii) 단계는 일 실시예에 따른 헤테로렙틱(heteroleptic) 고리 금속 이리듐 착화합물의 제1 리간드를 제조하는 단계이다. 상기 제1 리간드는 원료 물질인 2-클로로-5-에티닐피리딘의 말단에 치환되는 작용기(R)의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 상기 작용기(R)가 메틸기이면 제1 리간드가 5-MeCBbtpH(5-MeCBbtp: 2-(2'-벤조사이에닐)-5-(2-메틸-오르소-카보레인-1-일)-피리디나토-C2,N)일 수 있고, n-부틸기이면 5-BuCBbtpH(5-BuCBbtp: 2-(2'-벤조사이에닐)-5-(2-부틸-오르소-카보레인-1-일)-피리디나토-C2,N)일 수 있다.The above steps (i) to (iii) are the steps of preparing a first ligand of a heteroleptic cyclic metal iridium complex according to an embodiment. The first ligand may have a different structure depending on the kind of the functional group (R) substituted at the terminal of 2-chloro-5-ethynylpyridine as a raw material. If the functional group (R) is a methyl group, the first ligand is 5-MeCBbtpH (5-MeCBbtp: 2- (2'-benzothiazolyl) -5- (2-methyl-ortho-carbonyl- pyrido Dina sat -C 2, N) may be, n- butyl group is 5-BuCBbtpH (5-BuCBbtp: 2- (2'- between benzo carbonyl) -5- (2-butyl-ortho-carborane -1-yl) -pyridinato-C 2 , N).

이하, 상기 반응식 2 중 제1 리간드로 5-MeCBbtpH를 사용한 (5-MeCBbtp)2Ir(acac) (acac: 아세틸아세토네이트) 고리 금속 이리듐 착화합물의 제조방법을 중심으로 상기 화학식 4의 인광 화합물의 제조방법을 상세히 설명하기로 하나, 본 발명에 따른 인광 화합물의 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지의 반응, 공정, 및 그 조합을 포함할 수도 있다.(5-MeCBbtp) 2 Ir (acac) (acac: acetylacetonate) cyclic metal iridium complex using 5-MeCBbtpH as a first ligand in the above reaction scheme 2, Although the method will be described in detail, the method for producing the phosphorescent compound according to the present invention is not limited thereto, and may include known reactions, processes, and combinations thereof.

상기 (i) 내지 (iii) 단계는 상기 고리 금속 이리듐 착화합물의 제1 리간드를 제조하는 단계로서, 구체적으로는 상기 (i) 단계에서 제조된 2-클로로-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘과 벤조[b]사이오펜-2-일보론산(benzo[b]thiophene-2-yl-boronic acid)을 촉매 존재하 유기 용매에서 반응시켜 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘을 수득한 후, 디카보레인(B10H14)과 유기 용매에서 반응시켜 5-MeCBbtpH(5-MeCBbtp: 2-(2'-벤조사이에닐)-5-(2-메틸-오르소-카보레인-1-일)-피리디나토-C2,N)를 제조하는 단계이다.The above steps (i) to (iii) are the steps of preparing a first ligand of the cyclic metal iridium complex, specifically, 2-chloro-5- (prop- Yl) pyridine and benzo [b] thiophene-2-yl-boronic acid in an organic solvent in the presence of a catalyst to form 2- (benzo [b] thiophene- (5-MeCBbtp: 2-yl) -5- (prop-1-yn-1-yl) pyridine was obtained by reacting dicarboranine (B 10 H 14 ) (2'-benzothienyl) -5- (2-methyl-ortho-carbonyl- 1-yl) -pyridinato-C 2 , N).

상기 (iv) 단계는 상기 제1 리간드를 중심 금속원소인 이리듐에 배위 결합시켜 제1 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계로서, 구체적으로는 상기 5-MeCBbtpH와 염화이리듐(III)(IrCl3)을 유기 용매와 증류수가 혼합된 혼합 용매에서 가열, 교반하여 유기 용매와 증류수가 혼합된 혼합 용매에서 가열, 교반하여 [(5-MeCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2를 제조하는 단계이다. The (iv) step is a step for preparing a first ring of metal iridium complex by coordination bond to the central metal element to the first ligand of iridium, specifically the 5-MeCBbtpH and iridium chloride (III) (IrCl 3) (5-MeCBbtp) 2 Ir (μ-Cl)] 2 is prepared by heating and stirring in a mixed solvent in which an organic solvent and distilled water are mixed and heated in a mixed solvent in which an organic solvent and distilled water are mixed.

상기 (v) 단계는 상기 제2 리간드를 중심 금속원소인 이리듐에 배위 결합시켜 제2 고리 금속 이리듐 착화합물을 제조하는 단계로서, 구체적으로는 상기 [(5-MeCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2와 2,4-펜탄디온을 촉매 존재하 유기 용매에서 반응시켜 상기 화학식 4로 표시되는 인광 화합물 중 하나인 (5-MeCBbtp)2Ir(acac) 을 제조하는 단계이다.
The step (v) comprises the step of coordinating the second ligand with iridium, which is a central metal element, to prepare a second ring metal iridium complex, specifically, [(5-MeCBbtp) 2 Ir 2 and 2,4-pentanedione are reacted in an organic solvent in the presence of a catalyst to prepare (5-MeCBbtp) 2 Ir (acac) which is one of the phosphorescent compounds represented by the formula (4).

인광 유기 발광 소자Phosphorescent organic light emitting element

본 발명의 다른 일 측면은 양극, 음극 및 양 전극 사이의 발광층을 포함하는 인광 유기 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1 내지 화학식 5의 인광 화합물을 도펀트 물질로서 발광층에 포함하는 인광 유기 발광 소자(organic light-emitting diodes, OLED)를 제공한다.In another aspect of the present invention, there is provided a phosphorescent organic light emitting device including a cathode, a cathode, and a light emitting layer between both electrodes, wherein the phosphorescent compound of Chemical Formulas 1 to 5 is used as a dopant material, -emitting diodes (OLEDs).

상기 양극은 투명 전극이고, 상기 음극은 금속 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 전극은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 SnO2로, 상기 금속 전극은 Li, Mg, Ca, Ag, Al, In 와 같은 금속 또는 이들의 합금으로 각각 형성될 수 있으며, 특히, 상기 금속 전극은 단층 또는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다.The anode may be a transparent electrode, and the cathode may be a metal electrode. For example, the transparent electrode may be formed of indium tin oxide (ITO) or SnO 2 , and the metal electrode may be formed of a metal such as Li, Mg, Ca, Ag, Al, In, In particular, the metal electrode may have a single layer or a multilayer structure of two or more layers.

상기 발광층은 본 발명의 화학식 1 내지 화학식 5의 인광 화합물을 도펀트 물질로 포함할 수 있고, 단층 또는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 발광층에는 인광 도펀트와 함께 호스트(host) 물질을 함께 사용할 수 있으며 저분자계 또는 고분자계 호스트가 사용 가능하다. 상기 저분자계 호스트로는 9,9'-(1,1'-바이페닐)-4,4'-디일비스-9H-카바졸(CBP)와 9,9’-(1,3-페닐렌)비스-9H-카바졸(mCP) 등이 있으며 상기 고분자계 호스트로는 폴리노보넨-CBP(PNB CBP), 폴리노보넨-mCP(PNB mCP), 및 폴리-(N-비닐카바졸)(PVCz):PBD(또는 OXD-7) 등이 있다. The light emitting layer may include a phosphorescent compound of the general formulas (1) to (5) as a dopant material, and may have a single layer or a multilayer structure of two or more layers. A host material can be used together with a phosphorescent dopant in the light emitting layer, and a low molecular weight or high molecular weight host can be used. Examples of the low molecular weight host include 9,9 '- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diyl bis-9H-carbazole (CBP) and 9,9' (PNB CBP), polynorbornene-mCP (PNB mCP), and poly- (N-vinylcarbazole) (PVCz CBP) ): PBD (or OXD-7).

일반적으로, 단일의 발광층으로만 이루어진 단층형 소자보다는 발광층과 전하 수송층이 조합된 다층형 소자가 우수한 소자 특성을 나타내며, 이는 발광 물질과 전하 수송 재료가 적절하게 조합됨으로써 전극으로부터 전하가 주입될 때 에너지 장벽이 감소되고, 전하 수송층이 전극으로부터 주입된 정공 또는 전자를 발광층 영역에 속박시킴으로써 주입된 정공과 전자의 수밀도가 균형을 이루도록 해주기 때문이다. 특히, 인광 유기 발광 소자의 경우에는 인광 화합물의 발광 지속 기간(emission duration)이 길기 때문에 효율을 증가시키기 위해서는 발광층에 정공을 가두어 오랫동안 정공이 발광층에 머물게 함으로써, 우수한 인광 발광 특성을 구현할 수 있다.Generally, a multilayered device in which a light emitting layer and a charge transport layer are combined, exhibits excellent device characteristics, rather than a single-layered device composed of only a single light emitting layer. This is because an appropriate combination of a light emitting material and a charge transporting material, The barrier is reduced, and the charge transport layer confines the holes or electrons injected from the electrodes to the light emitting layer region, so that the number density of injected holes and electrons is balanced. In particular, in the case of a phosphorescent organic light emitting device, since the emission duration of the phosphorescent compound is long, holes are confined in the light emitting layer to stay in the light emitting layer for a long time in order to increase the efficiency.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 인광 유기 발광 소자(100)가 양극(투명 전극)(110), 제1 전하 수송층(120), 발광층(130), 제2 전하 수송층(140), 및 음극(금속 전극)(150)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있고, 상기 발광층(130)에는 상기 화학식 1 내지 화학식 5의 인광 화합물이 도펀트 물질로서 포함될 수 있으며, 발광 효율 및 수명 등의 소자 특성을 향상시키기 위해 상기 제1 전하 수송층(120)과 상기 제2 전하 수송층(140)이 각각, 정공 주입층(121)과 정공수송층(122), 및 전자 수송층(141)과 전자 주입층(142)으로 분리될 수 있다.1 and 2, the phosphorescent organic light emitting diode 100 includes an anode (transparent electrode) 110, a first charge transport layer 120, a light emitting layer 130, a second charge transport layer 140, (Metal electrode) 150 may be sequentially stacked. The light emitting layer 130 may include a phosphorescent compound of the above Chemical Formulas 1 to 5 as a dopant material. The first charge transporting layer 120 and the second charge transporting layer 140 are formed of a hole injection layer 121 and a hole transporting layer 122 and an electron transporting layer 141 and an electron injection layer 142, Can be separated.

상기 정공 주입층(121)은, 예를 들면, 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine, CuPc)을 포함하는 통상적인 정공 주입층으로 삽입될 수 있고, 상기 전자 주입층(142)은, 예를 들면, LiF를 포함하는 통상적인 전자 주입층으로 삽입될 수 있다.The hole injection layer 121 may be inserted into a conventional hole injection layer including, for example, copper phthalocyanine (CuPc), and the electron injection layer 142 may include, for example, LiF And may be inserted into a conventional electron injecting layer.

상기 정공 수송층(122)은 통상적인 정공 수송 물질, 예를 들면, 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아민]비페닐(α-NPD), N,N-디페닐-N,N-비스(3-메틸페닐)-1,1-비페닐-4,4-디아민(TPD) 및 폴리-(N-비닐카바졸)(PVCz) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있고, 필요에 따라 2층 이상이 적층된 다층 구조를 가질 수도 있다.The hole transport layer 122 may be formed using conventional hole transport materials such as 4,4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamine] biphenyl (N-NPD) Diphenyl-N, N-bis (3-methylphenyl) -1,1-biphenyl-4,4-diamine (TPD) and poly- (N-vinylcarbazole) (PVCz) And may have a multilayer structure in which two or more layers are stacked as required.

상기 전자 수송층(전자 수송성 발광층)(141)은 통상적인 전자 수송물질, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(Bphen) 또는 루브렌(rubrene) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있고, 필요에 따라 2층 이상이 적층된 다층 구조를 가질 수도 있다.The electron transporting layer (electron transporting light emitting layer) 141 may be a conventional electron transporting material such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen) Or rubrene may be used singly or in combination of two or more, and may have a multilayer structure in which two or more layers are stacked as required.

또한, 도 3을 참조하면, 상기 인광 유기 발광 소자(100)가 상기 발광층(130)과 상기 정공 수송층(122) 사이에 전자 차단층(170), 및 상기 발광층(130)과 상기 전자 수송층(141) 사이에 정공 차단층(160)을 더 포함할 수도 있다.3, the phosphorescent organic light emitting diode 100 includes an electron blocking layer 170 between the light emitting layer 130 and the hole transporting layer 122, and a light emitting layer 130 and the electron transporting layer 141 The hole blocking layer 160 may be formed on the hole blocking layer 160.

상기 전자 차단층(170)으로는 일반적으로 LUMO 값이 큰 물질을 사용하며 이리듐(Ⅲ) 트리스(1-페닐피라졸-N,C2')(Ir(ppz)3)이 적합하다. 또한, 상기 정공 차단층(160)은 5.5 내지 7.0 사이의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 값을 가지며 정공 수송 능력은 현저히 떨어지면서 전자 수송 능력이 우수한 물질, 예를 들면, 1,3,5-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸-2-일)벤젠(TPBi), 바쏘쿠프로인(Bathocuproine, BCP), 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ), 비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리나토)-알루미늄 바이페녹시드(BAlq) 등으로 이루어질 수 있다.As the electron blocking layer 170, a material having a large LUMO value is generally used, and iridium (III) tris (1-phenylpyrazole-N, C2 ') (Ir (ppz) 3 ) is suitable. Also, the hole blocking layer 160 has a lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) value between 5.5 and 7.0, and has a hole transporting ability remarkably deteriorated, and a material having an excellent electron transporting ability, for example, 1,3,5-tris (BCP), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-t-butoxycarbonyl) -Butylphenyl) -1,2,4-triazole (TAZ), bis (8-hydroxy-2-methylquinolinato) -aluminum biphenoxide (BAlq) and the like.

상기 양극, 음극, 발광층, 수송층, 주입층 및 차단층 등은 통상적인 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 이 때, 상기 화학식 1 내지 화학식 5의 인광 화합물은 인광 유기 발광 소자에 도펀트 물질로 포함되어 안정적인 발광을 나타내며, 우수한 외부 양자 효율(external quantum efficiency)과 전력 효율(power efficiency)을 나타내므로, 인광 유기 발광 소자(PhOLEDs)에 유용하게 이용될 수 있다.
The anode, the cathode, the light emitting layer, the transport layer, the injection layer, and the barrier layer may be formed by a conventional deposition method. Since the phosphorescent compound of Formula 1 to Formula 5 is included as a dopant in the phosphorescent organic light emitting device and exhibits stable luminescence and exhibits excellent external quantum efficiency and power efficiency, And can be usefully used in light emitting devices (PhOLEDs).

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, these examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1 : 인광 화합물 1, (4- 1: phosphorescent compound 1, (4- CBppyCBppy )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

(i) 단계 : 제1 리간드(i) Step: The first ligand of 제조 Produce

1-(4-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인(1.75 g, 5.57 mmol), 2-(트리메틸스탄닐)-피리딘(1.48 g, 6.13 mmol), 및 Pd(PPh3)4 (Tetrakis(triphenylphosphine)palladium)(0.13 g, 2.0 mol%)를 톨루엔(70mL)에 용해시킨 용액을 가열하여 1일 간 환류시켰다. 상온 냉각 후, 포화된 NH4Cl 수용액을 첨가하여 반응 혼합물을 담금질하였다. 유기 상이 분리되었고 수상 층(aqueous layer)은 Et2O(30mL)로 추가로 추출되었다. MgSO4로 조합된 유기 층을 건조시키고, 감압 하에서 농축시켰다. 용리액으로 CH2Cl2/톨루엔(1/1, v/v)를 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(flash column chromatography)로 잔류물을 정제하였다. 진공 건조 후 백색 고체 상태의 2-{p-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘을 얻었다(수득량: 1.03 g, 수율: 54%).(1.48 g, 5.57 mmol), 2- (trimethylstannyl) -pyridine (1.48 g, 6.13 mmol), and Pd (PPh 3 ) 4 (Tetrakis (triphenylphosphine) palladium) (0.13 g, 2.0 mol%) in toluene (70 mL) was heated and refluxed for 1 day. After cooling to room temperature, the reaction mixture was quenched by adding saturated aqueous NH 4 Cl solution. The organic phase was separated and the aqueous layer was further extracted with Et 2 O (30 mL). Dry the combined organic layers with MgSO 4 and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by flash column chromatography using CH 2 Cl 2 / toluene (1/1, v / v) as the eluent. After vacuum drying, 2- {p- (2-methyl-1,2-carbonyl-1-yl) phenyl} pyridine as a white solid was obtained (Yield: 1.03 g, yield: 54%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.70 (dq, 1H, J = 4.8, 0.9 Hz), 7.99 (dt, 2H, J = 8.7, 2.1 Hz), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.27 (ddd, 1H, J = 6.9, 4.8, 1.5 Hz), 1.70 (s, 3H, B-CH3), 1.50-3.70 (br, 10H, B-H). 13C NMR (CDCl3): δ 155.7, 149.9, 141.5, 137.1, 131.5, 131.3, 127.3, 123.0, 120.8 (ppy-C), 81.8, 77.4 (C2B10H10), 23.2 (B-CH3). 11B NMR (CDCl3): -3.0, -4.4, -10.0. HR EI-MS(C14H21B10N): m/z 313.2605(계산치); 313.2606(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.70 (dq, 1H, J = 4.8, 0.9 Hz), 7.99 (dt, 2H, J = 8.7, 2.1 Hz), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.27 (ddd, 1H, J = 6.9, 4.8, 1.5 Hz), 1.70 (s, 3H, B-CH 3), 1.50-3.70 (br, 10H, BH). 13 C NMR (CDCl 3): δ 155.7, 149.9, 141.5, 137.1, 131.5, 131.3, 127.3, 123.0, 120.8 (ppy-C), 81.8, 77.4 (C 2 B 10 H 10), 23.2 (B-CH 3 ). 11 B NMR (CDCl 3): -3.0, -4.4, -10.0. HR EI-MS (C 14 H 21 B 10 N): m / z 313.2605 (calculated); 313.2606 (experimental value).

(( iiii ) 단계 : 제1 고리 금속 이리듐 착화합물의 제조) Step: Preparation of first ring metal iridium complex

상기 2-{p-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘(1.03 g, 3.29 mmol)와 IrCl3·3H2O (0.51 g, 1.43 mmol)을 2-에톡시에탄올(40mL)와 증류수(20mL)가 혼합된 용매에 용해시킨 후, 110℃로 가열하여 1일 간 교반하였다. 상온 냉각 후, 30mL의 증류수가 첨가되어 고체 물질을 침전시켰다. 침전물을 여과시키고, 소량의 에탄올(2 × 10 mL)로 세척하였다. 정제되지 않은 고체가 CH2Cl2로 추출되었고, MgSO4로 용액을 건조시켰다. 여과 후 진공 건조시켜 황색 고체 상태의 [(4-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2 (CB: 오르소-메틸카보레인, ppy: 2-페닐피리디나토-C2,N) 을 얻었다. (수득량: 1.07 g, 수율: 88%)Phenyl) pyridine (1.03 g, 3.29 mmol) and IrCl 3 .3H 2 O (0.51 g, 1.43 mmol) were added to a solution of 2- {p- (2-methyl-1,2- Was dissolved in a mixed solvent of ethoxyethanol (40 mL) and distilled water (20 mL), and the mixture was heated to 110 DEG C and stirred for one day. After cooling to room temperature, 30 mL of distilled water was added to precipitate a solid material. The precipitate was filtered and washed with a small amount of ethanol (2 x 10 mL). The crude solid was extracted with CH 2 Cl 2 and the solution was dried with MgSO 4 . Filtered and vacuum dried to obtain [(4-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (CB: ortho-methylcarboranes, ppy: 2-phenylpyridinato-C 2 , N) in a yellow solid state . (Yield: 1.07 g, yield: 88%).

1H NMR (CDCl3): δ 9.31 (d, 4H, J = 5.7 Hz), 7.92 (m, 8H), 7.44 (d, 4H, J = 8.4 Hz), 7.01 (m, 8H), 6.01 (d, 4H, J = 1.8 Hz), 1.33 (s, 12H, B-CH3), 1.20-3.50 (br, 40H, B-H). 13C NMR (CDCl3): δ 167.1, 151.7, 145.9, 144.1, 137.4, 132.7, 130.6, 124.4, 123.4, 123.2, 120.0, 82.0, 71.5 (C2B10H10), 22.9 (B-CH3). 11B NMR (CDCl3): δ -4.3, -9.5. 분석 결과(C56H80B40Cl2Ir2N4) : C, 39.63; H, 4.75; N, 3.30(계산치). C, 39.63; H, 4.81; N, 3.27(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 9.31 (d, 4H, J = 5.7 Hz), 7.92 (m, 8H), 7.44 (d, 4H, J = 8.4 Hz), 7.01 (m, 8H), 6.01 (d , 4H, J = 1.8 Hz) , 1.33 (s, 12H, B-CH 3), 1.20-3.50 (br, 40H, BH). 13 C NMR (CDCl 3): δ 167.1, 151.7, 145.9, 144.1, 137.4, 132.7, 130.6, 124.4, 123.4, 123.2, 120.0, 82.0, 71.5 (C 2 B 10 H 10), 22.9 (B-CH 3) . 11 B NMR (CDCl 3): δ -4.3, -9.5. Analysis (C 56 H 80 B 40 Cl 2 Ir 2 N 4 ): C, 39.63; H, 4.75; N, 3.30 (calculated). C, 39.63; H, 4.81; N, 3.27 (experimental value).

(( iiiiii ) 단계 : 인광 화합물 1, (4-) Step: Preparation of phosphorescent compound 1, (4- CBppyCBppy )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

[(4-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2 (CB: 오르소-메틸카보레인, ppy: 2-페닐피리디나토-C2,N) (1.03 g, 0.63 mmol), 2,4-펜탄디온(0.19 g, 1.90 mmol), Na2CO3 (0.67 g, 6.32 mmol), 및 아세토니트릴(50mL)를 플라스크에 투여한 후, 80℃로 가열하여 2일 간 교반하였다. 상온 냉각 후, 형성된 주황색 침전물이 여과에 의해 수집되어 아세토니트릴(10mL)로 세척되었다. 정제되지 않은 고체를 CH2Cl2로 추출하여 잔류하는 염을 제거하였다. MgSO4로 용액을 건조 및 여과시켰다. 용매를 증발시킨 후 진공 건조시켜 주황색 고체 상태의 (4-CBppy)2Ir(acac) (CB: 오르소-메틸카보레인, ppy: 2-페닐피리디나토-C2,N, acac: 아세틸아세토네이트) 를 얻었다. (수득량: 0.95 g, 수율: 83%). 상기 (4-CBppy)2Ir(acac)의 아세톤/메탄올 용액을 천천히 증발시킴으로써 X-ray 회절 시험에 적합한 단일 결정을 얻었다. [(4-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (CB: ortho-methyl-carborane, ppy: 2- phenylpyridinato Dina sat -C 2, N) (1.03 g , 0.63 mmol), 2,4 -Pentanedione (0.19 g, 1.90 mmol), Na 2 CO 3 (0.67 g, 6.32 mmol) and acetonitrile (50 mL) were placed in a flask and heated to 80 ° C. and stirred for 2 days. After cooling to room temperature, the orange precipitate formed was collected by filtration and washed with acetonitrile (10 mL). The undissolved solid was extracted with CH 2 Cl 2 to remove residual salts. The solution was dried with MgSO 4 and filtered. The solvent was evaporated and vacuum dried to obtain (4-CBppy) 2 Ir (acac) (CB: ortho-methylcarboranes, ppy: 2-phenylpyridinato-C 2 , N, acac: Nate). (Yield: 0.95 g, yield: 83%). The acetone / methanol solution of (4-CBppy) 2 Ir (acac) was slowly evaporated to obtain a single crystal suitable for the X-ray diffraction test.

1H NMR (CDCl3): δ 8.50 (d, 2H, J = 6.0 Hz), 7.87 (m, 4H), 7.42 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 7.30 (td, 2H, J = 6.0, 2.7 Hz), 6.94 (dd, 2H, J = 8.4, 2.1 Hz), 6.22 (d, 2H, J = 2.1 Hz), 5.31 (s, 1H, acac-CH), 1.83 (s, 6H, acac-CH3), 1.14 (s, 6H, B-CH3), 1.10-3.00 (br, 20H, B-H). 13C NMR (CD2Cl2): δ 185.7 (acac-CO), 167.2, 149.2, 147.9, 147.8, 138.5, 135.0, 130.4, 124.5, 123.8, 123.6, 120.0, 101.2 (acac-CH), 83.2, 77.9 (C2B10H10), 28.8 (acac-CH3), 22.9 (B-CH3). 11B NMR (CDCl3): δ -4.8 (br, 4B), -10.4 (br, 6B). 분석 결과(C33H47B20IrN2O2) : C, 43.45; H, 5.19; N, 3.07(계산치). C, 43.38; H, 5.19; N, 3.08(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.50 (d, 2H, J = 6.0 Hz), 7.87 (m, 4H), 7.42 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 7.30 (td, 2H, J = 6.0, 2H, J = 2.1 Hz), 5.31 (s, 1H, acac-CH), 1.83 (s, 6H, acac-CH3 ), 1.14 (s, 6H, B-CH 3), 1.10-3.00 (br, 20H, BH). 13 C NMR (CD 2 Cl 2 ): δ 185.7 (acac-CO), 167.2, 149.2, 147.9, 147.8, 138.5, 135.0, 130.4, 124.5, 123.8, 123.6, 120.0, 101.2 (acac-CH), 83.2, 77.9 (C 2 B 10 H 10 ), 28.8 (acac-CH 3 ), 22.9 (B-CH 3 ). 11 B NMR (CDCl 3): δ -4.8 (br, 4B), -10.4 (br, 6B). Analysis (C 33 H 47 B 20 IrN 2 O 2 ): C, 43.45; H, 5.19; N, 3.07 (calculated). C, 43.38; H, 5.19; N, 3.08 (experimental value).

실시예Example 2 : 인광 화합물 2, (5- 2: phosphorescent compound 2, (5- CBppyCBppy )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

(i) 단계 : 제1 리간드(i) Step: The first ligand of 제조 Produce

1-(3-브로모페닐)-2-메틸-1,2-클로소-카보레인(1.79 g, 5.72 mmol), 2-(트리메틸스탄닐)-피리딘(1.66 g, 6.87 mmol), 및 Pd(PPh3)4 (Tetrakis(triphenylphosphine)palladium)(0.13 g, 2.0 mol%)를 사용한 것을 제외하면, 실시예 1의 상기 (i) 단계와 동일한 방법으로 2-{m-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘을 얻었다. (수득량: 1.24 g, 수율: 70%)(1.79 g, 5.72 mmol), 2- (trimethylstannyl) -pyridine (1.66 g, 6.87 mmol), and Pd (PPh 3) 4 (Tetrakis ( triphenylphosphine) palladium) (0.13 g, 2.0 mol%) in the same manner as the step (i) of example 1, except for using 2- {m- (2- methyl-1 , 2-carbonyl-1-yl) phenyl} pyridine. (Yield: 1.24 g, yield: 70%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.71 (dq, 1H, J = 4.8, 1.8 Hz), 8.30 (t, 1H, J = 1.8 Hz), 8.03 (dt, 1H, J = 7.8, 1.2 Hz), 7.81 (td, 1H, J = 7.8, 1.8 Hz), 7.70 (tt, 2H, J = 7.8, 1.2 Hz), 7.48 (t, 1H, J = 7.8 Hz), 7.27 (dd, 1H, J = 4.8, 1.2 Hz), 1.72 (s, 3H, B-CH3), 1.50-3.70 (br, 10H, B-H). 13C NMR (CDCl3): δ 156.1, 150.2, 140.5, 137.2, 131.7, 131.5, 130.0, 129.5, 129.1, 123.0, 120.9 (ppy-C), 82.3, 77.5 (C2B10H10), 23.5 (B-CH3). 11B NMR (CDCl3): δ -3.0, -4.5, -10.0. HR EI-MS(C14H21B10N): m/z 313.2605(계산치); 313.2605(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.71 (dq, 1H, J = 4.8, 1.8 Hz), 8.30 (t, 1H, J = 1.8 Hz), 8.03 (dt, 1H, J = 7.8, 1.2 Hz), 7.81 (td, 1H, J = 7.8,1.8 Hz), 7.70 (tt, 2H, J = 7.8,1.2 Hz), 7.48 (t, 1H, J = 7.8 Hz), 7.27 Hz), 1.72 (s, 3H , B-CH 3), 1.50-3.70 (br, 10H, BH). 13 C NMR (CDCl 3): δ 156.1, 150.2, 140.5, 137.2, 131.7, 131.5, 130.0, 129.5, 129.1, 123.0, 120.9 (ppy-C), 82.3, 77.5 (C 2 B 10 H 10), 23.5 ( B-CH 3). 11 B NMR (CDCl 3): δ -3.0, -4.5, -10.0. HR EI-MS (C 14 H 21 B 10 N): m / z 313.2605 (calculated); 313.2605 (experimental value).

단계 (step ( iiii ) : 제1 고리 금속 이리듐 착화합물의 제조): Preparation of first cyclic metal iridium complex

상기 2-{m-(2-메틸-1,2-카보레인-1-일)페닐}피리딘(1.24 g, 3.99 mmol)과 IrCl3·3H2O (0.61 g, 1.73 mmol)를 사용한 것을 제외하면, 실시예 1의 상기 (ii) 단계와 동일한 방법으로 [(5-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2 (CB: 오르소-메틸카보레인, ppy: 2-페닐피리디나토-C2,N)을 얻었다. (수득량: 1.46 g, 수율: 93%)Except that the above 2- {m- (2-methyl-1,2-carbonyl-1-yl) phenyl} pyridine (1.24 g, 3.99 mmol) and IrCl 3 .3H 2 O (0.61 g, 1.73 mmol) [(5-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (CB: ortho-methylcarboline, ppy: 2-phenylpyridinato-C 2 , N). (Yield: 1.46 g, yield: 93%).

1H NMR (CDCl3): δ 9.08 (d, 4H, J = 5.7 Hz), 7.88 (m, 8H), 7.69 (s, 4H), 6.88 (t, 4H, J = 6.6 Hz), 6.79 (d, 4H, J = 8.1 Hz), 5.90 (d, 4H, J = 8.1 Hz), 1.53 (s, 12H, B-CH3), 1.20-3.50 (br, 40H, B-H). 13C NMR (acetone-d6): δ 167.9, 153.1, 151.2, 147.1, 139.8, 132.5, 132.4, 127.3, 125.9, 125.4, 121.5, 85.5, 79.7 (C2B10H10), 22.9 (B-CH3). 11B NMR (CDCl3): δ -4.4, -10.1. 분석 결과(C56H80B40Cl2Ir2N4) : C, 39.63; H, 4.75; N, 3.30(계산치). C, 39.38; H, 4.37; N, 3.09(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 9.08 (d, 4H, J = 5.7 Hz), 7.88 (m, 8H), 7.69 (s, 4H), 6.88 (t, 4H, J = 6.6 Hz), 6.79 (d , 4H, J = 8.1 Hz) , 5.90 (d, 4H, J = 8.1 Hz), 1.53 (s, 12H, B-CH 3), 1.20-3.50 (br, 40H, BH). 13 C NMR (acetone-d6) : δ 167.9, 153.1, 151.2, 147.1, 139.8, 132.5, 132.4, 127.3, 125.9, 125.4, 121.5, 85.5, 79.7 (C 2 B 10 H 10), 22.9 (B-CH 3 ). 11 B NMR (CDCl 3): δ -4.4, -10.1. Analysis (C 56 H 80 B 40 Cl 2 Ir 2 N 4 ): C, 39.63; H, 4.75; N, 3.30 (calculated). C, 39.38; H, 4.37; N, 3.09 (experimental value).

단계 (step ( iiiiii ) : 인광 화합물 2, (5-): Phosphor compound 2, (5- CBppyCBppy )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

[(5-CBppy)2Ir(μ-Cl)]2 (1.37 g, 0.81 mmol), 2,4-펜탄디온(0.24 g, 2.43 mmol), 및 Na2CO3 (0.86 g, 8.09 mmol)을 사용한 것을 제외하면 실시예 1의 상기 (iii) 단계와 동일한 방법으로 (5-CBppy)2Ir(acac) (CB: 오르소-메틸카보레인, ppy: 2-페닐피리디나토-C2,N, acac: 아세틸아세토네이트) 를 얻었다. (수득량: 1.40 g, 수율: 95%). [(5-CBppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (1.37 g, 0.81 mmol), 2,4- pentanedione (0.24 g, 2.43 mmol), and Na 2 CO 3 (0.86 g, 8.09 mmol) to (5-CBppy) 2 Ir (acac) (CB: ortho-methylcarboline, ppy: 2-phenylpyridinato-C 2 , N , acac: acetylacetonate). (Yield: 1.40 g, yield: 95%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.48 (d, 2H, J = 5.4 Hz), 7.92 (d, 2H, J = 8.1 Hz), 7.83 (dt, 2H, J = 8.4, 1.5 Hz), 7.71 (d, 2H, J = 2.1 Hz), 7.23 (m, 2H), 6.87 (dd, 2H, J = 8.1, 2.1 Hz), 6.22 (d, 2H, J = 8.1 Hz), 5.23 (s, 1H, acac-CH), 1.79 (s, 6H, acac-CH3), 1.57 (s, 6H, B-CH3), 1.10-3.10 (br, 20H, B-H). 13C NMR (CD2Cl2): δ 185.4 (acac-CO), 167.0, 152.5, 148.7, 146.5, 138.1, 134.0, 131.2, 126.2, 123.7, 123.2, 119.4, 100.9 (acac-CH), 84.1, 78.1 (C2B10H10), 28.5 (acac-CH3), 23.3 (B-CH3). 11B NMR (CDCl3): δ -4.5 (br, 4B), -10.1 (br, 6B). 분석 결과(C33H47B20IrN2O2) : C, 43.45; H, 5.19; N, 3.07(계산치). C, 43.56; H, 5.21; N, 3.06(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.48 (d, 2H, J = 5.4 Hz), 7.92 (d, 2H, J = 8.1 Hz), 7.83 (dt, 2H, J = 8.4, 1.5 Hz), 7.71 (d 2H, J = 2.1 Hz), 7.23 (m, 2H), 6.87 (dd, 2H, J = 8.1, 2.1 Hz), 6.22 CH), 1.79 (s, 6H , acac-CH 3), 1.57 (s, 6H, B-CH 3), 1.10-3.10 (br, 20H, BH). 13 C NMR (CD 2 Cl 2 ): δ 185.4 (acac-CO), 167.0, 152.5, 148.7, 146.5, 138.1, 134.0, 131.2, 126.2, 123.7, 123.2, 119.4, 100.9 (acac-CH), 84.1, 78.1 (C 2 B 10 H 10 ), 28.5 (acac-CH 3 ), 23.3 (B-CH 3 ). 11 B NMR (CDCl 3): δ -4.5 (br, 4B), -10.1 (br, 6B). Analysis (C 33 H 47 B 20 IrN 2 O 2 ): C, 43.45; H, 5.19; N, 3.07 (calculated). C, 43.56; H, 5.21; N, 3.06 (experimental value).

실시예Example 3 : 인광 화합물 3, (5- 3: phosphorescent compound 3, (5- MeCBbtpMeCBbtp )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

(i) 단계 : 작용기(R)의 도입(i): introduction of functional group (R)

상기 (i) 단계의 원료 물질인 2-클로로-5-에티닐피리딘과 그것의 수소 말단이 n-부틸기로 치환된 2-클로로-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘은 공지된 방법으로 제조되었다(Hapuarachchige, S.; Montano, G.; Ramesh, C.; Rodriguez, D.; Henson, L. H.; Williams, C. C.; Kadavakkollu, S.; Johnson, D. L.; Shuster, C. B.; Arterburn, J. B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6780-6790. Arterburn, J. B.; Corona, C.; Rao, K. V.; Carlson, K. E.; Katzenellenbogen, J. A. J. Org. Chem. 2003, 68, 7063-7070.).2-Chloro-5-ethynylpyridine, which is the raw material of step (i), and 2-chloro-5- (hex-1-yn-1-yl) pyridine in which the hydrogen terminal thereof is substituted with n- (Haponachchige, S .; Montano, G .; Ramesh, C .; Rodriguez, D .; Henson, LH; Williams, CC; Kadavakkollu, S.; Johnson, DL; Shuster, CB; Arterburn, JBJ Chem. Soc, 2011, 133, 6780-6790, Arterburn, JB; Corona, C .; Rao, KV; Carlson, KE; Katzenellenbogen, JAJ Org. Chem., 2003, 68, 7063-7070).

한편, 2-클로로-5-에티닐피리딘(0.80 g, 5.8 mmol)의 테트라히드로퓨란 용액을 0℃에서 리튬 디이소프로필아마이드(3.2mL, 6.4 mmol)로 처리하여 1시간 동안 교반시킨 후, 0℃에서 과량의 MeI(Methyl iodide)(3 당량, 2.5 g, 17.5 mmol)을 혼합물에 투여하였다. 반응 혼합물을 서서히 상온에 도달시켜 2시간 동안 교반시켰다. 반응 혼합물을 물(30mL)로 담금질한 후, 에테르를 사용하여 수상 층(aqueous layer)을 추출하였다. 유기 층을 여과하여 MgSO4로 건조시키고, 감압 하에서 농축시켰다. 용리액으로 n-헥산/CH2Cl2(2:1)를 사용한 실리카 컬럼 크로마토그래피(column chromatography)로 정제하여 2-클로로-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘을 얻었다. (수득량: 0.72 g, 수율: 82%)Meanwhile, a tetrahydrofuran solution of 2-chloro-5-ethynylpyridine (0.80 g, 5.8 mmol) was treated with lithium diisopropylamide (3.2 mL, 6.4 mmol) at 0 ° C. and stirred for 1 hour. (3 eq, 2.5 g, 17.5 mmol) in MeI (methyl iodide) was added to the mixture. The reaction mixture was slowly warmed to room temperature and stirred for 2 hours. The reaction mixture was quenched with water (30 mL) and the aqueous layer was extracted with ether. The organic layer was filtered and dried with MgSO 4, and concentrated under reduced pressure. Purification by silica column chromatography using n-hexane / CH 2 Cl 2 (2: 1) as an eluent gave 2-chloro-5- (prop-1-yn-1-yl) pyridine. (Yield: 0.72 g, yield: 82%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.27 (dd, J = 5.1, 0.5 Hz, 1H), 7.26 (s, 1H), 7.13 (dd, J = 5.1, 1.4 Hz, 1H), 2.05 (s, 3H). 13C NMR (CDCl3): δ 151.53, 149.38, 135.14, 126.17, 124.40, 93.20, 76.54, 4.47. 분석 결과(C8H6ClN) : C, 63.38; H, 3.99; N, 9.24(계산치). C, 63.60; H, 4.07; N, 9.12(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.27 (dd, J = 5.1, 0.5 Hz, 1H), 7.26 (s, 1H), 7.13 (dd, J = 5.1, 1.4 Hz, 1H), 2.05 (s, 3H) . 13 C NMR (CDCl 3 ): δ 151.53, 149.38, 135.14, 126.17, 124.40, 93.20, 76.54, 4.47. Analysis (C 8 H 6 ClN): C, 63.38; H, 3.99; N, 9.24 (calculated). C, 63.60; H, 4.07; N, 9.12 (experimental value).

(( iiii ) 단계 : ) step : 벤조[b]사이오펜기의Benzo [b] thiophene group 도입 Introduction

테트라히드로퓨란(50mL) 중 2-클로로-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘(0.72 g, 4.7 mmol), 벤조[b]사이오펜-2-일-보론산(0.93 g, 5.2 mmol), 및 Pd(PPh3)4(0.11 g, 0.10 mmol)의 혼합물에 Na2CO3 수용액(1.5 g, 14.2 mmol, 10 mL)을 투여하였다. 혼합물을 80℃에서 24시간 동안 교반시켰다. 상온 냉각 후, 물(20mL)을 첨가하였고, 유기 층을 분리하였으며, CH2Cl2 (30 mL)를 사용하여 수상 층을 추출하였다. 조합된 유기 층을 MgSO4로 건조시켜 여과하고, 감압 하에서 농축시킨 후, 황색 잔류물을 용리액으로 n-헥산/CH2Cl2(3:1)를 사용한 컬럼 크로마토그래피(column chromatography)로 정제하여 백색 고체 상태의 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘을 얻었다. (수득량: 0.80 g, 수율: 68%)(0.72 g, 4.7 mmol), benzo [b] thiophen-2-yl-boronic acid (0.93 g, 4.7 mmol) in tetrahydrofuran to a mixture of, 5.2 mmol), and Pd (PPh 3) 4 (0.11 g, 0.10 mmol) Na 2 CO 3 Aqueous solution (1.5 g, 14.2 mmol, 10 mL). The mixture was stirred at 80 &lt; 0 &gt; C for 24 hours. After cooling to room temperature, water (20 mL) was added, the organic layer was separated, and the aqueous layer was extracted with CH 2 Cl 2 (30 mL). The combined organic layers were dried over MgSO 4 , filtered, concentrated under reduced pressure and the yellow residue was purified by column chromatography using n-hexane / CH 2 Cl 2 (3: 1) as eluent to give (Benzo [b] thiophen-2-yl) -5- (prop-1-yn-1-yl) pyridine as a white solid. (Yield: 0.80 g, yield: 68%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.61 (t, J = 1.4 Hz, 1H), 7.86-7.82 (m, 1H), 7.80-7.75 (m, 2H), 7.68 (t, J = 1.3 Hz, 2H), 7.34-7.30 (m, 2H), 2.08 (s, 3H). 13C NMR (CDCl3): δ 152.14, 150.67, 144.30, 140.78, 140.42, 138.89, 125.14, 124.55, 124.14, 122.55, 121.43, 119.87, 118.75, 90.41, 76.74, 4.52. 분석 결과(C16H11NS) : C, 77.07; H, 4.45; N, 5.62(계산치). C, 77.12; H, 4.46; N, 5.55(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.61 (t, J = 1.4 Hz, 1H), 7.86-7.82 (m, 1H), 7.80-7.75 (m, 2H), 7.68 (t, J = 1.3 Hz, 2H) , 7.34-7.30 (m, 2H), 2.08 (s, 3H). 13 C NMR (CDCl 3 ): δ 152.14, 150.67, 144.30, 140.78, 140.42, 138.89, 125.14, 124.55, 124.14, 122.55, 121.43, 119.87, 118.75, 90.41, 76.74, 4.52. Analysis (C 16 H 11 NS): C, 77.07; H, 4.45; N, 5.62 (calculated). C, 77.12; H, 4.46; N, 5.55 (experimental value).

(( iiiiii ) 단계 : 제1 리간드) Step: The first ligand of 제조 Produce

상온에서 디카보레인(B10H14, 0.43 g, 3.52 mmol)과 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(프로프-1-인-1-일)피리딘(0.80 g, 3.21 mmol)의 톨루엔 용액(100 mL)에 Et2S(B10H14에 대해 2.5 당량, 0.95 mL, 8.86 mmol)를 투여하고, 가열하여 환류시킨 후, 반응 혼합물을 3일 간 추가로 교반하였다. 진공 하에서 용매를 제거하였고, 메탄올 (50 mL)을 투여하였다. 생성된 적색 고체를 여과시키고, 톨루엔에 재용해시켰다. 용액을 알루미나 컬럼에서 여과시키고, 용매를 진공 하에서 제거시킨 후, 백색 고체를 얻었다. 아세톤/메탄올 혼합 용매로부터 재결정(Recrystallization)하여 5-MeCBbtpH(5-MeCBbtp: 2-(2'-벤조사이에닐)-5-(2-메틸-오르소-카보레인-1-일)-피리디나토-C2,N)를 얻었다. (수득량: 0.74 g, 수율: 63%)(B 10 H 14 , 0.43 g, 3.52 mmol) and 2- (benzo [b] thiophen-2-yl) -5- (prop- 1 -yl- 1 -yl) pyridine Et 2 S (2.5 eq., 0.95 mL, 8.86 mmol with respect to B 10 H 14 ) was added to a toluene solution (100 mL) of the compound Lt; / RTI &gt; Solvent was removed under vacuum and methanol (50 mL) was administered. The resulting red solid was filtered off and redissolved in toluene. The solution was filtered through an alumina column and the solvent was removed in vacuo to afford a white solid. Recrystallization from a mixed solvent of acetone and methanol gave 5-MeCBbtpH (5-MeCBbtp: 2- (2'-benzothiazolyl) -5- (2-methyl-ortho-carbonyl- Dinato-C 2 , N). (Yield: 0.74 g, yield: 63%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.86 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 7.94 (dd, J = 8.6, 2.4 Hz, 1H), 7.89-7.86 (m, 2H), 7.83-7.81 (m, 1H), 7.78 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.39-7.36 (m, 2H), 3.20-1.60 (br, 10H, CB-BH), 1.74 (s, 3H). 13C NMR (CDCl3): δ 154.25, 151.39, 142.83, 141.15, 140.20, 139.00, 125.79, 125.67, 124.82, 124.52, 123.01, 122.68, 118.88, 78.86 (CB-C), 77.12 (CB-C), 23.26. 11B NMR (CDCl3): δ -2.5, -4.3 (br s, 3B), -9.8 (br s, 7B). 분석 결과(C16H21B10NS) : C, 52.29; H, 5.76; N, 3.81(계산치). C, 52.31; H, 5.76; N, 3.80(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.86 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 7.94 (dd, J = 8.6, 2.4 Hz, 1H), 7.89-7.86 (m, 2H), 7.83-7.81 (m, 1H), 7.78 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.39-7.36 (m, 2H), 3.20-1.60 (br, 10H, CB-BH), 1.74 (s, 13 C NMR (CDCl 3): δ 154.25, 151.39, 142.83, 141.15, 140.20, 139.00, 125.79, 125.67, 124.82, 124.52, 123.01, 122.68, 118.88, 78.86 (CB-C), 77.12 (CB-C), 23.26 . 11 B NMR (CDCl 3): δ -2.5, -4.3 (br s, 3B), -9.8 (br s, 7B). Analysis (C 16 H 21 B 10 NS): C, 52.29; H, 5.76; N, 3.81 (calculated). C, 52.31; H, 5.76; N, 3.80 (experimental value).

(( iviv ) 단계 : 제1 고리 금속 이리듐 착화합물의 제조) Step: Preparation of first ring metal iridium complex

5-MeCBbtpH(0.63 g, 1.71 mmol)와 IrCl3·3H2O(0.23 g, 0.78 mmol)을 2-에톡시에탄올(40mL)와 증류수(20mL)로 이루어진 혼합 용매에 용해시켰다. 반응 혼합물을 110℃로 가열하여 1일 간 교반하였다. 반응 혼합물을 상온으로 냉각시킨 후, 30mL의 증류수를 투여하여 고체 물질을 침전시켰다. 침전물을 여과시키고 소량의 에탄올(2 × 10 mL)과 물(3 × 10mL)을 이용하여 세척하였다. 진공 하에서 건조하여 적색 고체 상태의 [(5-MeCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2를 얻었다. (수득량: 0.37 g, 수율: 49%) 분석 결과(C64H80B40Cl2Ir2N4S4) : C, 40.01; H, 4.20; N, 2.92(계산치). C, 39.66; H, 4.35; N, 2.97(실험치).
5-MeCBbtpH (0.63 g, 1.71 mmol) and IrCl 3 .3H 2 O (0.23 g, 0.78 mmol) were dissolved in a mixed solvent of 2-ethoxyethanol (40 mL) and distilled water (20 mL). The reaction mixture was heated to 110 DEG C and stirred for one day. The reaction mixture was cooled to room temperature and 30 mL of distilled water was then added to precipitate the solid material. The precipitate was filtered off and washed with a small amount of ethanol (2 x 10 mL) and water (3 x 10 mL). And dried under vacuum to obtain [(5-MeCBbtp) 2 Ir (μ-Cl)] 2 in a red solid state. (Yield: 0.37 g, yield: 49%) Analysis result (C 64 H 80 B 40 Cl 2 Ir 2 N 4 S 4 ): C, 40.01; H, 4.20; N, 2.92 (calculated). C, 39.66; H, 4.35; N, 2.97 (experimental value).

(v) 단계 : 인광 화합물 3, (5-(v): Phosphor compound 3, (5- MeCBbtpMeCBbtp )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

[(5-MeCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2(0.10 g, 0.052 mmol), 2,4-펜탄디온(0.015 g, 0.15 mmol), 및 Na2CO3 (0.055 g, 0.52mmol)가 담긴 플라스크에 아세토니트릴(15mL)을 투여하였다. 반응 혼합물을 80℃로 가열하여 2일 간 교반하였다. 상온 냉각 후, 생성된 황색 침전물을 여과하여 수집하고, 아세토니트릴(10mL)로 세척하였다. 비정제된 고체를 CH2Cl2로 추출하였다. 여과물을 감압 하에서 증발시키고, 적색 고체 상태의 (5-MeCBbtp)2Ir(acac)를 얻었다. (수득량: 0.072 g, 수율: 68%) 상기 (5-MeCBbtp)2Ir(acac)의 메탄올 용액을 천천히 증발시킴으로써 X-ray 회절 시험에 적합한 단일 결정을 얻었다. [(5-MeCBbtp) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (0.10 g, 0.052 mmol), 2,4- pentanedione (0.015 g, 0.15 mmol), and Na 2 CO 3 (0.055 g, 0.52mmol) is Acetonitrile (15 mL) was added to the flask. The reaction mixture was heated to 80 DEG C and stirred for 2 days. After cooling to room temperature, the resulting yellow precipitate was collected by filtration and washed with acetonitrile (10 mL). Unrefined solids were extracted with CH 2 Cl 2 . The filtrate was evaporated under reduced pressure to obtain (5-MeCBbtp) 2 Ir (acac) in a red solid state. A single crystal suitable for X-ray diffraction analysis was obtained by slow evaporation of the methanol solution of (5-MeCBbtp) 2 Ir (acac). (Yield: 0.072 g, yield: 68%

1H NMR (CDCl3): δ 8.68 (d, J = 1.9 Hz, 2H), 7.96 (dd, J = 8.6, 2.4 Hz, 2H), 7.66 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.60 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.10 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 6.73 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 6.18 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 5.34 (s, 1H), 3.1-1.5 (br, 20H, CB-BH), 1.84 (s, 6H), 1.80 (s, 6H). 13C NMR (CDCl3): δ 185.29, 167.43, 151.41, 150.77, 146.53, 143.23, 140.62, 134.33, 126.09, 125.71, 123.73, 123.12, 121.72, 117.55, 100.64, 78.83 (CB-C), 77.72 (CB-C), 28.16, 23.24. 11B NMR (CDCl3): δ -3.1 and -4.2 (br s, 5B), -9.9 (br s, 15B). Mp = 357 ℃. 분석 결과(C37H47B20IrN2O2S2) : C, 43.38; H, 4.62; N, 2.73(계산치). C, 43.69; H, 4.77; N, 2.71(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.68 (d, J = 1.9 Hz, 2H), 7.96 (dd, J = 8.6, 2.4 Hz, 2H), 7.66 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.60 (d J = 8.6 Hz, 2H), 7.10 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 6.73 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 6.18 ), 3.1-1.5 (br, 20H, CB-BH), 1.84 (s, 6H), 1.80 (s, 6H). 13 C NMR (CDCl 3): δ 185.29, 167.43, 151.41, 150.77, 146.53, 143.23, 140.62, 134.33, 126.09, 125.71, 123.73, 123.12, 121.72, 117.55, 100.64, 78.83 (CB-C), 77.72 (CB- C), 28.16,23.24. 11 B NMR (CDCl 3): δ -3.1 and -4.2 (br s, 5B), -9.9 (br s, 15B). Mp = 357 &lt; 0 &gt; C. Analysis (C 37 H 47 B 20 IrN 2 O 2 S 2 ): C, 43.38; H, 4.62; N, 2.73 (calculated). C, 43.69; H, 4.77; N, 2.71 (experimental value).

실시예Example 4 : 인광 화합물 4, (5- 4: phosphorescent compound 4, (5- BuCBbtpBuCBbtp )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

(i) 단계 : 작용기(R)의 도입(i): introduction of functional group (R)

2-클로로-5-에티닐피리딘의 수소 말단이 n-부틸기로 치환된 2-클로로-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘은 공지된 방법으로 제조되었다(Hapuarachchige, S.; Montano, G.; Ramesh, C.; Rodriguez, D.; Henson, L. H.; Williams, C. C.; Kadavakkollu, S.; Johnson, D. L.; Shuster, C. B.; Arterburn, J. B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6780-6790. Arterburn, J. B.; Corona, C.; Rao, K. V.; Carlson, K. E.; Katzenellenbogen, J. A. J. Org. Chem. 2003, 68, 7063-7070.).
2-Chloro-5- (hex-1-yn-1-yl) pyridine in which the hydrogen terminal of 2-chloro-5-ethynylpyridine is substituted with an n-butyl group was prepared by a known method (Hapuarachchige, S .; Sherman, CB, Arterburn, JBJ Am. Chem. Soc., 2011, 133, 6780, Johnson, R.; Ramesh, C .; Rodriguez, D .; Henson, LH; Williams, CC; Kadavakkollu, Arterburn, JB, Corona, C .; Rao, KV; Carlson, KE; Katzenellenbogen, JAJ Org. Chem., 2003, 68, 7063-7070).

(( iiii ) 단계 : ) step : 벤조[b]사이오펜기의Benzo [b] thiophene group 도입 Introduction

2-클로로-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘(1.1 g, 5.7 mmol), 벤조[b]사이오펜-2-일-보론산(1.3 g, 7.3 mmol), Pd(PPh3)4(0.14 g, 0.12 mmol), 및 Na2CO3 수용액(1.9 g, 17.9 mmol)를 사용한 것을 제외하면, 실시예 3의 상기 (ii) 단계와 동일한 방법으로 백색 고체 상태의 2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘을 얻었다. (수득량: 1.40 g, 수율: 84%)(1.1 g, 5.7 mmol), benzo [b] thiophen-2-yl-boronic acid (1.3 g, 7.3 mmol), Pd (PPh 3) 4 (0.14 g, 0.12 mmol), and Na 2 CO 3 (Benzo [b] thiophen-2-yl) -5- (hexane-1-carboxylate) was obtained in the same manner as in step (ii) of Example 3, except that the aqueous solution (1.9 g, 17.9 mmol) -1-yn-1-yl) pyridine. (Yield: 1.40 g, Yield: 84%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.60 (t, J = 1.5 Hz, 1H), 7.85-7.83 (m, 1H), 7.78-7.76 (m, 2H), 7.67 (d, J = 1.5 Hz, 2H), 7.34-7.32 (m, 2H), 2.44 (t, J = 7.0 Hz, 2H), 1.63-1.57 (m, 2H), 1.51-1.45 (m, 2H), 0.95 (t, J = 7.3 Hz, 3H). 13C NMR (CDCl3): δ 152.14, 150.57, 144.32, 140.75, 140.41, 138.89, 125.11, 124.53, 124.12, 122.56, 121.38, 119.93, 118.70, 95.01, 77.52, 30.62, 22.03, 19.26, 13.60. 분석 결과(C19H17NS) : C, 78.31; H, 5.88; N, 4.81(계산치). C, 77.97; H, 5.84; N, 4.81(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.60 (t, J = 1.5 Hz, 1H), 7.85-7.83 (m, 1H), 7.78-7.76 (m, 2H), 7.67 (d, J = 1.5 Hz, 2H) , 7.34-7.32 (m, 2H), 2.44 (t, J = 7.0 Hz, 2H), 1.63-1.57 (m, 2H), 1.51-1.45 ). 13 C NMR (CDCl 3 ): δ 152.14, 150.57, 144.32, 140.75, 140.41, 138.89, 125.11, 124.53, 124.12, 122.56, 121.38, 119.93, 118.70, 95.01, 77.52, 30.62, 22.03, 19.26, Analysis (C 19 H 17 NS): C, 78.31; H, 5.88; N, 4.81 (calculated). C, 77.97; H, 5.84; N, 4.81 (experimental value).

(( iiiiii ) 단계 : 제1 리간드) Step: The first ligand of 제조 Produce

2-(벤조[b]사이오펜-2-일)-5-(헥스-1-인-1-일)피리딘(1.25 g, 4.29 mmol), 디카보레인(B10H14, 0.63 g, 5.15 mmol), 및 Et2S(2.5 당량, 1.40 mL, 13.06 mmol)을 사용한 것을 제외하면, 실시예 3의 상기 (iii) 단계와 동일한 방법으로 백색 고체 상태의 5-BuCBbtpH(5-BuCBbtp: 2-(2'-벤조사이에닐)-5-(2-부틸-오르소-카보레인-1-일)-피리디나토-C2,N)를 얻었다. (수득량: 0.95 g, 수율: 54%)2- (benzo [b] between 2-yl) -5- (hex-1-yl) pyridine (1.25 g, 4.29 mmol), dicarboxylic borane (B 10 H 14, 0.63 g , 5.15 5-BuCBbtpH (5-BuCBbtp: 2- (4-fluorobenzyl) -2,3-dioxolan-2-yl) was prepared in the same manner as in step (iii) of Example 3, except that Et 2 S (2'-benzothienyl) -5- (2-butyl-ortho-carbonyl-1-yl) -pyridinato-C 2 , N). (Yield: 0.95 g, yield: 54%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.84 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 7.92-7.86 (m, 3H), 7.83-7.81 (m, 1H), 7.76 (d, J = 8.0 Hz 1H), 7.39-7.36 (m, 2H), 3.20-1.80 (br, 10H, CB-BH), 1.79 (t, J = 8.2, 2H), 1.42-1.34 (m, 2H), 1.15-1.06 (m, 2H), 0.75 (t, J = 7.5 Hz, 3H). 13C NMR (CDCl3): δ 154.19, 151.42, 142.82, 141.10, 140.17, 138.99, 125.77, 125.57, 124.80, 124.49, 123.02, 122.63, 118.82, 82.45 (CB-C), 80.28 (CB-C), 34.96, 31.56, 22.08, 13.46. 11B NMR (CDCl3): δ -3.4 (br s, 2B), -9.9 (br s, 8B). 분석 결과(C19H27B10NS) : C, 55.71; H, 6.64; N, 3.42(계산치). C, 55.50; H, 6.65; N, 3.37(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.84 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 7.92-7.86 (m, 3H), 7.83-7.81 (m, 1H), 7.76 (d, J = 8.0 Hz 1H), (M, 2H), 1.15-1.06 (m, 2H), 7.39-7.36 (m, 2H), 3.20-1.80 (br, , 0.75 (t, J = 7.5 Hz, 3 H). 13 C NMR (CDCl 3): δ 154.19, 151.42, 142.82, 141.10, 140.17, 138.99, 125.77, 125.57, 124.80, 124.49, 123.02, 122.63, 118.82, 82.45 (CB-C), 80.28 (CB-C), 34.96 , 31.56, 22.08, 13.46. 11 B NMR (CDCl 3): δ -3.4 (br s, 2B), -9.9 (br s, 8B). Analysis (C 19 H 27 B 10 NS): C, 55.71; H, 6.64; N, 3.42 (calculated). C, 55.50; H, 6.65; N, 3.37 (experimental value).

(( iviv ) 단계 : 제1 고리 금속 이리듐 착화합물의 제조) Step: Preparation of first ring metal iridium complex

5-BuCBbtpH(5-BuCBbtp: 2-(2'-벤조사이에닐)-5-(2-부틸-오르소-카보레인-1-일)-피리디나토-C2,N)를 사용한 것을 제외하면, 실시예 3의 상기 (iv) 단계와 동일한 방법으로 [(5-BuCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2를 얻었다.
5-BuCBbtpH (5-BuCBbtp: 2- (2'-benzothiazolyl) -5- (2-butyl-ortho-carbonyl-1-yl) -pyridinato-C 2 , N) [(5-BuCBbtp) 2 Ir (μ-Cl)] 2 was obtained in the same manner as in the above (iv) of Example 3.

(v) 단계 : 인광 화합물 4, (5-(v): Phosphor compound 4, (5- BuCBbtpBuCBbtp )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

[(5-BuCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2(0.060 g, 0.029 mmol), 2,4-펜탄디온(0.009 g, 0.09 mmol), 및 Na2CO3(0.031 g, 0.29 mmol)을 사용한 것을 제외하면, 실시예 3의 상기 (v) 단계와 동일한 방법으로 (5-BuCBbtp)2Ir(acac)를 얻었다. (수득량: 0.043 g, 수율: 67%) [(5-BuCBbtp) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (0.060 g, 0.029 mmol), 2,4- pentanedione (0.009 g, 0.09 mmol), and Na 2 CO 3 (0.031 g, 0.29 mmol) to (5-BuCBbtp) 2 Ir (acac) was obtained in the same manner as in the step (v) of Example 3 except that (Yield: 0.043 g, yield: 67%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.63 (d, J = 1.8 Hz, 2H), 7.93 (dd, J = 8.7, 2.0 Hz, 2H), 7.66 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.60 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.10 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 6.78 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 6.17 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 5.32 (s, 1H), 3.2-1.6 (br, 20H, CBBH), 1.88-1.82 (m, 4H), 1.83 (s, 6H), 1.45-1.34 (m, 4H), 1.16-1.06 (m, 4H), 0.79 (t, J = 7.2 Hz, 6H). 13C NMR (CDCl3): δ 185.13, 167.37, 151.39, 150.79, 146.49, 143.14, 140.61, 134.26, 126.06, 125.63, 123.90, 123.09, 121.65, 117.52, 100.67, 82.67 (CB-C), 79.87 (CB-C), 35.08, 31.73, 28.19, 22.33, 13.66. 11B NMR (CDCl3): δ -3.4 (br s, 5B), -9.9 (br s, 15B). Mp = 322℃. 분석 결과(C43H59B20IrN2O2S2) : C, 46.59; H, 5.36; N, 2.53(계산치). C, 46.33; H, 4.91; N, 2.32(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.63 (d, J = 1.8 Hz, 2H), 7.93 (dd, J = 8.7, 2.0 Hz, 2H), 7.66 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.60 (d (D, J = 7.8 Hz, 2H), 5.32 (s, 1H, J = ), 3.2-1.6 (br, 20H, CBBH), 1.88-1.82 (m, 4H), 1.83 (s, 6H), 1.45-1.34 (m, 4H), 1.16-1.06 , &Lt; / RTI &gt; J = 7.2 Hz, 6H). 13 C NMR (CDCl 3): δ 185.13, 167.37, 151.39, 150.79, 146.49, 143.14, 140.61, 134.26, 126.06, 125.63, 123.90, 123.09, 121.65, 117.52, 100.67, 82.67 (CB-C), 79.87 (CB- C), 35.08, 31.73, 28.19, 22.33, 13.66. 11 B NMR (CDCl 3): δ -3.4 (br s, 5B), -9.9 (br s, 15B). Mp = 322 [deg.] C. Analysis (C 43 H 59 B 20 IrN 2 O 2 S 2 ): C, 46.59; H, 5.36; N, 2.53 (calculated). C, 46.33; H, 4.91; N, 2.32 (experimental value).

비교예Comparative Example 1 : 인광 화합물 5, (4- 1: Phosphor compound 5, (4- fppyfppy )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

<화학식 6>(6)

Figure pat00089
Figure pat00089

[(4-fppy)2Ir(μ-Cl)]2 (4-fppy: 2-(4-플루오로페닐)-피리디나토-C2,N) (0.176 g, 0.154 mmol), 2,4-펜탄디온(0.039 g, 0.385 mmol), 및 Na2CO3 (0.163 g, 1.54 mmol)을 사용한 것을 제외하면 상기 실시예 1 또는 실시예 2의 상기 단계 (iii)과 동일한 방법으로 상기 화학식 5로 표시되는 (4-fppy)2Ir(acac)를 얻었다. (수득량: 0.122 g, 수율: 62%). [(4-fppy) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (4-fppy: 2- ( 4-fluorophenyl) -pyrido Dina sat -C 2, N) (0.176 g , 0.154 mmol), 2,4 (5) was obtained in the same manner as in the above step (iii) of Example 1 or Example 2 except that pentanedione (0.039 g, 0.385 mmol) and Na 2 CO 3 (0.163 g, (4-fppy) 2 Ir (acac) was obtained. (Yield: 0.122 g, yield: 62%).

1H NMR (CD2Cl2): δ 8.43 (dt, 2H, J = 4.2 Hz), 7.80 (m, 4H), 7.59 (dd, 2H, J = 8.7, 5.7 Hz), 7.21 (dt, 2H, J = 6.0, 2.1 Hz), 6.58 (dt, 2H, J = 8.7, 2.7 Hz), 5.87 (dd, 2H, J = 9.9, 2.7 Hz), 5.30 (s, 1H), 1.80 (s, 6H). 13C NMR (CD2Cl2): 185.5 (acac-CO), 148.7, 138.1, 126.1, 126.0, 122.4, 119.6, 119.3, 119.2, 108.7, 108.4, 101.0 (acac-CH), 28.8 (acac-CH3). 분석 결과(C27H21F2IrN2O2) : C, 51.01; H, 3.33; N, 4.41(계산치). C, 50.99; H, 3.62; N, 4.21(실험치).
1 H NMR (CD 2 Cl 2 ): δ 8.43 (dt, 2H, J = 4.2 Hz), 7.80 (m, 4H), 7.59 (dd, 2H, J = 8.7, 5.7 Hz), 7.21 (dt, 2H, 2H, J = 6.0, 2.1 Hz), 6.58 (dt, 2H, J = 8.7, 2.7 Hz), 5.87 (dd, 2H, J = 9.9, 2.7 Hz), 5.30 (s, 13 C NMR (CD 2 Cl 2 ): 185.5 (acac-CO), (acac-CH) 148.7, 138.1, 126.1, 126.0, 122.4, 119.6, 119.3, 119.2, 108.7, 108.4, 101.0, 28.8 (acac-CH3) . Analysis (C 27 H 21 F 2 IrN 2 O 2 ): C, 51.01; H, 3.33; N, 4.41 (calculated). C, 50.99; H, 3.62; N, 4.21 (experimental value).

비교예Comparative Example 2 : 인광 화합물 6, (4- 2: phosphorescent compound 6, (4- BuCBbtpBuCBbtp )) 22 IrIr (( acacacac )의 제조)

<화학식 7>&Lt; Formula 7 >

Figure pat00090
Figure pat00090

[(4-BuCBbtp)2Ir(μ-Cl)]2(0.12 g, 0.057 mmol), 2,4-펜탄디온(0.018 g, 0.17 mmol), 및 Na2CO3(0.060 g, 0.57 mmol)을 사용한 것을 제외하면, 실시예 3 또는 실시예 4의 상기 (v) 단계와 동일한 방법으로 상기 화학식 6으로 표시되는 (4-BuCBbtp)2Ir(acac)를 얻었다. (수득량: 0.092 g, 수율: 72%). [(4-BuCBbtp) 2 Ir (μ-Cl)] 2 (0.12 g, 0.057 mmol), 2,4- pentanedione (0.018 g, 0.17 mmol), and Na 2 CO 3 (0.060 g, 0.57 mmol) to (4-BuCBbtp) 2 Ir (acac) represented by the formula (6) was obtained in the same manner as in the step (v) of Example 3 or Example 4, (Yield: 0.092 g, yield: 72%).

1H NMR (CDCl3): δ 8.43 (d, J = 6.1, 2H), 7.71 (d, J = 1.6, 2H), 7.66 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.17 (dd, J = 6.3, 1.9 Hz, 2H), 7.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 6.72 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 6.09 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 5.29 (s, 1H), 3.2-1.7 (br, 20H, CB-BH), 2.05-2.00 (m, 4H), 1.79 (s, 6H), 1.58-1.51 (m, 4H), 1.28-1.19 (m, 4H), 0.83 (t, J = 7.4 Hz, 6H). 13C NMR (CDCl3): δ 185.10, 166.90, 149.39, 149.08, 146.30, 142.69, 141.51, 134.44, 125.72, 125.37, 123.62, 123.07, 119.87, 119.37, 100.84, 82.69 (CB-C), 79.91 (CB-C), 35.18, 31.78, 28.42, 22.31, 13.65. 11B NMR (CDCl3): δ -2.8 (br s, 5B), -9.7 (br s, 15B). Mp = 358℃. 분석 결과(C43H59B20IrN2O2S2) : C, 46.59; H, 5.36; N, 2.53(계산치). C, 46.74; H, 5.35; N, 2.55(실험치).
1 H NMR (CDCl 3): δ 8.43 (d, J = 6.1, 2H), 7.71 (d, J = 1.6, 2H), 7.66 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.17 (dd, J = 6.3 (D, J = 8.1 Hz, 2H), 7.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 6.72 (M, 4H), 1.28-1.19 (m, 4H), 0.83 (m, 4H) , &Lt; / RTI &gt; J = 7.4 Hz, 6H). 13 C NMR (CDCl 3): δ 185.10, 166.90, 149.39, 149.08, 146.30, 142.69, 141.51, 134.44, 125.72, 125.37, 123.62, 123.07, 119.87, 119.37, 100.84, 82.69 (CB-C), 79.91 (CB- C), 35.18, 31.78, 28.42, 22.31, 13.65. 11 B NMR (CDCl 3): δ -2.8 (br s, 5B), -9.7 (br s, 15B). Mp = 358 &lt; 0 &gt; C. Analysis (C 43 H 59 B 20 IrN 2 O 2 S 2 ): C, 46.59; H, 5.36; N, 2.53 (calculated). C, 46.74; H, 5.35; N, 2.55 (experimental value).

실험예Experimental Example 1 :  One : 광물리적Optical physical 및 전기화학적 특성 실험 ( And electrochemical properties 실시예Example 1~ 2,  1 to 2, 비교예Comparative Example 1) One)

구분division (C^N)(C ^ N) λabs/nm
(ε×10-3/M-1cm-1) a
λ abs / nm
(ε × 10 -3 / M -1 cm -1 ) a
λem/nma λ em / nm a τ/μs a τ / μs a Φem a ,b Φ em a , b Eox/V c (DE p/mV)E ox / V c (D E p / mV) Ered/V c (DE p/mV)E red / V c (D E p / mV)
298K298K 77K77K 실시예 1Example 1 (4-CBppy)(4- CBppy ) 261 (38.3), 279 (38.1), 353 (5.4), 390 (3.4), 415 (2.7), 474 (2.0), 509 (0.5)261 (38.3), 279 (38.1), 353 (5.4), 390 (3.4), 415 (2.7), 474 (2.0), 509 531531 524524 3.03.0 0.020.02 0.51 (90) d 0.51 (90) d -2.12 (270) e -2.12 (270) e 실시예 2Example 2 (5-CBppy)(5- CBppy ) 256 (48.4), 274 (43.1), 299 (33.4), 342 (10.1), 378 (4.8), 401 (3.9), 451 (2.4), 481 (1.0)(48.4), 274 (43.1), 299 (33.4), 342 (10.1), 378 (4.8), 401 (3.9), 451 (2.4), 481 503503 493493 0.60.6 0.150.15 0.55 (140) d 0.55 (140) d -2.19 (360) e -2.19 (360) e 비교예 1Comparative Example 1 (4-fppy)(4- fppy ) 259 (40.9), 287 (29.5), 331 (11.3), 393 (5.0), 444 (2.5), 474 (0.8)259 (40.9), 287 (29.5), 331 (11.3), 393 (5.0), 444 (2.5), 474 493493 483483 1.51.5 0.400.40 0.460.46 미관찰Unobserved

실시예 1~2, 및 비교예 1의 인광 화합물에 대한 광물리적 특성과 전기화학적 특성 실험을 수행하였고, 그 결과값을 상기 표 1에 나타내었다. 상기 표 1에 기재된 부호를 참조하면, 각각의 특성에 대한 측정 조건은 아래와 같다.The photophysical properties and the electrochemical characteristics of the phosphorescent compounds of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured, and the results are shown in Table 1. Referring to the symbols in Table 1, the measurement conditions for each characteristic are as follows.

-a: 탈기된 CH2Cl2 (∼10-5 M) 하에서 측정함-a: Measured under degassed CH 2 Cl 2 (~ 10 -5 M)

-b: 퀴닌설페이트(0.5M, H2SO4)의 양자 효율(Φ=0.55)을 기준치로 하여 하기 수학식 1에 따라 측정함-b: Measured according to the following equation (1) based on quantum efficiency (? = 0.55) of quinine sulfate (0.5 M, H 2 SO 4 )

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00091
Figure pat00091

상기 식에서, Φ: 양자 효율, η: 용매의 굴절률, A: 여기 파장에서의 흡광도, I: 발광 스펙트럼 아래 적분 면적, s, r: 시편과 기준치를 의미한다. CH2Cl2의 η 값은 1.424이고, 0.5M H2SO4의 η 값은 1.346이다.Η is the refractive index of the solvent, A is the absorbance at the excitation wavelength, I is the integral area under the luminescence spectrum, s, r is the specimen and the reference value. The η value of CH 2 Cl 2 is 1.424 and the η value of 0.5 MH 2 SO 4 is 1.346.

-c: Fc/Fc+ 산화환원쌍(redox couple)을 기준치로 하여 DMF 하에서(1 mM, 스캔 속도=100 mV/s) 측정함-c: Measured under DMF (1 mM, scan rate = 100 mV / s) based on Fc / Fc + redox couple

-d: 가역 산화 조건에서 측정함-d: measured under reversible oxidation conditions

-e: 준가역 환원 조건에서 측정함
-e: Measured under quasi-reversing conditions

도 4(a)를 참조하면, 실시예 1의 인광 화합물은 250~350nm 영역에서 강한 흡광 밴드를 나타내며, 이는 4-CBppy 리간드의 스핀 허용 π-π* 전이에 기인한 것일 수 있다. 밴드 형태, 밴드 에너지, 및 고흡광계수는 자유 리간드인 4-CBppyH에서 관찰된 것과 일치하였다. 유사한 π-π* 전이 밴드가 실시예 2에서 약한 청색 시프트와 함께 관찰되었다. 415nm에서 실시예 1 인광 화합물의 저 에너지 밴드가 스핀 허용 MLCT(metal to ligand charge transfer)에서 기인한 것인 반면에, 474nm에서의 밴드는 스핀 억제 MLCT와 4-CBppy 리간드의 π-π* 전이에 의한 것일 수 있다. 실시예 1의 MLCT 밴드는 4개의 불소 원소를 포함하는 비교예 1에 비해 현저하게 적색 시프트되었다(393 및 444 nm). 반대로, 실시예 2의 최저 에너지 밴드가 실시예 1에 비해 현저하게 청색 시프트된 영역에서 관찰되었다(401 및 451 nm). 이는 페닐 고리의 4번 위치에 대한 카보레인 치환이 여기 상태 에너지를 낮추는 반면에, 5번 위치에 대한 치환은 여기 상태 에너지를 높인다는 것을 의미한다. 도 4(b)의 광발광 스펙트럼에서도 이와 유사한 경향이 나타났다. 실시예 1은 531nm 중심에서 적색 시프트된 발광 밴드를 나타낸 반면에, 실시예 2는 503nm에서 청색 시프된 밴드를 나타내었다. 실시예 1과 실시예 2의 발광 수명은 각각 3.0μs와 0.6μs였다. 카보레인의 전자 결핍 특성에도 불구하고 실시예 1과 비교예 1 간의 약 40nm의 발광 파장 차이는 특이하며, 실시예 2에서 나타나는 13nm 청색 시프트 또한 주목할 만하다. 이러한 결과는 페닐 고리에 대한 카보레인 치환 위치의 변화가 인광 색상 조정으로 이어질 수 있음을 시사한다.Referring to FIG. 4 (a), the phosphorescent compound of Example 1 exhibits a strong extinction band in the region of 250 to 350 nm, which may be due to the spin-tolerant? -Π * transition of the 4-CBppy ligand. Band shape, band energy, and high extinction coefficient were consistent with those observed for the free ligand, 4-CBppyH. A similar π-π * transition band was observed with a weak blue shift in Example 2. While the low energy band of the phosphorescent compound of Example 1 at 415 nm was due to the spin-tolerant MLCT (metal to ligand charge transfer), the band at 474 nm was attributed to the spin-suppression MLCT and the? -Π * transition of the 4-CBppy ligand . The MLCT band of Example 1 was significantly red shifted (393 and 444 nm) compared to Comparative Example 1 comprising four fluorine elements. Conversely, the lowest energy band of Example 2 was observed in the significantly blue shifted region (401 and 451 nm) compared to Example 1. This means that the carbene substitution for the 4 position of the phenyl ring lowers the excited state energy while the substitution for the 5 position increases the excited state energy. A similar tendency also appeared in the photoluminescence spectrum of Fig. 4 (b). Example 1 showed a red shifted emission band at the center of 531 nm, whereas Example 2 showed a blue shifted band at 503 nm. The luminescent lifetimes of Example 1 and Example 2 were 3.0 mu s and 0.6 mu s, respectively. Despite the electron deficiency characteristic of carboranes, the difference in the emission wavelength of about 40 nm between Example 1 and Comparative Example 1 is unusual, and the 13 nm blue shift shown in Example 2 is also remarkable. These results suggest that changes in the carbene substitution position for the phenyl ring may lead to phosphorescence color tuning.

도 5를 참조하면, 실시예 1과 실시예 2의 인광 화합물은 0.51V와 0.55V에서 가역 산화를 거친다. 이러한 산화 전위는 비교예 1 대비 음극으로 시프트되며, 이는 카보레인의 유도 효과에 의한 HOMO의 효과적인 안정화에 의해 실시예 1과 실시예 2의 HOMO가 비교예 1 대비 에너지가 낮다는 것을 의미한다. 반대로, 실시예 1과 실시예 2는 화학적으로 가역적이나 전기화학적으로는 준가역적인 환원 과정을 나타낸다. 아릴기 치환된 오르소-카보레인은 일반적으로 실시예 1과 실시예 2에서 관찰된 것과 유사한 환원 과정을 거치며, 이러한 환원 특성은 피리딜 환원에 카보레인이 관여하도록 할 수 있다. 즉, 카보레인은 LUMO 준위에 영향을 미칠 수 있다. 도 5에 나타난 환원 전위를 비교하면 실시예 1의 환원이 가장 용이하며, 이는 실시예 1에서의 현저한 LUMO 안정화를 반영하는 것이다. 실시예 1과 실시예 2의 이러한 환원 거동은 카보레인의 강한 유도 전자 당김 효과, 및 LUMO 비편재에 대한 카보레인의 참여와 관련되는 것으로 확인되었다.
Referring to FIG. 5, the phosphorescent compounds of Examples 1 and 2 undergo reversible oxidation at 0.51 V and 0.55 V. This oxidation potential shifts to the negative electrode according to Comparative Example 1. This means that the HOMO of Examples 1 and 2 is lower in energy than that of Comparative Example 1 due to effective stabilization of HOMO by the induction effect of carbene. Conversely, Example 1 and Example 2 exhibit chemically reversible but electrochemically quasi-reversible reduction processes. The aryl group substituted ortho-carboranes are generally subjected to a reduction process similar to that observed in Example 1 and Example 2, and such reduction characteristics may allow the carbene to participate in the pyridyl reduction. That is, carboranes can affect LUMO levels. Comparing the reduction potentials shown in FIG. 5, the reduction of Example 1 is the easiest, reflecting the remarkable LUMO stabilization in Example 1. These reduction behaviors of Example 1 and Example 2 were found to be related to the strong induction electron withdrawing effect of carboranes and the participation of carboranes to LUMO nonuniformity.

실험예Experimental Example 2 :  2 : 광물리적Optical physical 및 전기화학적 특성 실험 ( And electrochemical properties 실시예Example 3~ 4,  3 to 4, 비교예Comparative Example 2) 2)

구분division (C^N)(C ^ N) λabs/nm
(ε×10-3/M-1cm-1) a
λ abs / nm
(ε × 10 -3 / M -1 cm -1 ) a
λem/nm a λ em / nm a ΦPL
solution a ,b /
film c ,d
Φ PL
solution a , b /
film c , d
τ/μsτ / μs Eox/VE ox / V Ered/VE red / V
298K298K 77K77K film c film c solidsolid 용액solution film c film c solidsolid 실시예 3Example 3 (5-MeCBbtp)(5- MeCBbtp ) 288 (37.0), 338 (28.4), 374 (21.4), 522 (10.6)288 (37.0), 338 (28.4), 374 (21.4), 522 (10.6) 644644 636636 644644 671671 0.05/0.130.05 / 0.13 1.171.17 3.663.66 0.190.19 0.55 e,g 0.55 e, g -1.76 e,h -1.76 e, h 실시예 4Example 4 (5-BuCBbtp)(5- BuCBbtp ) 287 (35.0), 338 (25.7), 374 (19.1), 522 (9.3)287 (35.0), 338 (25.7), 374 (19.1), 522 (9.3) 644644 635635 643643 649649 0.04/0.130.04 / 0.13 비교예 2Comparative Example 2 (4-BuCBbtp)(4- BuCBbtp ) 302 (34.7), 382 (15.8), 530 (5.0)302 (34.7), 382 (15.8), 530 (5.0) -- 641641 644644 657657 - /0.01- /0.01 -- 0.500.50 0.190.19 0.50 e,g 0.50 e, g -1.66 f,h -1.66 f, h

실시예 3~4, 및 비교예 2의 인광 화합물에 대한 광물리적 특성과 전기화학적 특성 실험을 수행하였고, 그 결과값을 상기 표 2에 나타내었다. 상기 표 2에 기재된 부호를 참조하면, 각각의 특성에 대한 측정 조건은 아래와 같다.The photophysical properties and the electrochemical characteristics of the phosphorescent compounds of Examples 3 to 4 and Comparative Example 2 were tested, and the results are shown in Table 2 above. Referring to the symbols in Table 2, the measurement conditions for each characteristic are as follows.

-a: 탈기된 THF (∼10-5 M) 하에서 측정함-a: measured under degassed THF (~ 10 -5 M)

-b: 퀴닌설페이트(0.5M, H2SO4)의 양자 효율(Φ=0.55)을 기준치로 하여 상기 수학식 1에 따라 측정하며, 이 때, CH2Cl2의 η 값은 1.424이고, 0.5M H2SO4의 η 값은 1.346이다.-b: quinine sulfate (0.5M, H 2 SO 4) and the reference value to the quantum efficiency (Φ = 0.55) of the measures according to the equation 1, the value of η at this time, CH 2 Cl 2 was 1.424, 0.5 The η value of MH 2 SO 4 is 1.346.

-c: 스핀 코팅된 PMMA 필름 (Ir(III) 착화합물 8중량% 도핑됨)-c: spin-coated PMMA film (8 wt% doped Ir (III) complex)

-d: PLQY()의 절대값-d: Absolute value of PLQY ()

-e: Fc/Fc+ 산화환원쌍(redox couple)을 기준치로 하여 DMF 하에서(1 mM, 스캔 속도=100 mV/s) 측정함-e: Measured under DMF (1 mM, scan rate = 100 mV / s) based on Fc / Fc + redox couple

-f: 스캔 속도=200 mV/s 에서 측정함-f: measured at scan rate = 200 mV / s

-g: 가역 산화 조건에서 측정함-g: measured under reversible oxidation conditions

-h: 준가역 환원 조건에서 측정함
-h: Measured under quasi-reversible reduction conditions

도 6을 참조하면, 실시예 3의 인광 화합물은 270~400nm 영역에서 강한 흡광 밴드를 나타내고, 이는 CBbtp 리간드의 스핀 허용 π-π* 전이에 의한 것으로 분석되었다. 유사한 π-π* 전이 밴드가 비교예 2의 인광 화합물에서도 관찰되었다. 450~600nm 영역의 넓은 저 에너지 밴드는 (btp)2Ir(acac)에서 관찰된 것과 유사하며, 혼합된 MLCT 및 MLCT 전이에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 실시예 3과 비교예 2의 밴드 위치(각각 522nm 및 530nm)는 btp)2Ir(acac) 대비 실질적으로 적색 시프트되었고, 이로부터 피리딘 고리의 5번 또는 4번 위치에 대한 카보레인 치환이 밴드갭 에너지를 낮추었음이 확인되었다. 실시예 3과 비교예 2의 발광 파장이 77K와 필름에서 유사한 반면에, 분말화된 실시예 3의 시편은 비교예 2의 그것에 비해 적색 시프트된 발광 밴드를 나타내었다. 이는 실시예 3이 고체 상태에서 응집되어 분자 간 π-π 상호 작용이 발생한 데에 기인한 것으로 분석되며, 비교예 2에서는 n-부틸기의 스테릭 효과에 의해 이러한 상호 작용이 나타나지 않은 것으로 분석된다.Referring to FIG. 6, the phosphorescent compound of Example 3 exhibited a strong absorption band in the region of 270 to 400 nm, which was analyzed to be due to spin-tolerant? -Π * transition of the CBbtp ligand. Similar π-π * transition bands were also observed in the phosphorescent compound of Comparative Example 2. The broad low energy band in the 450-600 nm region is similar to that observed in (btp) 2 Ir (acac) and can have a significant impact on mixed MLCT and MLCT transitions. The band positions (522 nm and 530 nm, respectively) of Example 3 and Comparative Example 2 were substantially red shifted compared to btp) 2 Ir (acac), from which the carbene substitution for position 5 or 4 of the pyridine ring resulted in a bandgap It was confirmed that the energy was lowered. While the emission wavelengths of Example 3 and Comparative Example 2 were similar in film to 77 K, the specimen of Powdered Example 3 exhibited a red shifted emission band compared to that of Comparative Example 2. It is analyzed that Example 3 is due to aggregation in solid state and intermolecular π-π interaction occurs. In Comparative Example 2, it is analyzed that no such interaction is observed due to the steric effect of n-butyl group .

한편, 실시예 4의 흡광 및 인광 스펙트럼은 실시예 3 대비 고체 상태에서 청색 시프트된 발광 밴드를 제외하면 실질적으로 일치하여, 오르소-카보레인의 알킬 치환기의 스테릭 효과가 고체 상태에서 분자 간 π-π 상호 작용에 영향을 미친다 것을 확인하였다. 또한, 실시예 4의 인광 화합물의 인광 양자 효율이 실시예 3과 유사하였고, 이는 착화합물의 광물리적 성질에 대한 알킬 치환기의 영향이, 그것이 치환되는 위치에 비해 크지 않음을 의미한다.On the other hand, the absorption and the phosphorescence spectra of Example 4 were substantially identical except for the light-emitting band shifted in the solid state from that of Example 3, and the steric effect of the alkyl substituent of ortho-carbene was in the solid state, -π interactions in the sample. In addition, the phosphorescent compound efficiency of the phosphorescent compound of Example 4 was similar to that of Example 3, which means that the influence of the alkyl substituent on the photophysical properties of the complex is not greater than the position where it is substituted.

도 7을 참조하면, 실시예 3과 비교예 2의 인광 화합물은 각각 0.55V와 0.50V에서 가역 산화를 거친다. 이러한 산화 전위는 (btp)2Ir(acac) (0.36V) 대비 음극으로 시프트된 것이며, 실시예 3과 비교예 2의 인광 화합물의 HOMO의 에너지 준위가 (btp)2Ir(acac)보다 낮음을 가리킨다. 이러한 결과는 카보레인의 유도 전자 당김 효과에 의해 HOMO 준위가 안정화되었기 때문인 것으로 분석되었다. 반대로, 실시예 3과 비교예 2의 인광 화합물은 각각 -1.76 및 -1.66 V에서 환원되었고, 이는 화학적으로 가역적이나 전기화학적으로는 준가역적이었다. 환원 후 두 개의 산화 피크에 대해 한 개의 고강도 양극 피크가 나타나는 것은 100~200 mV/s의 스캔 속도에서 실시예 3과 비교예 2에서 하나의 2-전자 환원이 일어날 수 있음을 암시한다. 이러한 환원 거동은 피리딜 환원에 카보레인이 관여하도록 할 수 있다. 즉, 카보레인은 LUMO 준위에 영향을 미칠 수 있다. 도 7에 나타난 환원 전위를 비교하면 비교예 2의 환원이 실시예 3 에 비해 더 용이하며, 이는 4번 위치에 대한 카보레인 치환이 5번 위치보다 LUMO 안정화에 더 큰 영향을 미침을 의미하는 것이다.
Referring to FIG. 7, the phosphorescent compounds of Example 3 and Comparative Example 2 undergo reversible oxidation at 0.55 V and 0.50 V, respectively. This oxidation potential is shifted to the cathode relative to (btp) 2 Ir (acac) (0.36 V), and the energy level of the HOMO of the phosphorescent compound of Example 3 and Comparative Example 2 is lower than (btp) 2 Ir (acac) Point. These results indicate that the HOMO level is stabilized by the induced pulling effect of carboranes. Conversely, the phosphorescent compounds of Example 3 and Comparative Example 2 were reduced at -1.76 and -1.66 V, respectively, which were chemically reversible but electrochemically quasi-reversible. The appearance of one high intensity anode peak for two oxidation peaks after reduction suggests that one 2-electron reduction can occur in Example 3 and Comparative Example 2 at a scan rate of 100-200 mV / s. This reduction behavior may allow carbene to be involved in pyridyl reduction. That is, carboranes can affect LUMO levels. Comparing the reduction potentials shown in FIG. 7, the reduction of Comparative Example 2 is easier than that of Example 3, indicating that carbene substitution at position 4 has a greater effect on LUMO stabilization than position 5 .

실험예Experimental Example 3 :  3: 전계Field 발광 소자의 성능 실험 ( Performance Test of Light Emitting Device 실시예Example 1~ 2,  1 to 2, 비교예Comparative Example 1) One)

전계 발과 소자는 순차적으로 ITO/NPB (40nm)/CBP: 발광층(8중량%) (30nm)/BCP (10nm)/Alq3 (40nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm)를 포함하고, 상기 발광층은 (4-CBppy)2Ir(acac) 또는 fac-Ir(ppy)3이고; NPB는 N,N′-비스(나프탈렌-1-일)-N,N′-비스(페닐)-벤지딘(EM Index, 한국 지사, >99%, 특급)이고; CBP는 4,4′-비스(9-카바졸릴)-바이페닐(Nichem, >99%, 특급)이고; BCP는 바소큐프로인(Lumtec, >99.8%, 특급)이고; Alq3는 트리스(8-히드록시퀴놀리노라토)알루미늄(EM Index, >99%, 특급)이다. ITO로 사전 코팅된 유리 기판 상에 진공 증착법(∼10-7Torr)을 이용하여 정공 수송 NPB 층을 증착시켰다. 이후, 진공 하에서 발광 물질과 함게 CBP 호스트 층을 증착시켰다. TENCOR alpha-step 500 프로파일러를 이용하여 EML의 필름 두께를 결정하였다. EML 상에 정공 차단층, 전자 수송 Alq3 층 및 LiF 및 Al의 양극 층을 증착시켰다. (증착 속도: BCP, Alq3=1 A/s, LiF=0.1 A/s, Al 전극=3 A/s).The electric field and the device sequentially include ITO / NPB (40 nm) / CBP: light emitting layer (8 wt%) (30 nm) / BCP (10 nm) / Alq 3 (40 nm) / LiF (1 nm) / Al And the light emitting layer is (4-CBppy) 2 Ir (acac) or fac-Ir (ppy) 3 ; NPB is N, N'-bis (naphthalen-1-yl) -N, N'-bis (phenyl) -benzidine (EM Index, Korea branch,> 99%, exp.); CBP is 4,4'-bis (9-carbazolyl) -biphenyl (Nichem,> 99%, exp.); BCP is Basocuproin (Lumtec, &gt; 99.8%, Limited); Alq 3 is tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (EM Index,> 99%, limited edition). A hole-transporting NPB layer was deposited on a glass substrate previously coated with ITO using vacuum deposition (~ 10 -7 Torr). The CBP host layer was then deposited with the luminescent material under vacuum. The film thickness of the EML was determined using a TENCOR alpha-step 500 profiler. A positive hole blocking layer, an electron transporting Alq 3 layer, and a positive electrode layer of LiF and Al were deposited on the EML. (Deposition rate: BCP, Alq 3 = 1 A / s, LiF = 0.1 A / s, Al electrodes = 3 A / s).

PR-650 분광기를 이용하여 전계 발광 스펙트럼을 측정하였고, 전류-전압 소스(Keithley 237)와 발광 검출기(PR-650)를 이용하여 전류-전압(J-V) 및 휘도-전압(L-V) 특성을 측정하였다. 모든 전계 발광 측정은 상온에서 질소로 충진된 글러브박스에서 이루어졌다.
The electroluminescence spectra were measured using a PR-650 spectrometer and current-voltage (JV) and luminance-voltage (LV) characteristics were measured using a current-voltage source (Keithley 237) and a luminescence detector (PR- . All electroluminescence measurements were made in a glove box filled with nitrogen at room temperature.

구분division emitteremitter CIE
(x , y) b
CIE
(x, y) b
V turn - on
(V) c
V turn - on
(V) c
L max
(cd/m2) d
L max
(cd / m 2 ) d
EQEmax
(%) e
EQE max
(%) e
PEmax
(lm/W) f
PE max
(lm / W) f
실시예 1Example 1 (4-CBppy)2-Ir(acac)(4-CBppy) 2- Ir (acac) (0.392, 0.585)(0.392, 0.585) 4.64.6 1330013300 6.66.6 10.710.7 -- fac-Ir(ppy)3 fac- Ir (ppy) 3 (0.330, 0.612)(0.330, 0.612) 3.43.4 4010040100 10.910.9 25.025.0

실시예 1 및 인광 화합물로 fac-Ir(ppy)이 적용된 인광 유기 발광 소자에 대한 성능 실험을 수행하였고, 그 결과값을 상기 표 3에 나타내었다. 상기 표 3에 기재된 부호를 참조하면, 각각의 특성에 대한 측정 조건은 아래와 같다.A performance test was conducted on the phosphorescent organic light emitting device to which Example 1 and fac- Ir (ppy) were applied as a phosphorescent compound, and the results are shown in Table 3 above. Referring to the symbols in Table 3, the measurement conditions for each characteristic are as follows.

-b: 10mA/cm2 전류 밀도 조건 하에서 측정함-b: Measured under a current density of 10 mA / cm 2

-c: 1cd/m2 휘도 조건 하에서 인가된 전압을 측정함-c: Measures the applied voltage under 1cd / m 2 luminance condition

-d: 최대 휘도를 측정함-d: Measures the maximum luminance

-e: 최대 외부 양자 효율을 측정함-e: Measured maximum external quantum efficiency

-f: 최대 전력 효율을 측정함
-f: Measures maximum power efficiency

도 8을 참조하면, 실시예 1의 인광 화합물이 도핑된 인광 유기 발광 소자(이하, "인광 유기 발광 소자 1")는 실시예 1의 인광 화합물과 매우 유사한 녹색 광을 발광하는 것으로 나타나, 이러한 발광이 실시예 1의 인광 화합물에서만 유래한 것으로 확인되었다. 도 9를 참조하면 인광 유기 발광 소자 1은 fac-Ir(ppy)3가 도핑된 인광 유기 발광 소자에 비해 높은 턴-온 전압을 나타내었다(4.6 V). 인가 전압을 증가시키면 인광 유기 발광 소자 1은 12.0 V에서 13,300 cd/m2의 최대 밝기를 가지는 전류 밀도와 휘도를 나타내었다. 수명 실험에서도 인광 유기 발광 소자 1은 fac-Ir(ppy)3가 도핑된 인광 유기 발광 소자에 비해 높은 안정성을 나타내었으며, 외부 양자 효율(ηEQE, 6.6%) 과 전력 효율(ηPE, 10.7 lm/W)의 측면에서 양호함을 확인하였다.
Referring to FIG. 8, the phosphorescent organic electroluminescent device (hereinafter referred to as "phosphorescent organic electroluminescent device 1") doped with the phosphorescent compound of Example 1 emits green light very similar to the phosphorescent compound of Example 1, Was found to originate only from the phosphorescent compound of Example 1. Referring to FIG. 9, the phosphorescent organic light emitting device 1 exhibited a higher turn-on voltage (4.6 V) than the phosphorescent organic light emitting device doped with fac- Ir (ppy) 3 . When the applied voltage was increased, the phosphorescent organic light emitting device 1 exhibited a current density and a luminance having a maximum brightness of 13,300 cd / m 2 at 12.0 V. In the lifetime test, the phosphorescent organic light-emitting device 1 exhibited higher stability than the phosphorescent organic light-emitting device doped with fac- Ir (ppy) 3 and exhibited higher external quantum efficiency (η EQE , 6.6%) and power efficiency (η PE , 10.7 lm / W).

실험예Experimental Example 4 :  4 : 전계Field 발광 소자의 성능 실험 ( Performance Test of Light Emitting Device 실시예Example 3~ 4,  3 to 4, 비교예Comparative Example 2) 2)

미리 세척되고 플라즈마 처리된 ITO 코팅 유리 기판 상에 전계 발광 소자를 제조하였다. 폴리(3,4-에틸렌디옥시사이오펜):폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS) (Baytron AI4083, H.C. Starck)의 수상 분산액을 상기 기판 상에 30초 간 2500rpm으 로 스핀 코팅시키고, 100℃에서 10분 간 베이크하였다. 상기 PEDOT:PSS 층 상에 (5-MeCBbtp)2Ir(acac) 또는 (4-BuCBbtp)2Ir(acac)과 혼합된 (호스트에 대해 12중량%의 이미터) PNB-CBP로 구성된 발광층들을 클로로벤젠(0.85중량%) 용액으로부터 30초간 1500rpm으로 스핀시켰다. 이후, 샘플을 75℃ 열판 상에서 10분 간 어닐링하였다. PNB-CBP는 CBP(9,9′-(1,1′-바이페닐)-4,4′-다일비스-9H-카바졸)기를 함유하는 폴리노르보넨(PNB) 기반의 폴리머 호스트이다(ET = 2.60eV). 스핀 코팅된 층의 필름 두께는 AFM으로 결정되며, 30nm로 측정되었다. (5-MeCBbtp)2Ir(acac) 또는 (4-BuCBbtp)2Ir(acac)가 도핑된 PNB-CBP로 코팅된 시편과 PEDOT:PSS만 코팅된 시편을 열 증발 챔버(HS-1100, Digital Optics & Vacuum)에 투입시키고, 질소로 충진된 글러브 박스로 밀폐시켰다. 선택적 셰도우 마스크를 사용하여 30nm 두께의 CBP 층을 8중량%의 (btp)2Ir(acac)와 함께 PEDOT:PSS 시편 상에 증착시켰다.An electroluminescent device was prepared on an ITO-coated glass substrate which had been pre-cleaned and plasma-treated. An aqueous dispersion of poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate) (PEDOT: PSS) (Baytron AI4083, HC Starck) was spin-coated on the substrate for 30 seconds at 2500 rpm, Lt; 0 &gt; C for 10 minutes. The emissive layers composed of PNB-CBP mixed with (5-MeCBbtp) 2 Ir (acac) or (4-BuCBbtp) 2 Ir (acac) on the PEDOT: PSS layer Benzene (0.85 wt%) solution at 1500 rpm for 30 seconds. Thereafter, the sample was annealed on a 75 DEG C hot plate for 10 minutes. PNB-CBP is a polynorbornene (PNB) -based polymeric host containing CBP (9,9 '- (1,1'-biphenyl) -4,4'-dibis-9H- = 2.60 eV). The film thickness of the spin-coated layer was determined by AFM and measured at 30 nm. (5-MeCBbtp) 2 Ir ( acac) or (4-BuCBbtp) 2 Ir ( acac) is coated with a doped PNB-CBP specimen and PEDOT: PSS only the column evaporation chamber (HS-1100 coated samples, Digital Optics &Amp; Vacuum), and sealed with a glove box filled with nitrogen. A 30 nm thick CBP layer was deposited on a PEDOT: PSS specimen with 8 wt% (btp) 2 Ir (acac) using a selective shadow mask.

그 다음, 모든 시편에 대해 개구 영역을 가지는 것으로 교환된 셰도우 마스크를 이용하여 유기 층[5-MeCBbtp)2Ir(acac) 또는 (4-BuCBbtp)2Ir(acac)가 도핑된 PNB-CBP, 및 (btp)2Ir(acac)로 도핑된 CBP]을 발광층 상에 증착시켰다. 이러한 방법으로, BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난스롤린, 20nm), Bphen (4,7-디페닐-1,10-페난스롤린, 30nm), LiF (1nm), 및 Al (100nm)를 제조하였다. 고 진공 하에서 BCP 및 Bphen, LiF, Al 전극에 대해 각각 0.5-1.0 A/s, 0.2 A/s, 및 3 A/s의 증착 속도에 따라 진공 증착을 수행하였다.Then, PNB-CBP doped with an organic layer [5-MeCBbtp) 2 Ir (acac) or (4-BuCBbtp) 2 Ir (acac) using a shadow mask exchanged with openings for all specimens, and (btp) 2 Ir (acac)] was deposited on the light emitting layer. In this way, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, 20 nm), Bphen (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, LiF (1 nm), and Al (100 nm). Vacuum deposition was performed under high vacuum at BCP and Bphen, LiF, and Al electrodes at deposition rates of 0.5-1.0 A / s, 0.2 A / s, and 3 A / s, respectively.

질소 분위기 하에서 섬유 광학 분광기(EPP2000, StellarNet)를 이용하여 스펙트럼을 측정하였고, Source Measure Unit(Keithley 2400) 및 교정된 포토다이오드(FDS100, Thorlab)를 이용하여 전류밀도-전압(J-V) 및 휘도-전압(L-V) 특성을 기록하였다.
The spectrum was measured using a fiber optic spectrometer (EPP2000, StellarNet) under a nitrogen atmosphere and the current density-voltage (JV) and luminance-voltage (Vs) were measured using a Source Measure Unit (Keithley 2400) and a calibrated photodiode (FDS100, Thorlab) (LV) characteristics were recorded.

구분division emitteremitter conc. of emitter (wt%)conc. of emitter (wt%) hosthost CIE (x,y) b CIE (x, y) b V turn - on (V) c V turn - on (V) c L (cd/m2) d L (cd / m 2 ) d EQEmax (%) e EQE max (%) e PEmax (lm/W) f PE max (lm / W) f 실시예 3Example 3 5a5a 1212 PNB-CBP g PNB-CBP g (0.693, 0.290)(0.693, 0.290) 4.44.4 9393 3.83.8 0.60.6 비교예 2Comparative Example 2 5b5b 1212 PNB-CBP g PNB-CBP g (0.709, 0.287)(0.709, 0.287) 6.76.7 33 0.30.3 0.030.03 -- 6(btp)2Ir(acac)6 ( btp ) 2 Ir (acac) 88 CBP h CBP h (0.682, 0.314)(0.682, 0.314) 3.43.4 671671 12.012.0 7.57.5

실시예 3, 비교예 2 및 인광 화합물로 6(btp)2Ir(acac)이 적용된 인광 유기 발광 소자에 대한 성능 실험을 수행하였고, 그 결과값을 상기 표 4에 나타내었다. 상기 표 4에 기재된 부호를 참조하면, 각각의 특성에 대한 측정 조건은 아래와 같다.A performance test was conducted on the phosphorescent organic light emitting device to which Example 3, Comparative Example 2 and 6 (btp) 2Ir (acac) were applied as a phosphorescent compound, and the results are shown in Table 4. Referring to the symbols in Table 4, the measurement conditions for each characteristic are as follows.

-b: 10mA/cm2 전류 밀도 조건 하에서 측정함-b: Measured under a current density of 10 mA / cm 2

-c: 1cd/m2 휘도 조건 하에서 인가된 전압을 측정함-c: Measures the applied voltage under 1cd / m 2 luminance condition

-d: 10mA/cm2 전류 밀도 조건 하에서 휘도를 측정함-d: Measured luminance at a current density of 10 mA / cm 2

-e: 최대 외부 양자 효율을 측정함-e: Measured maximum external quantum efficiency

-f: 최대 전력 효율을 측정함-f: Measures maximum power efficiency

-g: 스핀 코팅-g: Spin coating

-h: 진공 증착
-h: vacuum deposition

도 10을 참조하면, 실시예 3의 인광 화합물이 도핑된 인광 유기 발광 소자(이하, "인광 유기 발광 소자 3")와 비교예 2의 인광 화합물이 도핑된 인광 유기 발광 소자는 각각의 인광 화합물의 전계 발광 스펙트럼과 매우 유사한 깊은 적색 광을 발광하하는 것으로 나타나, 이러한 발광이 각각의 인광 화합물에서 유래한 것으로 확인되었다. 또한, 인광 유기 발광 소자 3의 CIE 색상 좌표는 6(btp)2Ir(acac)이 적용된 인광 유기 발광 소자(0.682, 0.314)에 비해 깊은 적색 영역(x, y = 0.693, 0.290)에 위치하였다. 전계 발광 특성에 따르면, 인광 유기 발광 소자 3은 최대 외부 양자 효율(ηEQE=3.8%) 및 전력 효율(ηPE=0.6lm/W )과 함께 상대적으로 양호한 발광 성능을 나타내었다. 인광 유기 발광 소자 3의 전력 효율이 다소 낮은 수준이라 하더라도, 외부 양자 효율은 습식 공정에 의해 제조되는 PNBCBP 적색 PhOLED 장치(ηEQE=3.4~5.1%)와 유사한 것으로 확인되었다. 인광 유기 발광 소자 3의 낮은 전력 효율은 실시예 3의 인광 화합물의 낮은 인광 양자 효율과 상대적으로 높은 구동 전압에 기인한 것으로 분석되었다. 또한, 전류 밀도의 수준이 유사함에도 불구하고, 비교예 2의 인광 화합물이 도핑된 소자는 인광 유기 발광 소자 3에 비해 소자 성능이 크게 불량한 것으로 나타났다. (ηEQE=0.3%, ηPE=0.03 lm/W) 이는 비교예 2의 인광 화합물의 매우 약한 인광 특성과 일맥 상통하며, 피리딘 고리의 4번 위치에서 카보레인이 LUMO에 미치는 영향이 오르소-카보레인의 C-C 결합의 다양한 성질과 조합되어 삼중항 여기자를 안정화시키고, 이것이 비방사 손괴 과정을 용이하게 하여 전계 발광 효율을 저하시키는 것으로 나타났다.
Referring to FIG. 10, the phosphorescent organic light emitting device doped with the phosphorescent compound of Example 3 (hereinafter, referred to as "phosphorescent organic electroluminescent device 3") and the phosphorescent organic electroluminescent device doped with the phosphorescent compound of Comparative Example 2, It has been shown that it emits deep red light very similar to the electroluminescence spectrum, and it has been confirmed that this luminescence originates from each phosphorescent compound. The CIE color coordinate of the phosphorescent organic light emitting device 3 was located in a deep red region (x, y = 0.693, 0.290) as compared with the phosphorescent organic light emitting device (0.682, 0.314) to which 6 (btp) 2Ir (acac) was applied. According to electroluminescence characteristics, phosphorescent organic light emitting device 3 exhibited relatively good luminescence performance together with maximum external quantum efficiency (? EQE = 3.8%) and power efficiency (? PE = 0.6 lm / W). Even though the power efficiency of the phosphorescent organic light emitting device 3 is somewhat low, the external quantum efficiency was found to be similar to the PNBCBP red PhOLED device (eta EQE = 3.4 to 5.1%) manufactured by the wet process. The low power efficiency of the phosphorescent organic light emitting device 3 was analyzed to be due to the low phosphorescent quantum efficiency of the phosphorescent compound of Example 3 and the relatively high driving voltage. In addition, although the current density was similar, the device doped with the phosphorescent compound of Comparative Example 2 showed significantly poorer device performance than the phosphorescent organic light emitting device 3. (η EQE = 0.3%, η PE = 0.03 lm / W) This is in agreement with the very weak phosphorescence characteristics of the phosphorescent compound of Comparative Example 2, and the effect of carboranes on LUMO at the 4th position of the pyridine ring is ortho- It was found that the triplet exciton was stabilized in combination with various properties of the CC bond of carboranes, which facilitates the non-radiative breakdown process, thereby lowering the electroluminescence efficiency.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (22)

하기 화학식 1로 표시되는 인광 화합물:
<화학식 1>
Figure pat00092

상기 식에서,
상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고,
상기
Figure pat00093
Figure pat00094
,
Figure pat00095
, 또는
Figure pat00096
이며,
상기 작용기(R)가 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.
A phosphorescent compound represented by the following formula
&Lt; Formula 1 >
Figure pat00092

In this formula,
Wherein said R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
remind
Figure pat00093
end
Figure pat00094
,
Figure pat00095
, or
Figure pat00096
Lt;
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t- butyl, n- pentyl, neopentyl, n- And biphenyl.
제1항에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가
Figure pat00097
(오르소-, ortho-),
Figure pat00098
(메타-, meta-), 및
Figure pat00099
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 인광 화합물.
The process of claim 1 wherein said functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00097
(Ortho-),
Figure pat00098
(Meta-, meta-), and
Figure pat00099
(Para-, para-).
제2항에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가
Figure pat00100
(오르소-, ortho-)인 인광 화합물.
The process of claim 2 wherein said functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00100
(Ortho-).
제1항에 있어서, 상기 작용기(R)가 메틸기인 인광 화합물.
The phosphorescent compound according to claim 1, wherein the functional group (R) is a methyl group.
하기 화학식 2로 표시되는 인광 화합물:
<화학식 2>
Figure pat00101

상기 식에서,
상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고,
상기
Figure pat00102
Figure pat00103
,
Figure pat00104
, 또는
Figure pat00105
이며,
상기 작용기(R)가 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.
A phosphorescent compound represented by the following formula (2):
(2)
Figure pat00101

In this formula,
Wherein said R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
remind
Figure pat00102
end
Figure pat00103
,
Figure pat00104
, or
Figure pat00105
Lt;
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Methylphenyl, and biphenyl.
제5항에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가
Figure pat00106
(오르소-, ortho-),
Figure pat00107
(메타-, meta-), 및
Figure pat00108
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 인광 화합물.
6. The method of claim 5, wherein the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00106
(Ortho-),
Figure pat00107
(Meta-, meta-), and
Figure pat00108
(Para-, para-).
제6항에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가
Figure pat00109
(오르소-, ortho-)인 인광 화합물.
The process of claim 6, wherein the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00109
(Ortho-).
제5항에 있어서, 상기 작용기(R)가 메틸기인 인광 화합물.
The phosphorescent compound according to claim 5, wherein the functional group (R) is a methyl group.
하기 화학식 3으로 표시되는 인광 화합물:
<화학식 3>
Figure pat00110

상기 식에서,
상기 R-CB가 작용기(R) 치환된 카보레인기(carborane group, R-C2B10H10)이고,
상기
Figure pat00111
Figure pat00112
또는
Figure pat00113
이며,
상기
Figure pat00114
Figure pat00115
,
Figure pat00116
, 또는
Figure pat00117
이고,
상기 작용기(R)가 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.
A phosphorescent compound represented by the following formula (3):
(3)
Figure pat00110

In this formula,
Wherein said R-CB is a functional group (R) substituted carborane group (RC 2 B 10 H 10 )
remind
Figure pat00111
this
Figure pat00112
or
Figure pat00113
Lt;
remind
Figure pat00114
end
Figure pat00115
,
Figure pat00116
, or
Figure pat00117
ego,
Wherein said functional group (R) is selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Methylphenyl, and biphenyl.
제9항에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가
Figure pat00118
(오르소-, ortho-),
Figure pat00119
(메타-, meta-), 및
Figure pat00120
(파라-, para-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 인광 화합물.
The method of claim 9, wherein the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00118
(Ortho-),
Figure pat00119
(Meta-, meta-), and
Figure pat00120
(Para-, para-).
제10항에 있어서, 상기 작용기(R) 치환된 카보레인기가
Figure pat00121
(오르소-, ortho-)인 인광 화합물.
11. The method of claim 10, wherein the functional (R) substituted carbene group is
Figure pat00121
(Ortho-).
제9항에 있어서, 상기 작용기(R)가 메틸기 또는 n-부틸기인 인광 화합물.
The phosphorescent compound according to claim 9, wherein the functional group (R) is a methyl group or an n-butyl group.
제9항에 있어서, 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표시되는 인광 화합물:
<화학식 4>
Figure pat00122

<화학식 5>
Figure pat00123

상기 식에서,
상기
Figure pat00124
Figure pat00125
,
Figure pat00126
, 또는
Figure pat00127
이고,
상기 R이 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐, 및 바이페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 작용기이다.
The phosphorescent compound according to claim 9, which is represented by the following general formula (4) or (5):
&Lt; Formula 4 >
Figure pat00122

&Lt; Formula 5 >
Figure pat00123

In this formula,
remind
Figure pat00124
end
Figure pat00125
,
Figure pat00126
, or
Figure pat00127
ego,
Wherein R is hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, Biphenyl. &Lt; / RTI &gt;
제13항에 있어서, 상기 R이 메틸기 또는 n-부틸기인 인광 화합물.
The phosphorescent compound according to claim 13, wherein R is a methyl group or an n-butyl group.
양극, 음극 및 양 전극 사이의 발광층을 포함하는 인광 유기 발광 소자에 있어서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 인광 화합물을 상기 발광층에 포함하는 인광 유기 발광 소자.
A phosphorescent organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode and an electroluminescent layer between both electrodes, wherein the electroluminescent compound according to any one of claims 1 to 14 is contained in the electroluminescent layer.
제15항에 있어서, 상기 양극은 투명 전극이고, 상기 음극은 금속 전극인 인광 유기 발광 소자.
16. The organic electroluminescent device according to claim 15, wherein the anode is a transparent electrode, and the cathode is a metal electrode.
제15항에 있어서, 상기 양극과 상기 발광층 사이에 제1 전하 수송층을 더 포함하는 인광 유기 발광 소자.
16. The organic electroluminescent device according to claim 15, further comprising a first charge transport layer between the anode and the light emitting layer.
제17항에 있어서, 상기 제1 전하 수송층은 정공 주입층 및 정공 수송층을 포함하는 인광 유기 발광 소자.
18. The organic electroluminescent device according to claim 17, wherein the first charge transport layer comprises a hole injection layer and a hole transport layer.
제18항에 있어서, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 제2 전하 수송층을 더 포함하는 인광 유기 발광 소자.
19. The organic electroluminescent device according to claim 18, further comprising a second charge transport layer between the cathode and the light emitting layer.
제19항에 있어서, 상기 제2 전하 수송층은 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는 인광 유기 발광 소자.
The phosphorescent organic electroluminescent device according to claim 19, wherein the second charge transport layer comprises an electron transport layer and an electron injection layer.
제20항에 있어서, 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 정공 차단층을 더 포함하는 인광 유기 발광 소자.
The phosphorescent organic light emitting diode according to claim 20, further comprising a hole blocking layer between the light emitting layer and the electron transporting layer.
제21항에 있어서, 상기 발광층과 상기 정공 수송층 사이에 전자 차단층을 더 포함하는 인광 유기 발광 소자.
The organic electroluminescent device according to claim 21, further comprising an electron blocking layer between the light emitting layer and the hole transporting layer.
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