KR20170039443A - 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
유기금속 화합물 및 상기 유기금속 화합물을 포함한 유기 발광 소자가 개시된다.
Description
본 발명의 실시예들은 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일예에 따르면, 유기 발광 소자는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층 포함할 수 있다. 상기 애노드와 발광층 사이에는 정공 수송 영역이 구비될 수 있고, 상기 발광층과 캐소드 사이에는 전자 수송 영역이 구비될 수 있다. 상기 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자는 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
본 발명의 실시예들은 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속(organometallic) 화합물을 개시한다:
<화학식 1>
상기 화학식 1 중,
M은 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택되고;
A11은 질소 원자(N)를 고리 형성 원자로서 포함하는, C3-C20헤테로폴리시클릭 그룹 중에서 선택되고;
X11은 질소 원자(N) 또는 CR11이고, X12는 N 또는 CR12이고, X13는 N 또는 CR13이고, X14는 N 또는 CR14이고, X15는 N 또는 CR15이고, X16은 N 또는 CR16이고, X17은 N 또는 CR17이고;
R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -C(=O)(Q1), -N(Q1)(Q2) 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택되고; R11 내지 R17 중 서로 이웃한 두 개의 그룹은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고;
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 및 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기; 중에서 선택되고;
b18은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8 중에서 선택되고;
n은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
L11은 한 자리(monodentate) 리간드 및 두 자리(bidentate) 리간드 중에서 선택되고;
m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자를 개시한다.
상기 유기금속 화합물은 우수한 전기적 특성 및 열적 안정성을 갖는 바, 상기 유기금속 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 우수한 구동전압, 효율 및 수명 특성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서 중 "유기층"은 상기 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 모든 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"의 층에 포함된 물질이 유기물로 한정되는 것은 아니다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다:
<화학식 1>
상기 화학식 1 중, M은 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, M은 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 및 톨륨(Tm) 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, M은 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb 및 Tm 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, M은 Ir, Pt 및 Os 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, A11은 질소 원자(N)를 고리 형성 원자로서 포함하는, C3-C20헤테로폴리시클릭 그룹 중에서 선택될 수 있다. 여기서, 헤테로폴리시클릭 그룹이란 2개 이상의 고리가 축합된 것이다. 헤테로폴리시클릭 그룹은 N을 반드시 하나 포함하되, 그 이외의 다른 헤테로원자(예를 들어, 산소 원자, 황 원자 등)를 추가로 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 화학식 1 중의 A11은 피리딘과 같은 헤테로모노시클릭 그룹이 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, A11은 6원환(6-membered ring)이 축합된 C3-C14헤테로시클릭 그룹 및 5원환(5-membered ring)이 축합된 C3-C14헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고; 상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹은 N을 고리 형성 원자로서 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹에 포함된 N가 상기 화학식 1 중 M과 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹은 C3-C14헤테로모노시클릭 그룹일 수도 있고, C3-C14헤테로폴리시클릭 그룹일 수도 있다.
예를 들어, 상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹은 피롤, 피라졸, 이미다졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 티아진, 옥사진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 시놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 1,5-나프티리딘, 1,6-나프티리딘, 1,7-나프티리딘, 1,8-나프티리딘, 프탈라진, 2,6-나프티리딘 및 2,7-나프티리딘 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹에 축합되는 상기 6원환은 벤젠, 시클로헥산, 시클로헥센, 피리딘, 피페리딘, 피라진, 헥사히드로피리미딘(hexahydropyrimidine), 테트라히드로피라진 및 피페라진 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹에 축합되는 상기 5원환은 시클로펜텐(cyclopentene), 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 디히드로피롤(dihydropyrrole), 피롤, 이미다졸 및 피롤리딘 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린, 시놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 1,5-나프티리딘, 1,6-나프티리딘, 1,7-나프티리딘, 1,8-나프티리딘, 프탈라진, 2,6-나프티리딘, 2,7-나프티리딘, 인돌, 이소인돌, 벤즈이미다졸, 벤조티아졸, 벤조이소티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 벤조티아진, 벤조옥사진, 벤조퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 페난트롤린 및 페난트리딘 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 1,5-나프티리딘, 1,6-나프티리딘, 1,7-나프티리딘, 1,8-나프티리딘, 프탈라진, 2,6-나프티리딘, 2,7-나프티리딘, 인돌, 이소인돌, 벤즈이미다졸, 벤조티아졸, 벤조이소티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 벤조티아진 및 벤조옥사진 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린, 인돌 및 벤즈이미다졸 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린 및 벤즈이미다졸 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, X11은 질소 원자(N) 또는 CR11이고, X12는 N 또는 CR12이고, X13는 N 또는 CR13이고, X14는 N 또는 CR14이고, X15는 N 또는 CR15이고, X16은 N 또는 CR16이고, X17은 N 또는 CR17일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, X11은 N이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 N이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 N이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 N이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 N이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 N이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 N이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 N일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -C(=O)(Q1), -N(Q1)(Q2) 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택될 수 있고; R11 내지 R17 중 서로 이웃한 두 개의 그룹은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고;
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 및 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기; 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 및
-C(=O)(Q1), -Si(Q1)(Q2)(Q3) 및 -N(Q1)(Q2); 중에서 선택될 수 있고;
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기 및 tert-부톡시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기 및 나프틸기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 시아노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기 및 나프틸기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3); 중에서 선택될 수 있고;
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기 및 tert-부틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R11 내지 R17은 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R18은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, -Si(CH3)3 및 페닐기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, b18은 R18의 개수를 나타내며, b18은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8 중에서 선택될 수 있다. b18이 2 이상인 경우 복수개의 R18은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중, n은 
로 표시되는 리간드의 개수를 나타내며, 여기서 * 및 *'은 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다. 상기 화학식 1 중, n은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택될 수 있고, n이 2 이상이면 복수개의 상기 리간드는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, n은 1, 2 및 3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, L11는 한 자리(monodentate) 리간드 및 두 자리(bidentate) 리간드 중에서 선택될 수 있다.
상기 한 자리 리간드의 예로서, 요오드화 이온, 브롬화 이온, 염화 이온, 설파이드, 티오시아네이트 이온, 나이트레이트 이온, 아자이드 이온, 수산화 이온, 시안화 이온, 이소시안화 이온, 물, 아세토나이트릴, 피리딘, 암모니아, 일산화탄소, PPh3, PPh2CH3, PPh(CH3)2, P(CH3)3 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 두 자리 리간드의 예로서, 오잘레이트 이온, 아세틸아세토네이트, 피콜린산, 2-(2-히드록시페닐)-피리딘, 2-페닐피리딘, 1,2-비스(디페닐포스피노)에텐(dppe), 1,1-비스(디페닐포스피노)메텐(dppm), 글리시네이트, 에틸렌디아민, 2,2'-비피리딘, 1,10-페난트롤린 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, L11은 하기 화학식 2-1 내지 2-5 중 어느 하나로 표시되는 리간드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 2-1 내지 2-5 중,
A21은 C5-C20시클릭 그룹 및 C1-C20헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
X21 및 X22는 서로 독립적으로, C 및 N 중에서 선택되고;
Y21은 단일 결합, 이중 결합, 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기 및 치환 또는 비치환된 C6-C10아릴렌기 중에서 선택되고;
Z21 및 Z22는 서로 독립적으로, N, O, N(R25), P(R25)(R26) 및 As(R25)(R26) 중에서 선택되고;
Z23은 P 및 As 중에서 선택되고;
R21 내지 R26은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 중에서 선택되고;
b21 내지 b24는 서로 독립적으로, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로, 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 2-1 중, A21은 벤젠, 나프탈렌, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2-1 중, X21은 N일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2-2 및 2-3 중, Y21은 치환 또는 비치환된 메틸렌기 및 치환 또는 비치환된 페닐렌기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2-1 및 2-2 중, Z21 및 Z22는 O일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2-4 중, Z23은 P일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2-1 내지 2-5 중, R21 내지 R26은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L11은 하기 화학식 3-1 내지 3-6 중 어느 하나로 표시되는 리간드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 3-1 내지 3-6 중,
Ph는 페닐기이고;
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 1 중, m은 L11의 개수를 나타내며, m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택될 수 있다. m이 2 이상인 경우 복수개의 L11은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, m은 0, 1, 2, 3 및 4 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 헤테로렙틱 또는 호모렙틱 유기금속 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, Ir이고, n은 1이고, m은 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, M은 Ir이고, n은 2이고, m은 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, M은 Ir이고, n은 3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, M은 Pt이고, n은 1이고, m은 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, M은 Os이고, n은 2이고, m은 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 1-1 내지 1-4 중,
M, X11 내지 X17, R18, b18, n, L11 및 m은 상기 화학식 1에서 정의한 바를 참조하고;
R19는 상기 화학식 1 중 R18의 정의를 참조한다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 1-11 내지 1-18 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 1-11 내지 1-18 중,
M, R11 내지 R18, b18, n, L11 및 m은 상기 화학식 1에서 정의한 바를 참조하고;
R19는 상기 화학식 1 중 R18의 정의를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1-11 내지 1-18 중, n은 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화합물 1 내지 30 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 C3-C20헤테로폴리시클릭 그룹을 반드시 포함한다. C3-C20헤테로폴리시클릭 그룹을 포함함으로써, 리간드 내의 전하 이동도가 향상될 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 고효율을 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 화합물 중 일부 및 하기 화합물 A에 대한 HOMO, LUMO 및 T1 에너지 레벨에 대하여 가우시안을 이용하여 시뮬레이션 평가한 결과는 하기 표 1과 같다:
| 화합물 No. | HOMO (eV) | LUMO (eV) | T1 (eV) |
| 1 | -4.683 | -1.770 | 2.057 |
| 2 | -4.758 | -1.867 | 2.014 |
| 3 | -4.671 | -1.723 | 2.093 |
| 6 | -4.610 | -1.683 | 2.077 |
| 8 | -4.641 | -1.764 | 2.104 |
| 9 | -4.593 | -1.694 | 2.121 |
| 10 | -4.538 | -1.612 | 2.153 |
| 11 | -4.543 | -1.657 | 2.1 |
| 12 | -4.758 | -1.945 | 2.038 |
| 13 | -4.552 | -0.801 | 2.819 |
| 28 | -4.619 | -0.914 | 2.758 |
| 29 | -4.515 | -0.874 | 2.777 |
| A | -4.691 | -1.298 | 2.528 |
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물의 합성 방법은, 후술하는 합성예를 참조하여, 당업자가 인식할 수 있다.
따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 유기 발광 소자의 유기층, 예를 들면, 상기 유기층 중 발광층의 도펀트로 사용하기 적합할 수 있는 바, 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 유기 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 상기 발광층에 포함되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 유기금속 화합물은 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함할 수 있다(즉, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물의 함량은 상기 호스트의 함량보다 작음).
본 명세서 중 "(유기층이) 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 유기금속 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 1만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 1과 화합물 2를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 1과 화합물 2는 동일한 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 1과 화합물 2는 모두 발광층에 존재할 수 있음)할 수 있다.
상기 제1전극은 정공 주입 전극인 애노드이고 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드이거나, 상기 제1전극은 전자 주입 전극인 캐소드이고 상기 제2전극은 정공 주입 전극인 애소드이다.
예를 들어, 상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함한 정공 수송 영역; 및 ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함한 전자 수송 영역;을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. 유기 발광 소자(10)는 제1전극(11), 유기층(15) 및 제2전극(19)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.
상기 제1전극(11) 하부 또는 제2전극(19) 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(11)은 예를 들면, 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 애노드일 수 있다. 상기 제1전극용 물질은 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등과 같은 금속을 이용할 수 있다.
상기 제1전극(11)은 단일층 또는 2 이상의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(11)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(11) 상부로는 유기층(15)이 배치되어 있다.
상기 유기층(15)은 정공 수송 영역(hole transport region); 발광층(emission layer); 및 전자 수송 영역(electron transport region);을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 제1전극(11)과 발광층 사이에 배치될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 버퍼층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층만을 포함하거나, 정공 수송층만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 정공 수송 영역은, 제1전극(11)로부터 차례로 적층된, 정공 주입층/정공 수송층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있다.
정공 수송 영역이 정공 주입층을 포함할 경우, 정공 주입층(HIL)은 상기 제1전극(11) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 코팅 조건은 정공주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층 및 전자 저지층 형성 조건은 정공 주입층 형성 조건을 참조한다.
상기 정공 수송 영역은, 예를 들면, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, methylated-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산), PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)), 하기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 202로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
<화학식 201>
<화학식 202>
상기 화학식 201 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 201 중, 상기 xa 및 xb는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수, 또는 0, 1 또는 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 xa는 1이고, xb는 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 및 202 중, 상기 R101 내지 R108, R111 내지 R119 및 R121 내지 R124는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등) 및 C1-C10알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등);
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중 하나 이상으로 치환된, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 중, R109는,
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기; 중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A>
상기 화학식 201A 중, R101, R111, R112 및 R109에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화합물 HT1 내지 HT20을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층 및 정공 수송층을 모두 포함한다면, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 HT-D1 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 HT-D1>
<F4-TCNQ>
상기 정공 수송 영역은, 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 수 있다.
상기 정공 수송 영역 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
한편, 상기 정공 수송 영역이 전자 저지층을 포함할 경우, 상기 전자 저지층 재료는, 상술한 바와 같은 정공 수송 영역에 사용될 수 있는 물질 및 후술하는 호스트 물질 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 정공 수송 영역이 전자 저지층을 포함할 경우, 전자 저지층 재료로서, 후술하는 mCP를 사용할 수 있다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있고, 상기 도펀트는 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함한다.
상기 호스트는 하기 TPBi, TBADN, ADN("DNA"라고도 함), CBP, CDBP, TCP, Mcp, 화합물 H50 및 화합물 H51 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
<mCP> <화합물 H50> <화합물 H51>
또는, 상기 호스트는 하기 화학식 301로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다:
<화학식 301>
상기 화학식 301 중, Ar111 및 Ar112는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기 및 파이레닐렌기; 및
페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기 및 파이레닐렌기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 301 중 상기 Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로,
C1-C10알킬기, 페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기 및 파이레닐기; 및
페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기 및 파이레닐기; 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 301 중 g, h, i 및 j는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수, 예를 들면, 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 301 중, Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐기 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기; 및
또는, 상기 호스트는 하기 화학식 302로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 302>
상기 화학식 302 중 Ar122 내지 Ar125에 대한 상세한 설명은 상기 화학식 301의 Ar113에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 302 중 Ar126 및 Ar127은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기 또는 프로필기)일 수 있다.
상기 화학식 302 중 k 및 l은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있다. 예를 들어, 상기 k 및 l은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 301로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 302로 표시되는 화합물은 하기 화합물 H1 내지 H42를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층이 적층된 구조를 가짐으로써, 백색광을 방출할 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.
상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
다음으로 발광층 상부에 전자 수송 영역이 배치된다.
전자 수송 영역은 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역은 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층 또는 전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층은 단일층 또는 2 이상의 서로 다른 물질을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역의 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층의 형성 조건은 정공 주입층의 형성 조건을 참조한다.
상기 전자 수송 영역이 정공 저지층을 포함할 경우, 상기 정공 저지층은 예를 들면, 하기 BCP, Bphen 및 Balq 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상기 BCP, Bphen 및 하기 Alq3, Balq, TAZ 및 NTAZ 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 전자 수송층은 하기 화합물 ET1 및 ET2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.
또한 전자 수송 영역은, 제2전극(19)으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(EIL)을 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층은, LiF, NaCl, CsF, Li2O 및 BaO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
상기 유기층(15) 상부로는 제2전극(19)이 구비되어 있다. 상기 제2전극(19)은 캐소드일 수 있다. 상기 제2전극(19)용 물질로는 상대적으로 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 제2전극(19) 형성용 물질로 사용할 수 있다. 또는, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용하여 투과형 제2전극(19)을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는 -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는 상기 C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromacity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60헤테로아릴기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기 및 C1-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.
본 명세서 중 C6-C60아릴옥시기는 -OA102(여기서, A102는 상기 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 C6-C60아릴티오기(arylthio)는 -SA103(여기서, A103은 상기 C6-C60아릴기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 8 내지 60의 탄소수를 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 1 내지 60의 탄소수를 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-C(=O)(Q11), -Si(Q11)(Q12)(Q13) 및 -N(Q11)(Q12); 중에서 선택되고;
Q11 내지 Q13는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택될 수 있다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.
[
실시예
]
합성예 1: 화합물 2의 합성
1) 중간체 2-A의 합성
카바졸(9H-carbazole) (5.53 g, 33.0 mmol), 1-클로로-4-플로로아이소퀴놀린(1-chloro-4-fluoroisoquinoline) (5.00 g, 27.5 mmol), Pd(dba)2 (1.58 g, 2.75 mmol), P(t-Bu)3 (1.58 g, 5.51 mmol) 및 t-BuONa (3.34 g, 35.8 mmol)에 180 mL의 자일렌(o-Xylene)을 혼합한 다음, 18시간 동안 환류 교반하였다. 상온으로 온도를 낮춘 후에 에틸아세테이트를 사용하여 유기층을 추출하고 무수황산마그네슘(MgSO4)를 첨가하여 수분을 제거한 다음 여과하여 수득한 여과액을 감압하여 수득한 잔류물을 에틸아세테이트:헥산 = 1:8 조건에서 컬럼 크로마토그래피 방법을 통해서 정제하여 중간체 2-A (3.00g, 35%)을 수득하였다. 상기 중간체 2-A를 Mass로 확인하였다.
MALDI-TOFMS (m/z): C21H13FN2 (M+) 312.
2) 중간체 2-B의 합성
중간체 2-A (2.07 g, 6.61 mmol)과 이리듐 클로라이드(iridium chloride) (1.04 g, 2.94 mmol)에 15 mL의 에톡시에탄올(ethoxyethanol) 및 5 mL의 증류수를 혼합한 다음, 24시간 동안 환류 교반하여 반응 진행 후, 상온까지 온도를 낮추었다. 이로부터 생성된 고형물을 여과하여 분리하고, 물/메탄올/n-헥산 순으로 충분히 세정하여 수득한 고체를 진공 오븐에서 건조하여 화합물 2-B (2.0 g, 80%)를 수득하였다.
3) 화합물 2의 합성
중간체 2-B (2.00 g, 1.17 mmol)와 아세틸아세톤(acetylaceton) (1.17 g, 11.8 mmol) 및 K2CO3 (1.62 g, 11.7 mmol)에 에톡시에탄올(ethoxyethanol) 15 mL를 혼합하고, 24시간 동안 교반하여 반응을 진행하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 여과하여 수득한 고체를 에탄올과 헥산으로 충분히 세정하고, 디클로로메탄:n-헥산=1:1(v/v)의 조건으로 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 화합물 2 (0.43 g, 20%)를 수득하였다. Mass와 HPLC 로 화합물 2를 확인하였다.
HRMS(MALDI) calcd for C47H31F2IrN4O2: m/z 914.2044, Found: 914.2042.
합성예 2: 화합물 3의 합성
1) 중간체 3-A의 합성
1-클로로-4-플로로아이소퀴놀린 대신 1-클로로-7-트라이메틸실릴아이소퀴놀린 (1-chloro-7-(trimethylsilyl)isoquinoline) (4.63 g, 19.6 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-A의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 3-A (2.1 g, 35%)을 수득하였다. 상기 중간체 3-A를 Mass로 확인하였다.
MALDI-TOFMS (m/z): C24H22N2Si (M+) 366.
2) 중간체 3-B의 합성
중간체 2-A 대신 중간체 3-A (2.15 g, 5.87 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-B의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 3-B (1.64 g, 66%)을 수득하였다.
3) 화합물3의 합성
중간체 2-B 대신 중간체 3-B (1.64 g, 0.86 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 3 (0.20 g, 11%)을 수득하였다. Mass와 HPLC 로 화합물 3을 확인하였다.
HRMS(MALDI) calcd for C53H49IrN4O2Si2: m/z 1022.3023, Found: 1022.3023.
합성예
3: 화합물 4의 합성
1) 중간체 4-A의 합성
1-클로로-4-플로로아이소퀴놀린 대신 1-클로로-6-트라이메틸실릴아이소퀴놀린 (1-chloro-6-(trimethylsilyl)isoquinoline) (4.63 g, 19.6 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-A의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 4-A (2.4 g, 40%)을 수득하였다. 상기 중간체 4-A를 Mass로 확인하였다.
MALDI-TOFMS (m/z): C24H22N2Si (M+) 366.
2) 화합물 4-B의 합성
중간체 2-A 대신 중간체 4-A (2.41 g, 6.57 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-B의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 4-B (1.93 g, 69%)을 수득하였다.
3) 화합물 4의 합성
중간체 2-B 대신 중간체 4-B (1.93 g, 1.00 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 4 (0.26 g, 13%)을 수득하였다. Mass와 HPLC 로 화합물 4를 확인하였다.
HRMS(MALDI) calcd for C53H49IrN4O2Si2: m/z 1022.3023, Found: 1022.3020.
합성예 4: 화합물 9의 합성
1) 화합물 9-A의 합성
1-클로로-4-플로로아이소퀴놀린 대신 2-클로로-6-메틸퀴놀린 (2-chloro-6-methylquinoline) (4.08 g, 27.2 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-A의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 9-A (3.7 g, 53%)을 수득하였다. 상기 중간체 9-A를 Mass로 확인하였다.
MALDI-TOFMS (m/z): C24H16N2 (M+) 308.
2) 화합물 9-B의 합성
중간체 2-A 대신 중간체 9-A (3.7 g, 12.0 mmol)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-B의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 9-B (3.15 g, 70%)을 수득하였다.
3) 화합물9의 합성
중간체 2-B 대신 중간체 9-B (3.12 g, 1.85 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 9 (0.49 g, 15%)을 수득하였다. Mass와 HPLC 로 화합물 9를 확인하였다.
HRMS(MALDI) calcd for C49H37IrN4O2: m/z 906.2546, Found: 906.2542.
비교 합성예: 화합물 A의 합성
1) 중간체 A-0의 합성
1-클로로-4-플로로아이소퀴놀린 대신 2-아이오도피리딘 (2-iodopydine) (7.30 g, 35.6 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 2-A의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 A-0 (4.5 g, 78%)을 수득하였다. 상기 중간체 A-0를 Mass로 확인하였다.
MALDI-TOFMS (m/z): C17H12N2 (M+) 244.
2) 중간체 A-1의 합성
화합물 A-0 (7.70 g, 31.50 mmol)과 이리듐 클로라이드(iridium chloride) (4.94 g, 14.00 mmol)에 90 mL의 에톡시에탄올(ethoxyethanol)과 30 mL의 증류수를 혼합한 다음, 24시간 동안 환류 교반하여 반응 진행 후, 상온까지 온도를 낮추었다. 이로부터 생성된 고형물을 여과하여 분리하고, 물/메탄올/hexane 순으로 충분히 세정하여 수득한 고체를 진공 오븐에서 건조하여 중간체 A-1 (8.6 g, 86%)을 수득하였다.
3) 화합물 A의 합성
중간체 A-1 (4.13 g, 2.89 mmol)와 아세틸아세톤(acetylaceton) (2.90 g, 28.92 mmol)과 K2CO3 (4.00 g, 28.92 mmol)에 에톡시에탄올(ethoxyethanol) 50 mL를 혼합하고, 12시간 동안 환류 교반하여 반응을 진행한 후에 온도를 낮추었다. 이로부터 수득한 혼합물을 여과하여 수득한 고체를 에탄올과 헥산으로 충분히 세정하고, 디클로로메탄: n-헥산 = 1:1 (v/v)조건으로 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 화합물 A (0.95 g, 21%)를 수득하였다. Mass와 HPLC 분석을 통해 물질을 확인하였다.
HRMS(MALDI) calcd for C39H29IrN4O2: m/z 778.1920, Found: 778.1914
실시예 1
ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상의 ITO 전극(애노드) 상에 m-MTDATA를 증착 속도 1Å/sec로 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 α-NPD를 증착 속도 1Å/sec로 증착하여 250Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송성층 상에 화합물 2(도펀트) 및 CBP(호스트)를 각각 증착 속도 0.1Å/sec와 1Å/sec로 공증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 BAlq를 증착 속도 1Å/sec로 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하고, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 전자 수송층 상부에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성한 후, 상기 전자 주입층 상에 Al를 진공 증착하여 1200Å 두께의 제2전극(캐소드)을 형성함으로써, ITO / m-MTDATA (600Å) / α-NPD (250Å) / CBP + 10v% 화합물 2 (400Å) / Balq(50Å) / Alq3(300Å) / LiF(10Å) / Al(1200Å) 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예
2
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1
발광층 형성시 화합물 2 대신 하기 화합물 A를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
평가예 1: 유기 발광 소자의 특성 평가
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 에서 제조된 각각의 유기 발광 소자에 대하여 Keithley 2400 및 휘도계 Minolta Cs-1000A)를 이용하여 구동 전압, 전류 효율, EL 스펙트럼의 λmax 및 수명을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다. 한편, 하기 표 2 중 수명(T95)은, 1000nit 하의 초기 휘도를 100%라 할 때, 구동 후 휘도가 95%가 되는데 걸리는 시간을 측정한 것이다. 이 때, 실시예 1 내지 2와 비교예 1의 구동 전압, 전류 효율 및 수명은 실시예 1의 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류 효율 및 수명을 각각 "100"으로 나타내었을 때, 이에 대한 상대값으로 환산한 것이다.
| 도펀트 | 구동 전압 (V) (상대값) |
효율 (cd/A) (상대값) |
λmax (nm) |
수명(시간) (T95, at 1000nit) (상대값) |
|
| 실시예 1 | 화합물 2 | 100 | 100 | 636 | 100 |
| 실시예 2 | 화합물 3 | 104 | 92 | 640 | 112 |
| 비교예 1 | 화합물 A | 170 | 86 | 535 | 9 |
상기 표 1로부터, 실시예 1 및 2의 유기 발광 소자는 비교예 1의 유기 발광 소자에 비하여 우수한 구동 전압, 전류 효율 및 전력 효율을 갖고 우수한 색순도를 가짐을 확인할 수 있다.
본 발명에 대해 상기 합성예 및 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 유기 발광 소자
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극
Claims (20)
- 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속(organometallic) 화합물:
<화학식 1>
상기 화학식 1 중,
M은 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택되고;
A11은 질소 원자(N)를 고리 형성 원자로서 포함하는, C3-C20헤테로폴리시클릭 그룹 중에서 선택되고;
X11은 질소 원자(N) 또는 CR11이고, X12는 N 또는 CR12이고, X13는 N 또는 CR13이고, X14는 N 또는 CR14이고, X15는 N 또는 CR15이고, X16은 N 또는 CR16이고, X17은 N 또는 CR17이고;
R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -C(=O)(Q1), -N(Q1)(Q2) 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택되고; R11 내지 R17 중 서로 이웃한 두 개의 그룹은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고;
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 및 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기; 중에서 선택되고;
b18은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8 중에서 선택되고;
n은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
L11은 한 자리(monodentate) 리간드 및 두 자리(bidentate) 리간드 중에서 선택되고;
m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,
M은 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 및 톨륨(Tm) 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
M은 Ir, Pt 및 Os 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
A11은 6원환(6-membered ring)이 축합된 C3-C14헤테로시클릭 그룹 및 5원환(5-membered ring)이 축합된 C3-C14헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
상기 C3-C14헤테로시클릭 그룹은 N을 고리 형성 원자로서 포함하는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린, 시놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 1,5-나프티리딘, 1,6-나프티리딘, 1,7-나프티리딘, 1,8-나프티리딘, 프탈라진, 2,6-나프티리딘, 2,7-나프티리딘, 인돌, 이소인돌, 벤즈이미다졸, 벤조티아졸, 벤조이소티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 벤조티아진, 벤조옥사진, 벤조퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 페난트롤린 및 페난트리딘 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 1,5-나프티리딘, 1,6-나프티리딘, 1,7-나프티리딘, 1,8-나프티리딘, 프탈라진, 2,6-나프티리딘, 2,7-나프티리딘, 인돌, 이소인돌, 벤즈이미다졸, 벤조티아졸, 벤조이소티아졸, 벤조옥사졸, 벤조이소옥사졸, 벤조티아진 및 벤조옥사진 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
A11은 퀴놀린, 이소퀴놀린 및 벤즈이미다졸 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
X11은 N이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 N이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 N이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 N이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 N이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 N이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 N이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17인, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 CR17이거나;
X11은 CR11이고, X12는 CR12이고, X13는 CR13이고, X14는 CR14이고, X15는 CR15이고, X16은 CR16이고, X17은 N인, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기 및 이미다조피리디닐기; 및
-C(=O)(Q1), -Si(Q1)(Q2)(Q3) 및 -N(Q1)(Q2); 중에서 선택되고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
R11 내지 R18은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기 및 tert-부톡시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기 및 나프틸기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 시아노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기, 페닐기 및 나프틸기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기 및 나프틸기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3); 중에서 선택되고;
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기 및 tert-부틸기 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
n은 1, 2 및 3 중에서 선택되는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
L11은 하기 화학식 2-1 내지 2-5 중 어느 하나로 표시되는 리간드인, 유기금속 화합물:
상기 화학식 2-1 내지 2-5 중,
A21은 C5-C20시클릭 그룹 및 C1-C20헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
X21 및 X22는 서로 독립적으로, C 및 N 중에서 선택되고;
Y21은 단일 결합, 이중 결합, 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기 및 치환 또는 비치환된 C6-C10아릴렌기 중에서 선택되고;
Z21 및 Z22는 서로 독립적으로, N, O, N(R25), P(R25)(R26) 및 As(R25)(R26) 중에서 선택되고;
Z23은 P 및 As 중에서 선택되고;
R21 내지 R26은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 중에서 선택되고;
b21 내지 b24는 서로 독립적으로, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로, 이웃한 원자와의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
L11은 하기 화학식 3-1 내지 3-6 중 어느 하나로 표시되는, 유기금속 화합물:
상기 화학식 3-1 내지 3-6 중,
Ph는 페닐기이고;
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
m은 0, 1, 2, 3 및 4 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시되는, 유기금속 화합물:
상기 화학식 1-1 내지 1-4 중,
M, X11 내지 X17, R18, b18, n, L11 및 m은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
R19는 상기 화학식 1 중 R18의 정의와 같다. - 제1항에 있어서
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 1-11 내지 1-18 중 어느 하나로 표시되는, 유기금속 화합물:
상기 화학식 1-11 내지 1-18 중,
M, R11 내지 R18, b18, n, L11 및 m은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
R19는 상기 화학식 1 중 R18의 정의와 같다. - 제1항에 있어서
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화합물 1 내지 30 중에서 선택되는, 유기금속 화합물:
- 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자.
- 제19항에 있어서,
상기 유기금속 화합물이 상기 발광층에 포함되어 있는, 유기 발광 소자.
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