KR20180005203A - 발광 화합물 - Google Patents

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윌리엄 타란
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캠브리지 디스플레이 테크놀로지 리미티드
수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
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Abstract

하기 화학식 I의 인광성 화합물:
[화학식 I]
Figure pct00034

(I)
상기 식에서,
M은 전이 금속이고;
L은 리간드이고;
R1은 분지형 C3 -20 알킬 기, 환형 C5 -20 알킬 기 또는 하기 화학식 II의 기이고:
[화학식 II]
Figure pct00035

[상기 식에서,
R5는 각각 C1 -10 알킬 기이고; R6은 각각 치환기이고; z는 0 또는 양의 정수이다];
R2는 C1 -10 알킬 기이고;
R3은 C1 -10 알킬 기 또는 화학식 -(Ar1)p의 기이되, Ar1은 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, p는 1 이상이고;
R4는 각각 독립적으로 치환기이고;
v는 1 이상이고;
w는 0 또는 양의 정수이고;
x는 1 이상이고;
y는 0 또는 양의 정수이다.
상기 화합물은 유기 발광 장치에서 청색 발광 물질로서 사용될 수 있다.

Description

발광 화합물
본 발명은 발광 화합물, 특히 인광성 발광 화합물; 상기 발광 화합물을 포함하는 조성물, 용액 및 및 발광 장치; 및 상기 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
활성 유기 물질을 함유하는 전자 장치는 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 광응답성 장치(특히 유기 광발전 장치 및 유기 광센서), 유기 트랜지스터 및 기억 배열 장치와 같은 장치에서 사용하기에 매력적이고 관심이 증가하고 있다. 활성 유기 물질을 함유하는 장치는 낮은 중량, 낮은 에너지 소모 및 유연성과 같은 이점을 제공한다. 더욱이, 용해성 유기 물질의 사용은 장치 제조시 용액 가공법의 사용, 예를 들어 잉크젯 인쇄 또는 스핀-코팅을 허용한다.
OLED는 애노드(anode), 캐소드(cathode) 및 애노드와 캐소드 사이에 하나 이상의 유기 발광 층을 보유하는 기판을 포함할 수 있다.
정공은 애노드를 통해 장치로 주입되고 전자는 장치의 작동 동안 캐소드를 통해 주입된다. 발광 물질의 최고준위 점유 분자 궤도(HOMO)에서 정공 및 최저준위 비점유 분자 궤도(LUMO)에서 전자는 결합하여 빛으로서 이의 에너지를 방출하는 여기(exciton)를 형성한다.
적합한 발광 물질은 소분자, 중합성 및 데드리머성 물질을 포함한다. 적합한 발광 중합체는 폴리(아릴렌 비닐렌), 예컨대 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 및 폴리아릴렌, 예컨대 폴리플루오렌을 포함한다.
발광 층은 반도체형 호스트 물질 및 발광 도판트를 포함할 수 있고, 이때 에너지는 호스트 물질로부터 발광 도판트로 전달된다. 예를 들어, 문헌[J. Appl. Phys. 65, 3610, 1989]은 형광성 발광 도판트로 도핑된 호스트 물질(즉, 빛이 1 중항 여기의 붕괴를 통해 방출되는 발광 물질)을 개시한다.
인광성 도판트(즉, 빛이 삼중항 여기의 붕괴를 통해 방출되는 발광 도판트)가 또한 공지되어 있다.
WO 2011/052516, WO 2014/085296, US 2013/221278 및 JP 2011/253980은 페닐트라이아졸 리간드를 함유하는 인광성 물질을 개시한다.
OLED에서 사용하기에 적합한 청색 인광성 발광 화합물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
또한 OLED에서 사용하기에 적합한 용액 가공가능한 청색 인광성 발광 화합물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
또한 OLED에서 사용될 때 긴 작동 수명을 갖는 인광성 발광 화합물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
제 1 양상에서, 본 발명은 하기 화학식 I의 인광성 화합물을 제공한다:
[화학식 I]
Figure pct00001
상기 식에서,
M은 전이 금속이고;
L은 각각의 경우 독립적으로 모노- 또는 폴리-덴테이트 리간드이고;
R1은 각각의 경우 독립적으로 분지형 C3 -20 알킬 기, 환형 C5 -20 알킬 기 또는 하기 화학식 II의 기이고:
[화학식 II]
Figure pct00002
[상기 식에서,
R5는 각각 독립적으로 C1 -10 알킬 기이고; R6은 각각 독립적으로 치환기이고; z는 0 또는 양의 정수이고; *는 화학식 II의 기의 부착점이다];
R2는 각각의 경우 독립적으로 선형, 분지형 또는 환형 C1 -10 알킬 기이고;
R3은 각각의 경우 독립적으로 선형, 분지형 또는 환형 C1 -10 알킬 기 또는 화학식 -(Ar1)p의 기이되, Ar1은 각각의 경우 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, p는 1 이상이고;
R4는 각각 독립적으로 치환기이고;
v는 1 이상이고;
w는 0 또는 양의 정수이고;
x는 1 이상이고;
y는 0 또는 양의 정수이다.
제 2 양상에서, 본 발명은 제 1 양상에 따른 화합물 및 호스트 물질을 포함하는 조성물을 제공한다.
제 3 양상에서, 본 발명은 하나 이상의 용매 중에 용해된 제 1 또는 제 2 양상에 따른 화합물 또는 조성물을 포함하는 용액을 제공한다.
제 4 양상에서, 본 발명은 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이의 발광 층을 포함하는 유기 발광 장치를 제공하되, 상기 발광 층은 제 1 또는 제 2 양상에 따른 화합물 또는 조성물을 포함한다.
제 5 양상에서, 본 발명은 제 4 양상에 따른 유기 발광 장치의 형성 방법을 제공하되, 상기 방법은 애노드 및 캐소드 중 하나 위에 발광 층을 증착하는 단계, 및 애노드 및 캐소드 중 나머지 하나를 상기 발광 층 위에 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명은 도면을 참조하여 더욱 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시양태에 따른 OLED를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시양태에 따른 백색 OLED 및 비교 백색 OLED에 대한 휘도 대 시간의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시양태에 따른 물질을 함유하는 OLED에 대한 밝기 대 시간의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시양태에 따른 물질을 함유하는 OLED 및 비교 물질을 함유하는 OLED에 대한 밝기 대 시간의 그래프이다.
도 1(임의의 축척으로 도시되지 않음)은 본 발명에 따른 OLED(100)를 개략적으로 도시한다. OLED(100)는 기판(107)을 움직이고 애노드(101), 캐소드(105), 및 애노드와 캐소드 사이에 발광 층(103)을 포함한다.
비제한적으로, 정공 수송 층, 전자 수송 층, 정공 차단 층, 전자 차단 층, 정공 주입 층 및 전자 주입 층을 포함하는 하나 이상의 추가 층(도시되지 않음)이 애노드와 캐소드 사이에 제공될 수 있다.
하나 이상의 추가 층을 포함하는 예시적인 OLED 구조는 하기를 포함한다:
애노드/정공 주입 층/발광 층/캐소드;
애노드/정공 수송 층/발광 층/캐소드;
애노드/정공 주입 층/정공 수송 층/발광 층/캐소드;
애노드/정공 주입 층/정공 수송 층/발광 층/전자 수송 층/캐소드;
애노드/정공 주입 층/정공 수송 층/발광 층/정공 차단 층/전자 수송 층/캐소드.
바람직하게는, 정공 수송 층, 정공 주입 층, 정공 차단 층 및 전자 수송 층 중 하나 이상이 존재한다. 바람직하게는, 정공 주입 층 및 정공 수송 층이 둘 다 존재한다.
발광 층(103)은 호스트 물질 및 화학식 I의 인광성 화합물을 함유할 수 있다. 호스트 물질은 애노드로부터 주입된 정공 및 캐소드로부터 주입된 전자를 결합하여 일중항 및 삼중항 여기를 형성할 수 있다. 삼중항 여기는 적어도 화학식 I의 인광성 화합물로 전달되고, 인광을 생성하기 위해 파괴될 수 있다.
장치는 1개 초과의 발광 층을 함유할 수 있다. 발광 층은 화학식 I의 인광성 화합물 및 하나 이상의 추가 발광 화합물, 예를 들어 화학식 I의 화합물과는 상이한 방출 색을 갖는 추가의 인광성 또는 형광성 발광 물질을 함유할 수 있다. 임의적으로, 장치는 정공 수송 층을 포함하고, 추가의 발광 물질은 정공 수송 층 및 화학식 I의 인광성 화합물을 함유하는 발광 층 중 1개 또는 둘 다에 제공된다. 화학식 I의 화합물 및 추가의 발광 화합물로부터 방출은 장치가 사용될 때 백색광을 생성할 수 있다. 임의적으로, 화학식 I의 화합물을 함유하는 발광 층은 화학식 I의 화합물, 하나 이상의 호스트 물질 및 임의적으로 하나 이상의 추가의 발광 화합물로 본질적으로 구성된다.
바람직하게는, 호스트 및 화학식 I의 화합물로 구성된 조성물로부터 방출된 빛은 실질적으로 모두 화학식 I의 화합물로부터 존재한다.
인광성 화합물
화학식 I의 인광성 화합물의 금속 M은 임의의 적합한 전이 금속, 예를 들어 d-차단 요소의 2열 또는 3열(각각 주기율표의 5족 및 6족)의 전이 금속일 수 있다. 예시적인 금속은 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금을 포함한다. 바람직하게는 M은 이리듐이다.
화학식 I의 화합물은 하기 화학식의 하나 이상의 리간드를 함유한다:
Figure pct00003
.
화학식 I의 화합물의 모든 리간드는 다른 리간드 L이 존재하지 않는 경우(y는 0임) 이 화학식을 가질 수 있다. 이 경우에 y는 0이고, x는 바람직하게는 3이다.
다른 실시양태에서, y는 1 또는 2일 수 있고, x는 1 또는 2 일 수 있다. 예시적인 리간드 L은 바이덴테이트 리간드이고, 비제한적으로 O,O 환형금속화 리간드, 임의적으로 다이케토네이트, 임의적으로 아세틸아세톤(acac); N,O 환형금속화 리간드, 임의적으로 피콜리네이트; 및 N,N 환형금속화 리간드를 포함한다.
R1은 각각의 경우 독립적으로 분지형 C3 -20 알킬 기, 환형 C5 -20 알킬 기 또는 화학식 II의 기이다.
C3 -20 알킬 기는 하나 이상의 2차 탄소 원자 또는 하나 이상의 3차 탄소 원자를 함유할 수 있다.
R1이 분지형 C3 -20 알킬 기인 경우, 화학식 I의 트라이아졸 고리에 결합된 알킬 기의 탄소 원자는 바람직하게는 2차 또는 3차 탄소 원자이다.
R1이 화학식 II의 기인 경우, z는 0, 1, 2 또는 3일 수 있다. 임의적으로 z는 0이다.
z가 1, 2 또는 3인 경우, R6은 각각 독립적으로 F; CN; 분지형, 선형 또는 환형 C1 -20 알킬(이때 C1 -20 알킬의 비인접한 C 원자는 -O-, -S-, -NR8-, -SiR8 2- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있되, R8는 H 또는 치환기임); 및 화학식 -(Ar1)p(이때 Ar1은 각각의 경우 독립적으로 하나 이상의 치환기가 치환되거나 비치환될 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족이고, p는 1 이상, 임의적으로 1, 2, 또는 3임)의 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
Ar1은 각각의 경우 독립적으로 C6 -20 아릴, 임의적으로 페닐, 및 C3 -20 헤테로아릴, 임의적으로 헤테로아릴이 3 내지 20개의 탄소 원자를 함유하고는, O, S 및 N으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3 -20 헤테로아릴로부터 선택될 수 있다.
p가 1 보다 큰 정수인 경우, 기 -(Ar1)p는 Ar1 기의 선형 또는 분지형 쇄를 형성할 수 있다.
임의적으로, Ar1의 치환기는, 존재하는 경우, 분지형, 선형 또는 환형 C1 -20 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 하나 이상의 비인접한 C 원자는 O, S, C=O 및 -COO-로 대체될 수 있고, C1 -20 알킬의 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있다. 바람직한 치환기는 분지형, 선형 또는 환형 C1 -10 알킬로부터 선택된다.
화학식 -(Ar1)p의 예시적인 기는 페닐; 바이페닐; 3,5-다이페닐벤젠; 및 4,6-다이페닐트라이아진이고, 이들 각각은 전술된 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있다.
R8은 C1 -40 하이드로카빌 기, 예를 들어 C1 -20 알킬, 비치환된 페닐, 및 하나 이상의 C1 -20 알킬 기로 치환된 페닐일 수 있다. 바람직하게는, R6은 존재하는 경우 C1-20 알킬 기이다.
v는 1, 2 또는 3일 수 있다. 바람직하게는, v는 1이다.
w는 0, 1, 2 또는 3일 수 있다. 바람직하게는, w는 1이다.
R3은 각각의 경우 독립적으로 전술된 화학식 -(Ar1)p의 기 및 선형, 분지형 또는 환형 C1 -10 알킬로부터 선택된다. 바람직하게는, R3은 C1 -10 알킬, C6 -20 아릴 및 임의적으로 하나 이상의 C1 -10 알킬 기로 치환되거나 비치환될 수 있는 페닐로부터 선택된다.
존재하는 경우, R4는 각각 독립적으로 F; CN; C1 -20 알킬의 비인접한 탄소 원자가 -O-, -S-, -NR8-, -SiR8 2- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 F로 대체될 수 있되, R8는 전술된 바와 같은, 분지형, 선형 또는 환형 C1 -20 알킬; 및 전술된 화학식 -(Ar1)p의 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, R3 및 R4 는 존재하는 경우 각각 독립적으로 선형, 분지형 또는 환형 C1 -20 알킬 기 및 화학식 -(Ar1)p의 기로부터 선택된다.
바람직한 기 R3 및 R4는 선형, 분지형 또는 환형 C1 -20 알킬; 비치환된 페닐; 및 C1 -20 알킬 또는 C1 -10 알킬 기 중 하나 이상으로 치환된 페닐이다.
임의적으로, 화학식 I의 화합물은 하기 화학식 Ia를 갖는다:
[화학식 Ia]
Figure pct00004
.
임의적으로, 화학식 I의 화합물은 하기 화학식 Ib를 갖는다:
[화학식 Ib]
Figure pct00005
.
화학식 I의 예시적인 화합물은 하기 화합물을 포함한다:
Figure pct00006
Figure pct00007
화학식 I의 화합물은 바람직하게는 400 내지 500 nm, 임의적으로 420 내지 490 nm, 임의적으로 460 내지 480 nm의 범위에서 피크를 갖는 광발광 스펙트럼을 갖는다.
화학식 I의 광발광 스펙트럼은 석영 기판 위에 PMMA 막에서 5 중량%의 물질을 주조하여 0.3 내지 0.4의 투과율 값을 달성하고, 하마마츠(Hamamatsu)에서 공급된 기구 C9920-02를사용하여 질소 환경에서 측정함으로써 측정될 수 있다.
호스트 물질
호스트 물질은 호스트 물질로부터 화학식 I의 인광성 화합물로 삼중항 여기의 전달을 허용하기 위해 화학식 I의 인광성 화합물보다 적은 0.1 eV 이하, 바람직하게는 화학식 I의 인광성 화합물과 적어도 동일하거나 이보다 더 높은 삼중항 여기 상태 에너지 수준 T1을 갖는다.
호스트 물질 및 인광성 화합물의 삼중항 여기 상태 에너지 수준은 이들 각각의 인광 스펙트럼으로부터 측정될 수 있다. 호스트 물질의 인광 스펙트럼은 저온 인광 분광학에 의해 측정된 인광 스펙트럼의 에너지 시작에 의해 측정될 수 있다(문헌[Y.V. Romaovskii et al, Physical Review Letters, 2000, 85(5), p1027] 및 [A.van Dijken et al, Journal of the American Chemical Society, 2004, 126, p7718]).
호스트 물질은 중합체 또는 비-중합성 화합물일 수 있다.
예시적인 비-중합성 호스트 물질은 하기 화학식 X의 임의적으로 치환된 화합물이다:
[화학식 X]
Figure pct00008
상기 식에서,
X는 O 또는 S이다.
화학식 X의 화합물의 벤젠 고리는 각각 독립적으로 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있다. 치환기는 알킬의 하나 이상의 비인접한 탄소 원자가 O, S, COO, C=O 또는 SiR8로 대체될 수 있되, 기 R8이 동일하거나 상이하고 전술된 바와 같고, 알킬의 하나 이상의 H 원자가 F로 대체될 수 있는 C1 -20 알킬로부터 선택될 수 있다.
화학식 I의 화합물은 호스트 물질과 혼합될 수 있거나 호스트 물질과 공유결으로 결합될 수 있다. 호스트 물질이 중합체인 경우, 금속 착체는 주쇄 반복 단위, 반복 단위의 측기, 또는 중합체의 말단 기로서 제공될 수 있다.
화학식 I의 화합물이 측기로서 제공되는 경우, 금속 착체는 중합체의 주쇄에 직접 결합되거나 이격 기에 의해 주쇄로부터 이격될 수 있다. 예시적인 이격 기는 C1 -20 알킬 기, 아릴-C1 -20 알킬 기 및 C1 -20 알콕시 기를 포함한다. 중합체 주쇄 또는 이격 기는 페닐트라이아졸에; 또는 (존재하는 경우) 화학식 I의 화합물의 또 다른 리간드에 결합될 수 있다.
화학식 I의 화합물이 공액결합된 반복 단위를 포함하는 중합체에 결합된 경우, 이는 공액결합된 반복 단위와 화학식 I의 화합물 사이에 공액결합이 없도록, 또는 공액결합된 반복 단위와 화학식 I의 화합물 사이에 공액결합의 정도가 제한되도록 중합체에 결합될 수 있다.
화학식 I의 화합물이 호스트 물질과 혼합되는 경우, 호스트 : 방출체 중량비는 50 내지 99.5 : 50 내지 0.5의 범위일 수 있다.
화학식 I의 화합물이 중합체에 결합되는 경우, 화학식 I의 화합물을 함유하는 반복 단위 또는 말단 기는 중합체의 0.5 내지 20 몰%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 몰%일 수 있다.
예시적인 호스트 중합체는 비-공액결합된 백본으로부터 전하 수송 기 펜던트를 갖는 비-공액결합된 백본을 갖는 중합체, 예를 들어 폴리(9-비닐카바졸), 및 중합체의 백본에 공액결합된 반복 단위를 포함하는 중합체를 포함한다. 중합체의 백본이 공액결합된 반복 단위를 포함하는 경우, 중합체 백본에서 반복 단위 사이에 공액결합 정도는 화학식 I의 인광성 화합물보다 낮지 않은 중합체의 삼중항 에너지 수준을 유지하기 위해 제한될 수 있다.
공액결합된 중합체의 예시적인 반복 단위는 예를 들어, 문헌[Adv. Mater. 2000 12(23) 1737-1750]에 기재된 바와 같은 치환되거나 비치환된 일환형 및 이환형 헤테로아릴렌 반복 단위; 치환되거나 비치환된 일환형 및 이환형 아릴렌 반복 단위를 포함하고, 문헌[J. Appl. Phys. 1996, 79, 934]에 기재된 바와 같은 1,2-, 1,3- 및 1,4-페닐렌 반복 단위; EP 0842208에 개시된 바와 같은 2,7-플루오렌 반복 단위; 예를 들어, 문헌[Macromolecules 2000, 33(6), 2016-2020]에 개시된 바와 같은 인데노플루오렌 반복 단위; 및 예를 들어 EP 0707020에 개시된 바와 같은 스피로플루오렌 반복 단위를 포함한다. 이들 반복 단위는 각각 임의적으로 치환된다. 치환기의 예는 가용화 기, 예컨대 C1 -20 알킬 또는 알콕시; 전자 유인 기, 예컨대 불소, 니트로 또는 시아노; 및 중합체의 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키기 위한 치환기를 포함한다.
반복 단위의 하나의 예시적인 부류는 하기 화학식 IV의 치환되거나 비치환된 반복 단위이다:
[화학식 IV]
Figure pct00009
상기 식에서,
A는 O, S, NR11, CR11 2, 또는 SiR11 2이고;
R11은 각각의 경우 동일하거나 상이하고, H 또는 치환기이고, 2개의 기 R11은 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
각각의 R11은 바람직하게는 치환기이고, 각각의 R11은 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
C1 -20 알킬(이때 하나 이상의 비인접한 C 원자는 치환되거나 비치환된 C5 -20 아릴 또는 C3 -20 헤테로아릴, 임의적으로 페닐, O, S, 치환된 N, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있음);
-(Ar6)r의 기(이때 각각의 Ar6은 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴 기, 임의적으로 C5 -20 아릴 또는 C3 -20 헤테로아릴 기, 임의적으로 페닐이고; r은 1 이상, 임의적으로 1, 2 또는 3이고; -(Ar6)r은 r이 2 이상인 경우 Ar6 기의 직쇄 또는 분지쇄를 형성할 수 있음); 및
가교기(예를 들어 상기 이중 결합 및 비닐 또는 아크릴레이트 기, 또는 벤조사이클로부탄 기를 포함하는 기).
R11이 -(Ar6)r인 경우에, 각각의 기 Ar6은 비치환될 수 있거나 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기 R10으로 치환될 수 있다:
알킬, 임의적으로 C1 -20 알킬(이때 하나 이상의 비인접한 C 원자는 O, S, 치환된 N, C=O 및 -COO-로 대체될 수 있고 알킬 기의 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음); 및
불소, 니트로 및 시아노.
바람직한 기 R10은 C1 -20 알킬로부터 선택된다.
화학식 IV의 반복 단위의 방향족 탄소 원자는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있다. 치환기는 알킬, 예를 들어 C1 -20 알킬(이때 하나 이상의 비인접한 C 원자는 O, S, 치환된 N, C=O 및 -COO-로 대체될 수 있음); 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는 C5 -20 아릴; 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는 C3 -20 헤테로아릴; 불소; 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특히 바람직한 치환기는 C1 -20 알킬 및 치환되거나 비치환된 C5 -20 아릴, 예를 들어 페닐을 포함한다. 아릴에 대한 임의적인 치환기는 하나 이상의 C1 -20 알킬 기를 포함한다.
존재하는 경우, 치환된 N은 각각의 경우 독립적으로 NR16일 수 있고, 이때 R16은 알킬, 임의적으로 C1 -20 알킬, 또는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 임의적으로 페닐일 수 있다. 아릴 또는 헤테로아릴의 경우 임의적인 치환기 R16은R10으로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 R11은 C1 -20 알킬 및 임의적으로 치환된 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다. 페닐의 경우 임의적인 치환기는 하나 이상의 C1 -20 알킬 기를 포함한다.
화학식 I의 화합물이 중합체의 측쇄로 제공되는 경우, A는 NR11, CR11 2, 또는 SiR11 2일 수 있고, 하나 이상의 R11은 N, C 또는 Si에 직접 결합되거나 이격 기에 의해 A로부터 이격된 화학식 I의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 IV의 반복 단위의 공액 결합 정도는 (a) 반복 단위의 연결 위치를 선택하고/하거나 (b) 비틀림을 형성하기 위해 반복 단위의 연결 위치에 인접한 하나 이상의 방향족 탄소 원자를 인접한 반복 단위로 치환하여 제한될 수 있고, 예를 들어, 3- 및 6-위치 중 하나 또는 둘 다에서 C1 -20 알킬 치환기를 전달하는 2,7-연결된 플루오렌이다.
화학식 IV의 예시적인 반복 단위는 하기를 포함한다:
Figure pct00010
.
호스트 중합체는 화학식 IV의 오직 1개의 반복 단위 또는 화학식 IV의 2개 이상의 상이한 반복 단위를 함유할 수 있다.
반복 단위의 또 다른 예시적인 부류는 페닐렌 반복 단위, 예컨대 하기 화학식 V의 페닐렌 반복 단위이다:
[화학식 V]
Figure pct00011
상기 식에서,
p는 0, 1, 2, 3 또는 4, 임의적으로 1 또는 2이고,
R12는 각각의 경우 독립적으로 치환기, 임의적으로 상기 기재된 바와 같은 치환기 R11, 예를 들어 C1 -20 알킬, 하나 이상의 C1 -20 알킬 기 또는 교차결합가능한 기로 치환되거나 비치환된 페닐이다.
화학식 V의 반복 단위는 1,4-연결되거나, 1,2-연결되거나 1,3-연결될 수 있다.
화학식 V의 반복 단위가 1,4-연결되는 경우 및 p가 0인 경우, 1 또는 2개의 인접한 반복 단위에 대한 화학식 V의 반복 단위의 공액결합 정도는 비교적 높을 수 있다.
p가 1 이상이고/이거나, 반복 단위가 1,2-연결되거나 1,3-연결되는 경우, 1 또는 2개의 인접한 반복 단위에 대한 화학식 V의 반복 단위의 공액결합 정도는 비교적 낮을 수 있다. 일 바람직한 배열에서, 화학식 V의 반복 단위는 1,3-연결되고 p는 0, 1, 2 또는 3이다. 또 다른 바람직한 배열에서, 화학식 V의 반복 단위는 하기 화학식 Va를 갖는다:
[화학식 Va]
Figure pct00012
.
아릴렌 반복 단위, 예컨대 화학식 IV 및 V의 반복 단위는 인접한 반복 단위의 방향족 또는 헤테로방향족 기와 완전히 공액결합될 수 있다. 추가적으로 또는 다르게는, 호스트 중합체는 공액결합-파괴 반복 단위에 인접한 반복 단위 사이에 공액결합을 완전히 파괴하는 공액결합-파괴 반복 단위를 함유할 수 있다. 예시적인 공액결합-파괴 반복 단위는 하기 화학식 VI을 갖는다:
[화학식 VI]
-(Ar7-Sp1-Ar7)-
상기 식에서,
Ar7은 각각의 경우 독립적으로 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환돌 수 있는 방향족 또는 헤테로방향족 기를 나타내고,
Sp1은 2개의 기 Ar7을 분리하는 하나 이상의 sp3 혼합된 탄소 원자를 포함하는 이격 기를 나타낸다. 바람직하게는, 각각의 Ar7은 페닐이고, Sp1은 C1 -10 알킬 기이다. Ar7의 치환기는 화학식 IV에 대하여 상기 기재된 기 R11로부터 선택되고, 바람직하게는 C1 -20 알킬로부터 선택될 수 있다.
호스트 중합체는 정공 수송 단위 또는 전자 수송 단위일 수 있는 전하 수송 단위 CT를 포함할 수 있다.
정공 수송 단위는 낮은 전자 친화도(2 eV 이하) 및 낮은 이온화 전위(5.8 eV 이하, 바람직하게는 5.7 eV 이하, 더욱 바람직하게는 5.6 eV 이하)를 가질 수 있다.
전자 수송 단위는 높은 전자 친화도(1.8 eV 이상, 바람직하게는 2 eV 이상, 더욱더 바람직하게는 2.2 eV 이상) 및 높은 이온화 전위(5.8 eV 이상)를 가질 수 있다. 적합한 전자 수송 기는 예를 들어, 문헌[Shirota and Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010]에 개시된 기를 포함한다.
전자 친화도 및 이온화 전위는 순환 전압 전류법(CV)으로 측정될 수 있다. 작업 전극 전위는 시간에 대해 선형적으로 램핑될 수 있다.
순환 전압 전류법이 일련의 전위에 도달하는 경우, 작업 전극의 전위 램프는 전화된다. 이 전화는 단일 실험 동안 수회 발생할 수 있다. 작업 전극에서 전류는 인가된 전압에 대하여 플롯팅되어 순환 전압 전류 흔적을 제공한다.
CV에 의해 HOMO 또는 LUMO 에너지 수준을 측정하기 위한 장치는 아세토니트릴 중 t-부틸 암모늄 퍼콜레이트/또는 t-부틸 암모늄 헥사플루오로포스페이트 용액을 함유하는 셀, 샘플이 막으로 코팅된 유리상 탄소 작업 전극, 백금 상대 전극(전자의 공여자 또는 수용자) 및 Ag/AgCl이 누출하지 않는 기준 유리 전극을 포함할 수 있다. 페로센은 계산을 위해 실험의 끝에 상기 셀에 첨가된다. (Ag/AgCl/페로센과 샌플/페로센 사이에 전위차의 측정).
방법 및 설정: 3 mm 지름 유리상 탄소 작업 전극 Ag/AgCl/누출 없음, 기준 전극 Pt 와이어 보조 전극, 아세토니트릴 중 0.1 M 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트, LUMO = 4.8 - 페로센(최대 평균 피크 대 피크) + 시작.
샘플: 톨루엔에 5 mg/mL 1 방울 넣고 3000 rpm에서 회전, LUMO(환원) 측정: 200 mV/s 및 -2.5V의 스위칭 전위에서 측정된 두꺼운 막에 대하여 우수한 가역적인 환원 사건이 전형적으로 관찰된다. 환원 사건은 10 주기에 걸쳐 측정되고 비교되어야하며, 보통 측정은 3번째 주기에서 수행된다. 시작은 환원 사건 및 기준선의 가장 가파른 부분에서 최고로 맞는 선의 교차점에서 측정된다.
예시적인 정공 수송 반복 단위는 하기 화학식 IX를 갖는다:
[화학식 IX]
Figure pct00013
상기 식에서,
Ar8, Ar9 및 Ar10은 각각의 경우 독립적으로 치환되거나 비치환된 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, g는 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1이고, R13은 각각의 경우 독립적으로 H 또는 치환기, 바람직하게는 치환기이고, c, d 및 e는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이다.
g가 1 또는 2일 때 각각의 경우 동일하거나 상이할 수 있는 R13은 바람직하게는 알킬, 예를 들어 C1 -20 알킬, Ar11 및 Ar11 기의 분지쇄 또는 직쇄로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 Ar11은 각각의 경우 독립적으로 치환되거나 비치환된 아릴 또는 헤테로아릴이다.
Ar8, Ar9, 및 존재하는 경우, 동일한 N 원자에 직접 결합된 Ar10 및 Ar11로부터 선택된 임의의 2개의 방향족 또는 헤테로방향족 기는 직접 결합에 또는 2가 연결 원자 또는 기에 의해 연결될 수 있다. 바람직한 2가 연결 원자 및 기는 O, S; 치환된 N; 및 치환된 C를 포함한다.
Ar8 및 Ar10은 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는, 바람직하게는 C6 -20 아릴, 더욱 바람직하게는 페닐이다.
g가 0인 경우, Ar9는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는, 바람직하게는 C6 -20 아릴, 더욱 바람직하게는 페닐이다.
g가 1인 경우, Ar9는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는, 바람직하게는 C6 -20 아릴, 더욱 바람직하게는 페닐 또는 이환형 방향족 기, 예를 들어 나프탈렌, 페릴렌, 안트라센 또는 플루오렌이다.
R13은 바람직하게는 Ar11 또는 Ar11 기의 분지쇄 또는 직쇄이다. Ar11은 각각의 경우 바람직하게는 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는 페닐이다.
예시적인 기 R13은 하기를 포함하고, 이들 중 각각은 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있고, 이때 *는 N에 대한 부착점을 나타낸다:
Figure pct00014
c, d 및 e는 바람직하게는 각각 1이다.
Ar8, Ar9, 및 존재하는 경우 Ar10 및 Ar11은 각각 독립적으로 하나 이상의, 임의적으로 1, 2, 3 또는 4개의 치환기로 치환되거나 비치환된다. 임의적으로, 치환기는 치환되거나 비치환된 알킬, 임의적으로 C1 -20 알킬(이때 하나 이상의 비인접한 C 원자는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴(바람직하게는 페닐), O, S, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)로부터 선택된다.
Ar8, Ar9, 및 존재하는 경우 Ar10 및 Ar11의 바람직한 치환기는 C1 -40 하이드로카빌, 바람직하게는 C1 -20 알킬이다.
화학식 IX의 바람직한 반복 단위는 하기 화학식 IX-1, IX-2 및 IX-3의 치환되거나 비치환된 단위를 포함한다:
Figure pct00015
트라이아진은 전자 수송 단위, 예를 들어 (헤테로)아릴 기 중 하나를 통해 측쇄로서 부착된 임의적으로 치환된 다이- 또는 트라이-(헤테로)아릴트라이아진의 예시적인 부류를 형성한다. 다른 예시적인 전자 수송 단위는 피리미딘 및 피리단; 설폭사이드 및 포스핀 옥사이드; 벤조페논; 및 보란이고, 이들 각각은 하나 이상의 치환기, 예를 들어 하나 이상의 C1 -20 알킬 기로 치환되거나 비치환될 수 있다.
예시적인 전자 수송 단위 CT는 하기 화학식 VII을 갖는다:
[화학식 VII]
Figure pct00016
상기 식에서,
Ar4, Ar5 및 Ar6은 각각의 경우 독립적으로 치환되거나 비치환된 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택되고; z는 각각의 경우 독립적으로 1 이상, 임의적으로 1, 2 또는 3이고; Y는 N 또는 CR7(이때 R7은 H 또는 치환기, 바람직하게는 H 또는 C1 -10 알킬)이다. 존재하는 경우, Ar4, Ar5 및 Ar6의 치환기는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 알킬, 임의적으로 C1 -20 알킬로부터 선택되고, 이때 하나 이상의 비인접한 C 원자는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴(바람직하게는 페닐), O, S, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있다. 바람직하게는, 화학식 VII의 Ar4, Ar5 및 Ar6은 각각, 임의적으로 및 독립적으로 하나 이상의 C1 -20 알킬 기로 치환된 페닐이다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 3개 기 Y는 모두 N이다.
3개 기 Y가 모두 CR7인 경우, Ar4, Ar5 및 Ar6 중 하나 이상은 바람직하게는 N을 포함하는 헤테로방향족 기이다.
하나의 배열에서, Ar4, Ar5 및 Ar6은 각각의 경우 페닐이다.
화학식 VII의 Ar6은 바람직하게는 페닐이고, 하나 이상의 C1 -20 알킬 기 또는 가교 단위로 임의적으로 치환된다.
전하 수송 단위 CT는 상응하는 단량체를 중합하여 형성된 별개의 반복 단위로서 제공될 수 있다. 다르게는, 하나 이상의 CT 단위는 더 큰 반복 단위, 예를 들어 하기 화학식 VIII의 반복 단위의 일부를 형성할 수 있다:
[화학식 VIII]
Figure pct00017
상기 식에서,
CT는 공액결합된 전하 수송 기를 나타내고; Ar3은 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 아릴 또는 헤테로아릴을 나타내고; q는 1 이상이고; Sp는 각각 독립적으로 Ar3과 CT 사이에 공액결합에서 파괴를 형성하는 이격 기를 나타낸다.
Sp는 바람직하게는 분지형, 선형 또는 환형 C1 -20 알킬 기이다.
예시적인 CT 기는 전술된 화학식 IX 또는 VII의 단위를 포함한다.
Ar3은 바람직하게는 치환되거나 비치환된 아릴, 임의적으로 치환되거나 비치환된 페닐 또는 플루오렌이다. Ar3에 대한 임의적인 치환기는 전술된 R8로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 하나 이상의 C1 -20 알킬 치환기로부터 선택된다.
q는 바람직하게는 1이다.
백색 OLED
본 발명의 OLED는 화학식 I의 청색 발광 화합물 및 장치에서 방출된 광이 백색이도록 방출 색을 갖는 하나 이상의 추가의 발광 물질을 함유하는 백색 OLED일 수 있다. 추가의 발광 물질은 형광성 또는 인광성일 수 있는 적색 및 녹색 발광 물질을 포함한다. 임의적으로, 백색 OLED로부터 방출된 모든 광은 인광이다.
하나 이상의 추가 발광 물질은 화학식 I의 화합물과 동일한 발광 층에 존재할 수 있거나, 장치의 하나 이상의 추가 발광 층에 제공될 수 있다. 하나의 임의적인 배열에서, OLED는 적색 발광 층, 및 녹색 및 청색 발광 층을 포함할 수 있다. 임의적으로, 적색 층은 녹색 및 청색 발광 층에 인접한 정공 수송 층이다.
백색 OLED로부터 방출된 광은 2500 내지 9000K의 범위의 온도에서 흑색 몸체에 의해 방출된 것에 등가인 CIE x 좌표 및 흑색 몸체에 의해 방출된 상기 광의 CIE y 좌표의 0.05 또는 0.025 이내의 CIE y 좌표, 임의적으로 2700 내지 600K의 범위의 온도에서 흑색 몸체에 의해 방출된 것에 등가인 CIE x 좌표를 가질 수 있다.
녹색 방출 물질은 500 nm 초과 580 nm 이하, 임의적으로 490 nm 초과 540 nm 이하의 범위에서 피크를 갖는 광발광 스펙트럼을 가질 수 있다
적색 방출 물질은 임의적으로 580 nm 초과 630 nm 이하, 임의적으로 585 nm 초과 625 nm 이하의 이의 광발광 스펙트럼에서 피크를 가질수 있다.
중합체 합성
공액결합된 중합체, 예컨대 전술된 화학식 IV, V, VI, VII, VIII 및 IX의 반복 단위를 하나 이상 포함하는 중합체의 제조를 위한 바람직한 방법은 "금속 삽입"을 포함하고, 이때 금속 착체 촉매의 금속 원자는 아릴 또는 헤테로아릴 기와 단량체의 이탈기 사이에 삽입된다. 예시적인 금속 삽입 방법은 예를 들어, WO 00/53656에 기재된 스즈키 중합 및 예를 들어, 문헌[T. Yamamoto, "Electrically Conducting And Thermally Stable pi-conjugated poly(arylen)s Prepared by Organometallic Processes", Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153-1205]에 기재된 야마모토 중합이다. 야마모토 중합의 경우, 니켈 착체 촉매가 사용되고; 스즈키 중합의 경우, 팔라듐 착체 촉매가 사용된다.
예를 들어, 야먀모토 중합에 의한 선형 중합체의 합성시, 2개의 반응성 할로겐 기를 갖는 단량체가 사용된다. 유사하게는, 스즈키 중합 방법에 따라, 하나 이상의 반응성 기는 붕산 유도체 기, 예컨대 붕산 또는 붕산 에스터이고, 다른 반응성 기는 할로겐이다. 바람직한 할로겐은 염소, 브롬 및 요오드, 가장 바람직하게는 브롬이다.
따라서, 본원을 통틀어 예시된 반복 단위는 적합한 이탈기를 전달하는 단량체로부터 유도될 수 있음이 이해될 것이다. 마찬가지로, 말단기 또는 측기는 적합한 이탈기의 반응에 의해 중합체에 결합될 수 있다.
스즈키 중합은 레지오레귤라, 블록 및 랜덤 공중합체를 제조하는데 사용될 수 있다. 특히 동종중합체 또는 랜덤 공중합체는 하나의 반응성 기가 할로겐이고 다른 반응성 기가 붕산 유도체 기인 경우 제조될 수 있다. 다르게는, 블록 또는 레지오레귤라 공중합체는 제 1 단량체의 모든 반응성 기가 붕소이고 제 2 단량체의 보든 반응성 기가 할로겐일 때 제조될 수 있다.
할라이드에 대한 대안으로서, 금속 삽입에 참여할 수 있는 다른 이탈기는 설폰산 및 설폰산 에스터, 예컨대 토실레이트, 메실레이트 및 트라이플레이트를 포함한다.
전하 수송 및 전하 차단 층
정공 수송 층은 애노드와 발광층 또는 층 사이에 제공될 수 있다. 마찬가지로, 전자 수송 층은 캐소드와 발광층 또는 층 사이에 제공될 수 있다.
유사하게, 전자 차단 층은 애노드와 발광층 사이에 제공될 수 있고, 정공 차단 층은 캐소드와 발광층 사이에 제공될 수 있다. 수송 및 차단 층은 조합하여 사용될 수 있다. 이의 HOMO 및 LUMO 수준에 따라, 단일 층은 정공 및 전자 중 하나를 수송하고 정공 및 전자의 다른 하나를 차단할 수 있다.
전하 수송 층 또는 전하 차단 층은 특히 전하 수송 또는 전하 차단 층이 겹쳐진 층이 용액으로부터 배치되는 경우 교차결합할 수 있다. 이 교차결합에 사용된 교차결합가능한 기는 그러한 반응성 이중 결합 및 비닐 또는 아크릴레이트 기, 또는 벤조사이클로부탄 기를 포함하는 교차결합가능한 기일 수 있다. 교차결합가능한 기는 전하 수송 또는 전하 차단 중합체의 백본으로부터 치환기 펜던트로서 제공될 수 있다. 전하 수송 또는 전하 차단 층의 형성 후, 교차결합가능한 기는 열처리 또는 조사에 의해 교차결합될 수 있다.
존재하는 경우, 애노드와 발광층 사이에 위치된 정공 수송 층은 바람직하게는 순환 전압 전류법에 의해 측정된 바와 같이 5.5 eV 이하, 더욱 바람직하게는 약 4.8 내지 5.5 eV의 HOMO 수준을 갖는다. 정공 수송 층의 HOMO 수준은 이들 층 사이에 정공 수송에 대한 작은 장벽을 제공하기 위해 인접함 층(상기 발광층)의 0.2 eV 이내, 임의적으로 0.1 eV 이내이도록 선택될 수 있다.
존재하는 경우, 발광 층과 캐소드 사이에 위치된 전자 수송 층은 방형파 순환 전압 전류법에 의해 측정된 바와 같이 바람직하게는 약 2.5 내지 3.5 eV의 LUMO 수준을 갖는다. 실리콘 모노옥사이드 또는 실리콘 다이옥사이드의 층, 또는 0.2 내지 2 nm 범위에서 두께를 갖는 다른 박 유전체 층은 캐소드에 가장 가까운 발광 층 및 캐소드 사이에 제공될 수 있다. HOMO 및 LUMO 수준은 순환 전압 전류법을 사용하여 측정될 수 있다.
존재하는 경우, 정공 차단 층은 하기 화학식 XII의 화합물을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다:
[화학식 XII]
Figure pct00018
상기 식에서,
V는 각각의 경우 독립적으로 S 또는 O, 바람직하게는 S이다. 화학식 XII의 화합물은 하나 이상의 치환기, 임의적으로 하나 이상의 C1 -40 하이드로카빌 기, 임의적으로 하나 이상의 C1 -20 알킬 기로 비치환될 수 있거나 치환될 수 있다.
정공 수송 층은 정공 수송(헤테로)아릴아민, 예컨대 화학식 IX의 정공 수송 반복 단위를 포함하는 동종중합체 또는 공중합체를 함유할 수 있다. 예시적인 공중합체는 화학식 IX의 반복 단위 및 임의적으로 치환된(헤테로)아릴렌 공-반복 단위, 예컨대 전술된 바와 같은 페닐, 플루오렌 또는 인데노플루오렌 반복 단위를 포함하고, 상기 (헤테로)아릴렌 반복 단위는 각각 알킬 또는 알콕시 기와 같은 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 특이적 공-반복 단위는 전술된 바와 같이 화학식 IVa의 플루오렌 반복 단위 및 화학식 V의 페닐렌 반복 단위를 포함한다. 화학식 IX의 반복 단위를 함유하는 정공 수송 공중합체는 화학식 IX의 반복 단위의 25 내지 95 몰%를 함유할 수 있다.
전자 수송 층은 임의적으로 치환된 아릴렌 반복 단위의 쇄, 예컨대 플루오렌 반복 단위의 쇄를 포함하는 중합체를 함유할 수 있다.
1개 초과의 정공 수송 층 또는 1개 초과의 전자 수송 층이 제공될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 2개 이상의 정공 수송 층이 제공된다.
정공 주입 층
전도성 유기 또는 무기 물질로부터 형성될 수 있는 전도성 정공 주입 층은 애노드와 발광 층 사이에 제공되어 반도체 중합체의 층에 애노드로부터의 정공 주입을 지원할 수 있다. 정공 수송 층은 정공 주입 층과 조합하여 사용될 수 있다.
도핑된 유기 정공 주입 물질의 예는 임의적으로 치환된, 도핑된 폴리(에틸렌 다이옥시티오펜)(PEDT), 특히 EP 0901176 및 EP 0947123에 개시된 바와 같이 폴리스티렌 설포네이트(PSS)와 같은 전하-균형 이산으로 도핑된 PEDT, 폴리아크릴산 또는 불화된 설폰산, 예를 들어 나피온(Nafion: 등록상표); US 5723873 및 US 5798170에 개시된 바와 같은 폴리아닐린; 및 임의적으로 치환된 폴리티오펜 또는 폴리(티에노티오펜)을 포함한다. 전도성 무기 물질의 예는 문헌[Journal of Physics D: Applied Physics(1996), 29(11), 2750-2753]에 개시된 바와 같이 전이 금속 옥사이드, 예컨대 VOx, MoOx 및 RuOx를 포함한다.
캐소드
캐소드는 발광 층에 전자의 주입을 허용하는 일함수를 갖는 물질로부터 선택된다. 캐소드와 발광 물질 사이에 상호작용에 부정적인 가능성과 같은 다른 인자가 캐소드의 선택에 영향을 준다. 캐소드는 알루미늄의 층과 같은 단일 물질로 이루어질 수 있다. 다르게는, 이는 다수의 금속, 예를 들어 WO 98/10621에 개시된 바와 같이 낮은 일함수 물질 및 높은 일함수 물질, 예컨대 칼슘 및 알루미늄의 이층을 포함할 수 있다. 캐소드는 예를 들어 WO 98/57381, 문헌[Appl. Phys. Lett. 2002, 81(4), 634] 및 WO 02/84759에 개시된 바와 같이 바륨 원소를 함유하는 층을 함유할 수 있다. 캐소드는 OLED의 발광층과 캐소드의 하나 이상의 전도성 층 사이에 금속 화합물의 박층(예를 들어 1 내지 5 nm 두께), 예컨대 하나 이상의 금속 층을 함유할 수 있다. 예시적인 금속 화합물 전자 주입을 지원하기 위해 알칼리 또는 알칼리 토 금속의 옥사이드 또는 플루오라이드, 예를 들어 WO 00/48258에 개시된 바와 같은 리튬 플루오라이드; 문헌[Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5), 2001]에 개시된 바와 같은 바륨 플루오라이드; 및 바륨 옥사이드를 포함한다. 전자를 장치에 효율적으로 주입하기 위해, 캐소드는 바람직하게는 3.5 eV 미만, 더욱 바람직하게는 3.2 eV 미만, 가장 바람직하게는 3 eV 미만의 일함수를 갖는다. 금속의 일함수는 예를 들어, 문헌[Michaelson, J. Appl. Phys. 48(11), 4729, 1977]에서 찾을 수 있다.
캐소드는 불투명하거나 투명할 수 있다. 투명한 캐소드는 상기 장치에서 투명한 애노드를 통한 방출이 방출 픽셀 아래에 위치된 드라이브 회로에 의해 적어도 부분적으로 차단되기 때문에 능동 매트릭스 장치를 위한 특히 유리하다. 투명한 캐소드는 투명하기에 충분히 얇은 전자 주입 물질의 층을 포함한다. 전형적으로, 이 층의 측면 전도도는 이의 얇음의 결과로서 낮을 것이다. 이 경우, 전자 주입 물질의 층은 리튬 주석 옥사이드와 같은 투명한 전도 물질의 더 두꺼운 층과 조합되어 사용될 수 있다.
투명한 캐소드 장치는 투명한 애노드 가질 필요가 없고(물론 완전히 투명한 장치가 바람직하지 않는 한), 그래서 바닥-방출 장치를 위해 사용된 투명한 애노드는 반사 물질의 층, 예컨대 알루미늄의 층으로 대체되거나 보충될 수 있음이 이해될 것이다. 투명한 캐소드 장치의 예는 예를 들어, GB 2348316에 개시되어 있다.
캡슐화
유기 광전자 장치는 습기 및 산소에 민감한 경향이 있다. 따라서, 기판(1)은 바람직하게는 장치에 습기 및 산소의 침투를 박기 위한 우수한 장벽 특성을 갖는다. 상기 기판은 보통 유리이지만, 특히 장치의 유연성이 바람직한 경우 다른 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 다른 플라스틱 및 장벽 층의 기판을 개시하는 US 6268695에서와 같이 플라스틱 또는 EP 0949850에 개시된 바와 같은 얇은 유리 및 플라스틱의 라미네이트를 포함할 수 있다.
장치는 습기 및 산소의 침투를 막기 위해 캡슐재(도시되지 않음)로 캡슐화될 수 있다. 적합한 캡슐재는 유리 시트, 적합한 장벽 특성을 갖는 막, 예컨대 실리콘 다이옥사이드, 실리콘 모노옥사이드, 실리콘 니트라이드, 또는 예를 들어, WO 01/81649에 개시된 바와 같은 중합체 및 유전체의 다른 스택(stack) 또는 예를 들어, WO 01/19142에 개시된 바와 같은 밀폐 용기를 포함한다. 투명한 캐소드 장치의 경우, 실리콘 모노옥사이드 또는 실리콘 다이옥사이드와 같은 투명한 캡슐화 층은 마이크론 수준의 두께로 대치될 수 있지만, 하나의 바람직한 실시양태에서 상기 층의 두께는 20 내지 300 nm이다. 기판 또는 캡슐재를 통해 침투할 수 있는 임의의 대기 수분 및/또는 산소의 흡수를 위해 더 나은 물질은 기판과 캡슐재 사이에 배치될 수 있다.
용액 처리
화학식 I의 발광 금속 착체 및 이의 조성물의 용액 처리가능한 제형을 형성하기 위한 적합한 용매는 통상의 유기 용매, 예컨대 모노- 또는 폴리-알킬벤젠, 예컨대 톨루엔 및 자일렌, 및 모노- 또는 폴리-알콕시벤젠, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 제형은 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다.
제형은 용매에 용해된 화학식 I의 화합물, 및 임의적으로 용매에 용해되거나 분산된, 바람직하게는 용해된 하나 이상의 추가 물질을 포함할 수 있다.
하나 이상의 추가 물질은 하나 이상의 호스트 물질 및 하나 이상의 추가 발광 물질을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다.
화학식 I의 화합물을 함유하는 발광 층을 형성하기 위한 예시적인 용액 증착 기법은 인쇄 및 코팅 기술, 예컨대 스핀-코팅, 침지-코팅, 롤-대-롤 코팅 또는 롤-대-롤 인쇄, 독터 블레이드 코팅, 슬롯 다이 코팅, 그라비어 코팅, 스크린 인쇄 및 잉크젯 인쇄를 포함한다.
전술된 바와 같은 코팅 방법은 발광 층의 패턴화가 불필요한 장치, 예를 들어 조명 제품 또는 단순 모노크롬 분절화 디스플레이를 위해 특히 적합하다.
인쇄는 고급 정보 함량 디스플레이, 특히 완전 컬러 디스플레이에 특히 적합하다. 장치는 제 1 전극 위에 패턴화된 층을 제공하고 1개 색(모노크롬 장치의 경우) 또는 다중 색(다중색, 특히 완전 컬러 장치의 경우) 인쇄를 위해 벽을 한정하는 단계에 의해 잉크젯 인쇄될 수 있다. 패터화된 층은 전형적으로 예를 들어, EP 0880303에 개시된 것처럼 잘 정의하기 위해 패턴화된 광레지스트의 층이다.
벽의 대안으로서, 잉크는 패턴화된 층 내에 한정된 채널에 인쇄될 수 있다. 특히 포토레지스트는 벽과는 달리 다수의 픽셀을 넘어서는 정도 및 채널 끝에서 폐쇄되거나 개방될 수 있는 패턴을 형성하기 위해 패턴화될 수 있다.
동일한 코팅 및 인쇄 방법이 사용되어 (존재하는 경우) 정공 주입 층, 전하 수송 층 및 전하 차단 층을 포함하는 OLED의 다른 층을 형성할 수 있다.
실시예
화합물 실시예 1
Figure pct00019
단계 1: 벤즈하이드라지드(25.99 g, 190.9 mmol)를 질소 대기하에 플라스크에 넣고 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(120 mL)에 용해하였다. 용액을 교반하고 빙욕에서 냉각하고 이소부틸 클로라이드(20 mL, 20.34 g, 190.9 mmol) 및 NMP(30 mL)의 혼합물을 적가하였다. 첨가가 완료된 후 반응 생성물을 실온으로 가온하고 18 시간 동안 교반하였다.
반응 혼합물을 물(1.2 L)에 붓고, 수성 혼합물을 에틸 아세테이트(2 x 600 mL)로 추출하였다. 합한 유기 용액을 MgSO4로 건조하고 여과하고 농축하였다. 저온 톨루엔으로 마쇄하여 조질 혼합물로부터 잔류 NMP를 제거하고 여과에 의해 생성물을 수집하여 백색 결정질 고체를 수득하였다(22.45 g, 57% 수율).
Figure pct00020
단계 2: 단계 1의 생성물(22.0 g, 104.9 mmol)을 질소하에 플라스크에 넣고, 건조 톨루엔(350 mL)에 용해하였다. 반응 생성물을 실온에서 교반하고 질소의 흐름을 통해 고체로서 PCl5(44.6 g, 209.8 mmol)를 적가하였다. 반응 생성물을 110℃에서 4 시간 동안 가열하였다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 빙수(400 mL)에 붓고 1 시간 동안 교반하였다. 유기 상을 분리하고 NaHCO3(10% 수성, 200 mL) 및 염수(200 mL)로 세척한 후 MgSO4로 건조하고 여과하고 농축하였다. 일부 벤질 클로라이드 부산물을 증류에 의해 제거하고, 생성된 오일을 추가 정제 없이 사용하였다. 생성물은 GCMS(m/z = 242)로 확인하였다.
Figure pct00021
단계 3: 단계 2의 생성물(15.0 g, 61.7 mmol) 및 2,6-다이메틸-4-n-헥실아닐린(13.9 4g, 67.86 mmol)을 플라스크에 넣고 자일렌(100 ml)에 용해하였다. 파라-톨루엔 설폰산(p-TSA)(0.6 g, 3.15 mmol)을 첨가하고, 반응 생성물을 125℃에서 64 시간 동안 가열하였다. 추가의 p-TSA(0.6 g)를 반응 시간으로부터 중간 쯤에 첨가하엿다. 반응 생성물을 실온으로 냉각하고, 물(1oo mL)을 첨가하고, 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 유기 상을 분리하고, NaHCO3(5% 수성, 100 mL)으로 세척하고, MgSO4로 건조하고, 여과하고 농축하여 연갈색 오일을 수득하였다. 조질물을 혼합물 또는 헵탄 및 에틸 아세테이트를 사용하여 실리카 상에서 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 헵탄/에틸 아세테이트로 재결정화에 의해 추가 정제하여 백색 결정질 고체(8.7 g, 48% 수율)를 수득하였다.
Figure pct00022
화합물 실시예 1의 합성: 단계 3의 화합물(1.84 g, 4.90 mmol) 및 이리듐(III) 아세틸아세토네이트(0.60 g, 1.23 mmol)를 질소로 펌핑하고 다시 채워 불활성 대기 하에 넣은 플라스크에 넣었다. 질소로 20 분 동안 버블링하여 펜타데칸(2 mL)을 탈기한 후 반응 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 280℃에서 가열하고, 생성된 용융물을 41 시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각하여 황색/갈색 유리질 고체를 수득하고, 이를 혼합된 헵탄/에틸 아세테이트로 용리된 실리카 상에서 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 헵탄/톨루엔으로 재결화에 의해 추가 정제하여 황색 고체(0.44 g, 99.80% HPLC 순도, 27% 수율)를 수득하였다.
화합물 실시예 2 내지 8
화합물 실시예 2 내지 8 및 12를 화합물 실시예 1과 유사한 방법으로 형성하였다.
화합물 실시예 2: 0.19 g 수율, 98.86% 순도.
화합물 실시예 3: 1.08 g 수율, 99.65% 순도.
화합물 실시예 4: 1.02 g 수율, 99.82% 순도.
화합물 실시예 5: 1.76 g 수율, 99.81% 순도.
화합물 실시예 6: 1.11 g 수율, 99.84% 순도.
화합물 실시예 7: 0.28 g 수율, 95.30% 순도.
화합물 실시예 8: 0.58 g 수율, 99.23% 순도.
화합물 실시예 11
Figure pct00023
단계 1: 화합물 실시예 6의 화합물(2.20 g, 1.79 mmol)을 플라스크의 다이클로로메탄(30 mL)에 용해하고 질소로 퍼지하였다. 용액을 0℃로 냉각하고, N-브로모숙신이미드(0.950 g, 5.36 mmol)를 15 분간에 걸쳐서 회분식으로 첨가하였다. 반응 생성물을 실온으로 서서히 가온하도록 하고, 20 시간 동안 교반하였다. 이어서, 반응 생성물을 메탄올(100 mL)을 첨가하여 급랭시켰다. 15 분 교반한 후, 황색 침전물(2.13 g, 81% 수율, 99.28% HPLC 순도)을 여과로 수집하고 메탄올로 세척하였다; LCMS(ES+): m/z 1468([M+H]+), 1506([M+K]+).
Figure pct00024
단계 2: 단계 1로부터의 생성물(1 g, 0.681 mmol) 및 3,5-다이(4-t-부틸페닐)벤젠 붕산 피나콜 에스터(1.1 g, 2.35 mmol)를 톨루엔(50 mL)에 용해하고, 질소로 40 분 동안 버블링하여 탈기하였다. Pd2(dba)3(0.0094 g, 0.0102 mmol) 및 SPhos(0.0084 g, 0.0204 mmol)를 고체로서 첨가하고, 혼합물을 질소로 추가 5 분 동안 버블링하였다. 별도로, Et4NOH(20% 수성) 용액(1.8 mL, 4.09 mmol)을 질소로 1 시간 동안 버블링하였다. 반응 생성물을 90℃로 가열하고, 염기 용액을 첨가한 후 온도를 110℃로 증가시켰다. 반응 생성물을 이 온도에서 20 시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각한 후, 수성 부분을 반응 혼합물로부터 버리고 유기 용액을 에틸 아세테이트로 용리된 실리카의 플러그를 통해 여과하였다. 상기 용매를 증발시켜 황색 고체로서 조질 생성물을 수득하였다. HPLC/LCMS 분석은 잔류(10%) 부분적으로 결합된 브롬 중간체의 존재를 나타내므로, 상기 과정을 붕산 에스터(0.064 g)를 사용하여 반복하였다. 생성된 새로운 조질물을 (다이클로르메탄 및 에틸 아세테이트의 혼합물로 용리한) 실리카 상에서 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 톨루엔 및 아세토니트릴의 혼합물로부터 재결정화하였다. 99.6% HPLC 순도에서 0.716 g(47%) 수율.
장치 실시예 1
하기 구조를 갖는 백색 유기 발광 장치를 제조하였다:
ITO/HIL/HTL/LEL/ETL/캐소드
상기 구조에서,
ITO는 인듐-주석 옥사이드 애노드이고;
HIL은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 층이고;
HTL은 정공 수송 층이고;
LEL은 발광 금속 착체 및 호스트 중합체를 함유하는 발광 층이고;
ETL은 전자 수송 층이다.
ITO를 전달하는 기판은 UV/오존을 사용하여 세척하였다. 정공 주입 층은 닛산 케미칼 인더스트리즈(Nissan Chemical Industries)에서 입수가능한 정공 주입 물질의 수성 제형을 스핀-코팅하고, 생성된 층을 가열하여 약 35 nm 두께로 형성하였다.
적색-방출 정공 수송 층은 교차결합가능한 적색-방출 정공 수송 중합체를 스핀-코팅하고 상기 중합체를 가열시켜 교차결합하여 약 20 nm 두께로 형성하였다.
녹색 및 청색 발광 층은 화합물 실시예 1(청색 발광 금속 착체) 및 녹색 인광성 트리스(페닐피리딘)이리듐 방출체로 도핑된 호스트 1를 함유하는 발광 조성물을 배치하고 스핀-코팅에 의해 약 75 nm 두께로 형성하고, 이때 각각의 리간드는 74 : 25 : 1의 호스트 1 : 화합물 실시예 1 : 녹색 인광성 방출체의 중량비로 알킬화된 3,5-다이페닐벤젠 덴드론으로 치환된다. 전자 수송 층은 WO 2012/133229에 기재된 바와 같이 10 nm의 두께로 전자 수송 단위 1을 포함하는 전자 수송 중합체를 대체하여 형성한다.
캐소드는 약 2 nm 두께로 나트륨 플루오라이드의 제 1 층을 증발시키고, 약 100 nm의 두께로 알루미늄의 제 2 층을 증발시키고, 약 100 nm의 두께로 은의 제 3 층을 증발시켜 형성된다.
호스트 1은 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00025
.
적색-방출 정공 수송 중합체는 WO 00/53656에 기재된 바와 같이 스즈키 중합에 의해 형성되어 화학식 Va의 교차결합가능한 페닐렌 반복 단위; 화학식 IX-1의 아민 반복 단위; 및 3몰%의 하기 화학식의 적색 인광성 기를 포함하는 중합체를 수득한다:
Figure pct00026
전자 수송 단위 1은 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00027
비교 장치 1
화합물 실시예 1을 하기 비교 방출체 1로 대체하는 것을 제외하고 장치 실시예 1에 기재된 바와 같이 장치를 제조하였다:
Figure pct00028
.
도 2를 참조하여, 장치 실시예 1(실선)의 밝기를 초기 밝기의 70%까지 떨어뜨리는데 걸리는 시간은 비교 장치 1(점선)의 여러 배였다.
장치 실시예 2
화합물 실시예 1을 화합물 실시예 6으로 대체하는 것을 제외하고 장치 실시예 1에 기재된 바와 같이 장치를 제조하였다:
장치 실시예 3
화합물 실시예 6을 화합물 실시예 11로 대체하는 것을 제외하고 장치 실시예 2에 기재된 바와 같이 장치를 제조하였다:
도 3은 장치 실시예 2(화합물 실시예 6) 및 장치 실시예 3(화합물 실시예 11)에 대한 휘도 대 시간의 그래프이다.
장치 실시예 4
하기 구조를 갖는 백색 유기 발광 장치를 제조하였다:
ITO/HIL/LEL(R)/LEL(G,B)/HBL/ETL/캐소드
상기 구조에서,
ITO는 인듐 주석 옥사이드 애노드이고,
HIL은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 층이고,
LEL(R)은 적색 발광 정공 수송 층이고,
LEL(G,B)는 녹색 및 청색 발광 층이고,
HBL은 정공 차단 층이고,
ETL은 전자 수송 층이다.
ITO를 전달하는 기판(45 nm)은 UV/오존을 사용하여 세척하였다. 정공 주입 층은 닛산 케미칼 인더스트리즈에서 입수가능한 정공 주입 물질의 제형을 스핀-코팅하여, 약 35 nm 두께로 형성하였다. 적색 발광 층은 장치 실시예 1에 기재된 적색 방출 정공 수송 중합체를 스핀-코팅하고, 180℃에서 가열하여 중합체를 교차결합하여 약 20 nm의 두께로 형성하였다. 녹색 및 청색 발광 층은 화합물 실시예 A(74 중량%), 녹색 인광성 방출체(1 중량%) 및 화합물 실시예 12(24 중량%)를 스핀 코팅하여 약 70 nm의 두께로 형성하였고, 이때 녹색 인광성 방출체는 트리스(페닐피리딘)이리듐 방출체이고, 여기서 각각의 페닐피리딘 리간드는 알킬화된 3,5-다이페닐벤젠 덴드론으로 치환된다. 하기 정공 차단 화합물 1의 정공 차단 층을 10 nm의 두께로 발광 층으로 증발시켰다:
Figure pct00029
.
전자 수송 층은 전자 수송 단위 1을 포함하는 중합체를 10 nm의 두께로 스핀-코팅하여 형성된다. 캐소드는 약 3.5 nm 두께의 나트륨 플루오라이드의 제 1 층, 약 100 nm 두께의 알루미늄의 층, 및 약 100 nm 두께의 은의 층의 전자 수송 층으로 형성된다.
비교 장치 4
화합물 실시예 12를 하기 비교 화합물 12로 대체하는 것을 제외하고 장치 실시예 4에 기재된 바와 같이 장치를 제조하였다:
Figure pct00030
.
도 4는 장치 실시예 4(화합물 실시예 12) 및 비교 장치 4(비교 화합물 12)의 휘도 대 시간의 그래프이다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시양태에 의해 설명되었지만, 본원에 개시된 특징의 다양한 변형, 변경 및/또는 조합이 하기 청구범위에 제시된 바와 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 당업자에게 자명할 것임이 인식된다.

Claims (21)

  1. 하기 화학식 I의 인광성 화합물:
    [화학식 I]
    Figure pct00031

    상기 식에서,
    M은 전이 금속이고;
    L은 각각의 경우 독립적으로 모노- 또는 폴리-덴테이트 리간드이고;
    R1은 각각의 경우 독립적으로 분지형 C3 -20 알킬 기, 환형 C5 -20 알킬 기 또는 하기 화학식 II의 기이고:
    [화학식 II]
    Figure pct00032

    [상기 식에서,
    R5는 각각 독립적으로 C1 -10 알킬 기이고; R6은 각각 독립적으로 치환기이고; z는 0 또는 양의 정수이고; *는 화학식 II의 기의 부착점이다];
    R2는 각각의 경우 독립적으로 선형, 분지형 또는 환형 C1 -10 알킬 기이고;
    R3은 각각의 경우 독립적으로 선형, 분지형 또는 환형 C1 -10 알킬 기 또는 화학식 -(Ar1)p 의 기이되, Ar1은 각각의 경우 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, p는 1 이상이고;
    R4는 각각 독립적으로 치환기이고;
    v는 1 이상이고;
    w는 0 또는 양의 정수이고;
    x는 1 이상이고;
    y는 0 또는 양의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    M이 이리듐, 백금, 오스뮴, 팔라듐, 로듐 및 루테늄으로부터 선택되는, 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    y가 0인, 화합물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    x가 3인, 화합물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R1이 화학식 II의 기인, 화합물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    R5가 각각 독립적으로 C1 -10 알킬 기인, 화합물.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    z가 0인, 화합물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R3이 C1 -20 알킬 기인, 화합물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    v가 1인, 화합물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    화학식 I의 화합물이 하기 화학식 Ia를 갖는, 화합물:
    [화학식 Ia]
    Figure pct00033
    .
  11. 제 1 항 내지 제 7 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1이 각각의 경우 독립적으로 하나 이상의 C1 -10 알킬 기로 치환되거나 비치환된 페닐인, 화합물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    w가 1 이상이고, R4가 각각 독립적으로 선형, 분지형 또는 환형 C1 -20 알킬 기 및 화학식 -(Ar1)p의 기로부터 선택되되, Ar1이 각각의 경우 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, p가 1 이상인, 화합물.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 잇어서,
    400 내지 490 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 광발광 스펙트럼을 갖는 화합물.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R1이 3차 탄소 원자를 포함하는 분지형 C4 -20 알킬 기인, 화합물.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    w가 1인, 화합물.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 및 호스트 물질을 포함하는 조성물.
  17. 하나 이상의 용매 중에 용해된 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 조성물을 포함하는 용액.
  18. 애노드;
    캐소드; 및
    애노드와 캐소드 사이에 위치하고, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 조성물을 포함하는, 발광 층
    을 포함하는 유기 발광 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    백색광을 방출하는 유기 발광 장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 따른 유기 발광 장치의 형성 방법으로서,
    애노드 및 캐소드 중 하나 위에 발광 층을 증착하는 단계; 및
    애노드 및 캐소드 중 나머지를 상기 발광 층 위에 증착하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    발광 층이 제 17 항에 따른 용액을 증착하고 하나 이상의 용매를 증발시킴으로써 형성되는, 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3438114B1 (en) * 2016-03-31 2020-11-04 Sumitomo Chemical Company, Limited Metal complex, composition and light-emitting device
US20190341560A1 (en) * 2016-11-14 2019-11-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Light emitting device, and metal complex and composition used in same
US20200091438A1 (en) 2017-04-27 2020-03-19 Sumitomo Chemical Company, Limited Light emitting device
EP3618579B1 (en) * 2017-04-27 2023-03-15 Sumitomo Chemical Company Limited Composition and light-emitting element in which same is used
JPWO2019065388A1 (ja) 2017-09-29 2020-11-05 住友化学株式会社 組成物及びそれを用いた発光素子
EP3691416A4 (en) * 2017-09-29 2021-04-21 Sumitomo Chemical Company Limited LIGHT EMITTING DEVICE

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102574883B (zh) * 2009-11-02 2015-11-25 株式会社半导体能源研究所 有机金属配合物、发光元件、显示器件、电子器件和照明器件
JP5787538B2 (ja) * 2010-02-16 2015-09-30 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体及びそれを用いた発光素子、発光装置及び電子機器
US9005773B2 (en) * 2010-03-15 2015-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, light-emitting element, display device, electronic device, and lighting device
JP5601036B2 (ja) * 2010-06-03 2014-10-08 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置
US9155158B2 (en) * 2011-04-01 2015-10-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, light-emitting element, display device, electronic device, and lighting device
JP5708176B2 (ja) * 2011-04-13 2015-04-30 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP5905271B2 (ja) * 2012-01-18 2016-04-20 住友化学株式会社 金属錯体及び該金属錯体を含む発光素子
US9309458B2 (en) * 2012-02-24 2016-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Phosphorescent organometallic iridium complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
GB2508408A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Cambridge Display Tech Ltd Phosphorescent light-emitting 1,2,4-triazine compounds
US20150349267A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 E I Du Pont De Nemours And Company Blue luminescent compounds

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