KR20180091089A - 유기 발광 화합물 - Google Patents

유기 발광 화합물 Download PDF

Info

Publication number
KR20180091089A
KR20180091089A KR1020187019942A KR20187019942A KR20180091089A KR 20180091089 A KR20180091089 A KR 20180091089A KR 1020187019942 A KR1020187019942 A KR 1020187019942A KR 20187019942 A KR20187019942 A KR 20187019942A KR 20180091089 A KR20180091089 A KR 20180091089A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
light emitting
substituted
unsubstituted
Prior art date
Application number
KR1020187019942A
Other languages
English (en)
Inventor
마틴 험프리스
윌리암 타란
나즈룰 이슬람
시몬 킹
Original Assignee
캠브리지 디스플레이 테크놀로지 리미티드
수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캠브리지 디스플레이 테크놀로지 리미티드, 수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드 filed Critical 캠브리지 디스플레이 테크놀로지 리미티드
Publication of KR20180091089A publication Critical patent/KR20180091089A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/0033—Iridium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0091—Complexes with metal-heteroatom-bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D165/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • H01L51/0085—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14—Side-groups
    • C08G2261/141—Side-chains having aliphatic units
    • C08G2261/1412—Saturated aliphatic units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14—Side-groups
    • C08G2261/148—Side-chains having aromatic units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/31—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/314—Condensed aromatic systems, e.g. perylene, anthracene or pyrene
    • C08G2261/3142—Condensed aromatic systems, e.g. perylene, anthracene or pyrene fluorene-based, e.g. fluorene, indenofluorene, or spirobifluorene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/31—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/316—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C08G2261/3162—Arylamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/322—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed
    • C08G2261/3221—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed containing one or more nitrogen atoms as the only heteroatom, e.g. pyrrole, pyridine or triazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/40—Polymerisation processes
    • C08G2261/41—Organometallic coupling reactions
    • C08G2261/411—Suzuki reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/50—Physical properties
    • C08G2261/52—Luminescence
    • C08G2261/524—Luminescence phosphorescent
    • C08G2261/5242—Luminescence phosphorescent electrophosphorescent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90—Applications
    • C08G2261/95—Use in organic luminescent diodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/185—Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

하기 화학식 (I)의 화합물이 개시된다:
Figure pct00047

상기 식에서,
M은 전이 금속이고;
Ar1은 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리 또는 다환형 헤테로방향족 기이고;
Ar2는, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 2개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이고;
Ar1 및 Ar2는, 직접 결합 또는 2가 연결 기에 의해 연결될 수 있고;
L은 리간드이고;
x는 1 이상이고;
a, b 및 y는 각각 0 또는 양의 정수이고;
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 치환기이고;
(i) Ar1은 다환형 헤테로방향족 기이거나; (ii) Ar1은 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리이고, Ar2는, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 3개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이다.
상기 화합물은 유기 발광 장치에서 적외선 발광 물질로서 사용될 수 있다.

Description

유기 발광 화합물
본 발명은 인광 발광 화합물; 상기 발광 화합물을 포함하는 조성물, 용액 및 및 발광 장치; 및 상기 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
활성 유기 물질을 포함하는 전자 장치는, 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 광응답성 장치(특히, 유기 광기전 장치 및 유기 광센서), 유기 트랜지스터 및 기억 배열 장치와 같은 장치에서의 사용에 대해 크게 주목받고 있다. 활성 유기 물질을 함유하는 장치는 낮은 중량, 낮은 전력 소비 및 유연성과 같은 이점을 제공한다. 더욱이, 가용성 유기 물질의 사용은 장치 제조에서 용액 처리 공정, 예를 들면, 잉크젯 인쇄 또는 스핀-코팅의 사용을 허용한다.
OLED는 애노드, 캐쏘드 및 애노드와 캐쏘드 사이의 하나 이상의 유기 발광 층을 갖는 기판을 포함할 수 있다.
애노드를 통해 상기 장치로 정공이 주입되고, 장치의 작동 동안 캐쏘드를 통해 전자가 주입된다. 발광 물질의 최고 점유 분자 궤도(HOMO)에서의 정공 및 최저 비점유 분자 궤도(LUMO)에서의 전자가 조합되어, 에너지를 광으로서 방출하는 여기자(exiton)를 형성한다.
발광 층은 반도체성 호스트 물질 및 발광 도판트를 포함할 수 있고, 이때 에너지는 호스트 물질로부터 발광 도판트로 전달된다. 예를 들면, 문헌[J. Appl. Phys. 65, 3610, 1989]은, 형광 발광 도판트로 도핑된 호스트 물질(즉, 단일항 여기자의 붕괴를 통해 광이 방출되는 발광 물질)을 개시하고 있다.
인광 도판트(즉, 삼중항 여기자의 붕괴를 통해 광이 방출되는 발광 도판트)가 또한 공지되어 있다.
적합한 발광 물질은, 소분자, 중합체성 및 덴드리머성 물질을 포함한다. 적합한 발광 중합체는 폴리(아릴렌 비닐렌), 예컨대 폴리(p-페닐렌 비닐렌); 및 폴리아릴렌, 예컨대 폴리플루오렌을 포함한다.
디스플레이 및 조명과 같은 용도를 위한, 적색, 녹색 및 청색 발광 물질을 포함하는 OLED가 공지되어 있다.
적외선 발광 물질을 포함하는 OLED 역시, 예를 들어, 문헌[Chuk-Lam Ho, Hua Li and Wai-Yeung Wong, "Red to near-infrared organometallic phosphorescent dyes for OLED applications", J. Organomet. Chem. 751 (2014), 261-285]에 개시된 바와 같이, 공지되어 있다. 그러나, 적외선 발광 OLED와 관련된 문제는 낮은 효율이다.
본 발명의 목적은, 적외선 발광 OLED의 효율을 개선하는 것이다.
제 1 양태에서, 본 발명은, 하기 화학식 (I)의 화합물을 제공한다:
Figure pct00001
상기 식에서,
M은 전이 금속이고;
Ar1은 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리 또는 다환형 헤테로방향족 기이고;
Ar2는, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 2개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이고;
Ar1 및 Ar2는, 직접 결합 또는 2가 연결 기에 의해 연결될 수 있고;
L은 리간드이고;
x는 1 이상이고;
y는 0 또는 양의 정수이고;
a는 0 또는 양의 정수이고;
b는 0 또는 양의 정수이고;
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 치환기이고;
(i) Ar1이 다환형 헤테로방향족 기이거나;
(ii) Ar1이 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리이고, Ar2가, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 3개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이다.
제 2 양태에서, 본 발명은, 제 1 양태에 따른 화합물 및 호스트 물질을 포함하는 조성물을 제공한다.
제 3 양태에서, 본 발명은, 하나 이상의 용매 중에 용해된, 제 1 양태에 따른 화합물 또는 제 2 양태에 따른 조성물을 포함하는 용액을 제공한다.
제 4 양태에서, 본 발명은, 애노드, 캐쏘드, 및 애노드와 캐쏘드 사이의 발광 층을 포함하는 유기 발광 장치를 제공하며, 이때 상기 발광 층은 제 1 양태에 따른 화합물 또는 제 2 양태에 따른 조성물을 포함한다.
제 5 양태에서, 본 발명은, 제 4 양태에 따른 유기 발광 장치의 형성 방법을 제공하며, 이때 상기 방법은, 애노드 및 캐쏘드 중 하나의 위쪽에 발광 층을 증착하는 단계, 및 애노드 및 캐쏘드 중 나머지 하나를 상기 발광 층 위쪽에 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명은 도면을 참조하여 더욱 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시양태에 따른 OLED를 도시한다.
도 1(임의의 축척으로 도시되지 않음)은 본 발명에 따른 OLED(100)를 개략적으로 도시한다. OLED(100)는 기판(107) 상에 놓이고, 애노드(101), 캐쏘드(105), 및 애노드와 캐쏘드 사이에 발광 층(103)을 포함한다. 추가 층(도시되지 않음), 예컨대, 비제한적으로, 정공 수송 층, 전자 수송 층, 정공 차단 층, 전자 차단 층, 정공 주입 층 및 전자 주입 층이 애노드와 캐쏘드 사이에 제공될 수 있다.
하나 이상의 추가 층을 포함하는 예시적인 OLED 구조는 하기를 포함한다:
애노드/정공 주입 층/발광 층/캐쏘드;
애노드/정공 수송 층/발광 층/캐쏘드;
애노드/정공 주입 층/정공 수송 층/발광 층/캐쏘드; 및
애노드/정공 주입 층/정공 수송 층/발광 층/전자 수송 층/캐쏘드.
발광 층(103)은 호스트 물질 및 화학식 (I)의 인광성 화합물을 함유할 수 있다.
상기 장치는 1개 초과의 발광 층을 함유할 수 있다. 상기 발광 층은 화학식 (I)의 인광성 화합물 및 하나 이상의 다른 발광 화합물, 예를 들어 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 발광 색을 갖는 다른 인광성 또는 형광성 발광 물질을 함유할 수 있다. 바람직하게, 발광 층(103)은 상기 장치의 유일한 발광 층이다. 바람직하게, 사용시 상기 장치에 의해 방출되는 광의 90% 또는 95% 이상, 더욱 바람직하게는 모든 광이 화학식 (I)의 화합물로부터 방출된다.
화학식 (I)의 화합물은 바람직하게는, 650 nm 이상, 임의적으로 650 내지 1000 nm, 바람직하게 700 내지 850 nm 범위의 피크를 갖는 광발광 스펙트럼을 가진다.
화학식 (I)의 화합물의 광발광 스펙트럼은, 폴리스타이렌 필름 내의 5 중량%의 상기 물질을 석영 기판 상에 캐스팅하고, 하마마츠(Hamamatsu)사에 의해 공급된 장치 C9920-02를 사용하여 질소 환경 내에서 측정함으로써, 측정될 수 있다.
화학식 (I)의 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 (I)의 화합물은, 하기 구조식의 리간드 이외에, 하나 이상의 리간드를 함유할 수 있다:
Figure pct00002
.
리간드 L은, 존재하는 경우, 1자리(monodentate) 또는 여러자리(polydentate) 리간드일 수 있다. 임의적으로, L은 2자리(bidentate) 리간드이다. 임의적으로, L은 O,O 사이클로메탈화(cyclometallating) 리간드; N,O 사이클로메탈화 리간드, 임의적으로 피콜리네이트; 및 N,N 사이클로메탈화 리간드로부터 선택된다.
L은 하기 구조식의 리간드일 수 있다:
Figure pct00003
상기 식에서,
R16은, 각각의 경우 독립적으로, 치환기, 바람직하게 C1-10 알킬이고,
R17은 H 또는 치환기, 바람직하게 H 또는 C1-10 알킬이고;
이때 R16 및 R17은, 고리, 임의적으로, 비치환되거나 하나 이상의 치환기(임의적으로, C1-20 하이드로카빌 기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기)로 치환될 수 있는, 6원 내지 10원 방향족 또는 헤테로방향족 고리를 형성할 수 있다.
바람직하게 R16은 C1-4 알킬, 더욱 바람직하게 메틸 또는 3급-부틸이다.
바람직하게, y는 0 또는 1이다.
화학식 (I)의 화합물은 하기 구조식의 리간드를 하나 이상 포함한다:
Figure pct00004
.
경우 (i)에서, Ar1은 다환형 헤테로방향족 기이고, Ar2는, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 2개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이다.
본원에서 "다환형 헤테로방향족 기"는, 헤테로방향족 고리를 포함하고, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 하나 이상의 고리를 추가로 포함하는 다환형 기를 의미한다. 다환형 헤테로방향족 기의 고리는, 융합된 헤테로방향족 또는 방향족 고리로 이루어질 수 있거나, 하나 이상의 비-방향족 고리를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 다환형 헤테로방향족 기의 모든 방향족 또는 헤테로방향족 고리는 직접 또는 하나 이상의 개재(intervening) 방향족 또는 헤테로방향족 고리를 통해 서로에 대해 공액 결합된다.
경우 (ii)에서, Ar1은 일환형 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리이고, Ar2는, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 3개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이다.
상기 다환형 기 Ar2는 융합된 헤테로방향족 또는 방향족 고리로 이루어질 수 있거나, 하나 이상의 비-방향족 고리를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 다환형 기 Ar2의 모든 방향족 또는 헤테로방향족 고리는 직접 또는 하나 이상의 개재 방향족 또는 헤테로방향족 고리를 통해 서로에 대해 공액결합된다.
다환형 기 Ar1 또는 Ar2는 10원 내지 30원 다환형 기일 수 있다.
경우 (i)에서, Ar1은, 임의적으로, C 및 N 원자의 10원 다환형 헤테로방향족, 임의적으로, 임의의 벤젠, 피리딘 또는 피라진에 융합된 피리딘 또는 피라진의 다환형 헤테로방향족이다. Ar1은 바람직하게 퀴놀린 또는 이소퀴놀린으로부터 선택된다. 임의적으로, 리간드 Ar1 및 Ar2는, 하기 리간드로부터 선택되며, 이때 퀴놀린 또는 이소퀴놀린 기는, 화학식 (I)에서 예시된 바와 같이 트라이아진 기 및 임의적으로 하나 이상의 치환기 R1으로 치환되고, Ar2는 비치환되거나 하나 이상의 치환기 R2로 치환된다:
Figure pct00005
.
경우 (i)에서, 임의적으로, Ar2는 리간드 Ar1 및 Ar2가 하기 리간드로부터 선택되도록 선택되고, 이때 Ar1은 하나 이상의 치환기 R1으로 치환될 수 있고, Ar2는 비치환되거나 하나 이상의 치환기 R2로 치환된다:
Figure pct00006
상기 식에서, X는, 각각의 경우 독립적으로, CR2 2, SiR2 2, NR2, O 또는 S이고, 이때 R2는, 각각의 경우 독립적으로, 치환기이다.
경우 (ii)에서, Ar1은 일환형 5원 또는 6원 헤테로방향족 고리, 바람직하게 C 및 N 원자의 6원 헤테로방향족 고리, 바람직하게 피리딘이고, Ar2는 바람직하게는 다환방향족 기, 임의적으로 C10-20 다환방향족 화합물이다. 바람직하게, 경우 (ii)의 Ar2는, 비치환되거나 하나 이상의 치환기 R2로 치환될 수 있는, 3개 이상의 융합된 벤젠 고리의 다환방향족 탄화수소, 바람직하게 페난트렌이다.
경우 (i) 또는 (ii)에서, (Ar1 및 Ar2 사이에, 화학식 (I)에 도시된 C-C 결합에 더하여) Ar1 및 Ar2 사이에 직접 결합 또는 2가 연결 기가 존재할 수 있다.
R1 및 R2는, 존재하는 경우,, 각각의 경우 독립적으로,
- C1-20 알킬(이때, C1-20 알킬의 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음); 및
- 구조식 -(Ar3)p의 기(이때, Ar3는, 각각의 경우, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, C6-20 아릴 기 또는 5원 내지 20원 헤테로아릴 기이고, p는 1 이상, 임의적으로 1, 2 또는 3임)
로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
치환기 Ar3는, 존재하는 경우, 임의적으로, F, CN, NO2 및 C1-20 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 C1-20 알킬의 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있다. 존재하는 경우, 하나 이상의 치환기 Ar3는 바람직하게 C1-20 알킬로부터 선택된다.
임의적으로, R3는, 각각의 경우, 독립적으로,
- C1-20 알킬(이때, C1-20 알킬의 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음); 및
- 구조식 -(Ar4)q의 기(이때, Ar4는, 각각의 경우, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, C6-20 아릴 기 또는 5원 내지 20원 헤테로아릴 기이고, q는 1 이상임)
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
치환기 Ar4는, 존재하는 경우, 임의적으로, F, CN, NO2 및 C1-20 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 C1-20 알킬의 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있다. 하나 이상의 치환기 Ar4는, 존재하는 경우, 바람직하게 C1-20 알킬로부터 선택된다.
바람직하게, R3는, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는 페닐이다.
화학식 (I)의 트라이아진 치환기는 Ar1의 임의의 이용가능한 위치, 바람직하게 Ar1의 방향족 탄소 원자에 결합될 수 있다. 바람직하게, 상기 트라이아진 치환기는, M에 결합된 Ar1의 N 원자에 대해 메타인 원자에 결합된다.
경우 (i)에 따른 예시적인 화학식 (I)의 화합물은 하기를 포함한다:
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
.
경우 (ii)에 따른 예시적인 화학식 (I)의 화합물은 하기를 포함한다:
Figure pct00014
.
호스트 물질
호스트 물질은, 호스트 물질로부터 화학식 (I)의 인광성 화합물로 삼중항 여기자의 전달을 허용하기 위해, 화학식 (I)의 인광성 화합물보다 0.1 eV 이하 만큼 더 낮고, 바람직하게는 화학식 (I)의 인광성 화합물과 적어도 동일하거나 이보다 더 높은 삼중항 여기 상태 에너지 수준 T1을 갖는다.
호스트 물질 및 인광성 화합물의 삼중항 여기 상태 에너지 수준은, 저온 인광 분광학에 의해 측정된 인광 스펙트럼의 에너지 개시에 의해 측정될 수 있다(문헌[Y.V. Romaovskii et al, Physical Review Lett ers, 2000, 85(5), p1027] 및 문헌[A.van Dijken et al, Journal of the American Chemical Society, 2004, 126, p7718]).
호스트 물질은 바람직하게는 진공으로부터 2.5 eV 이상의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO)를 가진다.
호스트 물질은 중합체성 또는 비중합체성 물질일 수 있다.
화학식 (I)의 화합물은 호스트 물질과 함께 배합되거나 이에 공유 결합될 수 있다.
화학식 (I)의 금속 착체는, 호스트와 화학식 (I)의 금속 착제와의 혼합물을 포함하는 조성물 중에 0.1 내지 40 중량% 범위의 양으로 제공될 수 있다.
호스트 중합체의 경우, 화학식 (I)의 화합물은 상기 중합체 주쇄의 측부 기 또는 말단기로서 또는 상기 중합체의 주쇄 중의 반복 단위로서 제공될 수 있다. 이 경우, 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 반복 단위는 상기 중합체의 반복 단위의 0.1 내지 40 mol%를 형성할 수 있다.
상기 호스트 중합체는 하기 화학식 (V)의 반복 단위를 포함할 수 있다:
Figure pct00015
상기 식에서,
Ar5 및 Ar6는, 각각 독립적으로, 비치환되거나 하나 이상, 임의적으로 1, 2, 3 또는 4개의 치환기로 치환될 수 있는, 아릴 또는 헤테로아릴이고;
u 및 v는, 각각의 경우 독립적으로, 1 이상, 임의적으로 1, 2 또는 3, 바람직하게 1이고;
R6는 치환기이고;
Y는 N 또는 CR9이고, 이때 R9은 H 또는 치환기, 바람직하게 H 또는 C1-10 알킬이되, 단, 적어도 하나의 Y는 N이다.
바람직하게, Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 비치환되거나 치환된 C6-20 아릴, 더욱 바람직하게 C10-20 아릴이다. 예시적인 Ar5 및 Ar6 기는 페닐 및 나프틸, 바람직하게 나프틸이다.
바람직하게, R6는 C1-20 알킬 기 또는 구조식 -(Ar7)w의 기이고, 이때 Ar7은, 각각의 경우 독립적으로, 비치환되거나 하나 이상, 임의적으로 1, 2, 3 또는 4개의 치환기로 치환될 수 있는, 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, w는 1 이상, 임의적으로 1, 2 또는 3이다. 바람직하게, Ar7은, 각각 독립적으로, 비치환되거나 치환된 페닐, 피리딜, 피리미딘, 피라진 및 트라이아진으로부터 선택된다.
Ar5, Ar6 및 Ar7의 치환기는, 치환되거나 비치환된 알킬, 임의적으로 C1-20 알킬로부터 선택될 수 있고, 이때 하나 이상의 비인접 C 원자는 O, S, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 3개의 Y기는 모두 N이다.
바람직하게, u 및 v는 각각 1이다.
바람직하게, w는 1, 2 또는 3이다.
예시적인 화학식 (V)의 반복 단위는, 비치환되거나 하나 이상의 치환기(바람직하게, 하나 이상의 C1-20 알킬 기)로 치환될 수 있는 하기 구조를 가진다:
Figure pct00016
.
상기 호스트 중합체는 하기 화학식 (XI)의 반복 단위를 포함할 수 있다:
Figure pct00017
상기 식에서, R11은 각각 독립적으로 H 또는 치환기이다.
임의적으로, 치환기 R11은 독립적으로, 비치환되거나 하나 이상의 치환기(임의적으로, 하나 이상의 C1-10 알킬 기)로 치환될 수 있는 C6-20 아릴, 및 C1-20 알킬로부터 선택되고, 이때 하나 이상의 비인접 C 원자는 O, S, COO 또는 CO로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있다. 바람직하게, R11은 각각 독립적으로 H 및 C1-20 알킬로부터 선택된다.
상기 호스트 중합체는 하기 화학식 (VI)의 반복 단위를 포함할 수 있다:
Figure pct00018
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, 치환기이고,
d, e 및 f는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이다.
g가 1 또는 2일 때, 각각의 경우 동일하거나 상이할 수 있는 R13은 바람직하게는 알킬, 임의적으로 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 결합 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, Ar9은, 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는, 바람직하게는 C6-20 아릴, 더욱 바람직하게는 페닐이다.
g가 1인 경우, Ar9은, 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는, 바람직하게는 C6-20 아릴, 더욱 바람직하게는 페닐 또는 다환형 방향족 기, 예를 들어 나프탈렌, 페릴렌, 안트라센 또는 플루오렌이다.
R13은 바람직하게는 Ar11 또는 Ar11 기의 분지쇄 또는 직쇄이다. Ar11은, 각각의 경우 바람직하게, 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있는 페닐이다.
예시적인 기 R13은 하기를 포함하고, 이들 각각은 하나 이상의 치환기로 치환되거나 비치환될 수 있고, 이때 *는 N에 대한 부착점을 나타낸다:
Figure pct00019
.
d, e 및 f는 바람직하게는 각각 1이다.
Ar8, Ar9, 및 존재하는 경우, Ar10 및 Ar11은 각각 독립적으로 하나 이상, 임의적으로 1, 2, 3 또는 4개의 치환기로 치환되거나 비치환된다. 예시적인 치환기는, 치환되거나 비치환된 알킬, 임의적으로 C1-20 알킬로부터 선택될 수 있고, 이때 하나 이상의 비인접 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.
Ar8, Ar9, 및 존재하는 경우, Ar10 및 Ar11의 바람직한 치환기는 C1-40 하이드로카빌, 바람직하게는 C1-20 알킬이다.
화학식 IX의 바람직한 반복 단위는 하기 화학식 (VI-1), (VI-2) 및 (VI-3)의 치환되거나 비치환된 단위를 포함한다:
Figure pct00020
.
상기 호스트 중합체는, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는 아릴렌 반복 단위, 바람직하게 C6-20 아릴렌 반복 단위를 포함할 수 있다. 예시적인 아릴렌 반복 단위는 페닐렌, 플루오렌, 인데노플루오렌 및 페난트렌 반복 단위이고, 이들은 각각 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 바람직한 치환기는 C1-40 하이드로카빌 기로부터 선택된다.
아릴렌 반복 단위는 하기 화학식 (VII) 내지 (X)으로부터 선택될 수 있다:
Figure pct00021
상기 식에서,
t는, 각각의 경우 독립적으로, 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게 1 또는 2이고;
R7은, 각각의 경우 독립적으로, 치환기이고;
s는, 각각의 경우 독립적으로, 0, 1 또는 2, 바람직하게 0 또는 1이고;
R8은, 각각의 경우 독립적으로, 치환기이고, 이때 2개의 R8 기는 연결되어, 비치환되거나 치환된 고리를 형성할 수 있다.
R7 및 R8은, 존재하는 경우, 각각 독립적으로, 하기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
- 알킬, 임의적으로 C1-20 알킬(이때, 하나 이상의 비인접 C 원자는, 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, O, S, 치환된 N, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음);
- 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, 아릴 및 헤테로아릴 기, 바람직하게 C6-20 아릴 기, 더욱 바람직하게 페닐; 및
- 아릴 또는 헤테로아릴 기, 바람직하게 C6-20 아릴 기, 더욱 바람직하게 페닐의 직쇄 또는 분지쇄(이들은 각각 독립적으로 치환될 수 있음), 임의적으로 구조식 -(Ar12)r의 기(이때, Ar12는 각각 독립적으로 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, r은 2 이상임), 바람직하게 페닐 기의 분지쇄 또는 직쇄이다.
R7 또는 R8이 아릴 또는 헤테로아릴 기, 또는 아릴 또는 헤테로아릴 기의 직쇄 또는 분지쇄를 포함하는 경우, 각각의 아릴 또는 헤테로아릴 기는,
알킬, 예를 들어 C1-20 알킬(이때, 하나 이상의 비인접 C 원자는 O, S, 치환된 N, C=O 및 -COO-로 대체될 수 있고, 상기 알킬 기의 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음);
NR9 2, OR9, SR9, SiR9 3; 및
불소, 나이트로 및 시아노
로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기 R8로 치환될 수 있고;
이때 R9은 각각 독립적으로, 알킬, 바람직하게 C1-20 알킬; 및 임의적으로 하나 이상의 C1-20 알킬 기로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 바람직하게 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
치환된 N은, 존재하는 경우, -NR10-일 수 있고, 이때 R10은 치환기이고, 임의적으로 C1-40 하이드로카빌 기, 임의적으로 C1-20 알킬 기이다.
R7 또는 R8의 아릴 또는 헤테로아릴 기의 바람직한 치환기는 C1-20 알킬로부터 선택된다.
2개의 R8 기가 고리를 형성하는 경우, 상기 고리의 하나 이상의 치환기는, 존재하는 경우, 임의적으로 C1-20 알킬 기로부터 선택된다.
바람직하게, R7(존재하는 경우) 및 R8은 각각 독립적으로 C1-40 하이드로카빌로부터 선택된다. 바람직한 C1-40 하이드로카빌 기는 C1-20 알킬; 비치환된 페닐; 하나 이상의 C1-20 알킬 기로 치환된 페닐; 및 페닐 기의 직쇄 또는 분지쇄이고, 이때 각각 페닐은 비치환되거나 하나 이상의 C1-20 알킬 기로 치환될 수 있다.
상기 호스트 중합체는, 화학식 (V), (VI) 및/또는 (XI)의 반복 단위 및 본원에 기술된 바와 같은 하나 이상의 아릴렌 반복 단위, 임의적으로 하나 이상의 화학식 (VII) 내지 (X)의 아릴렌 반복 단위를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.
화학식 (V), (VI) 및/또는 (XI)의 반복 단위는 각각, 1 내지 50 mol%, 임의적으로 5 내지 50 mol% 범위의 양으로 상기 호스트 중합체 중에 제공될 수 있다.
아릴렌 반복 단위는 상기 호스트 중합체의 반복 단위의 1 내지 99 mol%, 바람직하게 10 내지 95 mol%를 형성할 수 있다.
본원에 기술된 바와 같은 중합체, 예컨대, 비제한적으로, 호스트 중합체는, 겔 투과 크로마토그래피로 측정시 약 1x103 내지 1x108, 바람직하게 1x103 내지 5x106 범위의 폴리스타이렌-등가 수평균 분자량(Mn)을 가질 수 있다. 본원에 기술된 중합체의 폴리스타이렌-등가 중량평균 분자량(Mw)은 1x103 내지 1x108, 바람직하게 1x104 내지 1x107 일 수 있다.
본원에 기술된 중합체, 예컨대, 비제한적으로, 호스트 중합체는, 바람직하게 비결정질이다.
전하 수송 층 및 전하 차단 층
정공 수송 층은 OLED의 애노드와, 화학식 (I)의 화합물을 함유하는 발광 층 사이에 제공될 수 있다.
전자 수송 층은, OLED의 캐쏘드와 화학식 (I)의 화합물을 함유하는 발광 층 사이에 제공될 수 있다.
전자 차단 층은 애노드와 상기 발광 층 사이에 제공될 수 있다.
정공 차단 층은 캐쏘드와 상기 발광 층 사이에 제공될 수 있다.
수송 층과 차단 층은 조합으로 사용될 수 있다. 이의 HOMO 및 LUMO 수준에 따라, 이러한 단일 층은 정공 및 전자 중 하나는 수송하고, 정공 및 전자의 다른 하나는 차단할 수 있다.
전하 수송 층 또는 전하 차단 층은, 특히 전하 수송 층 또는 전하 차단 층의 상부에 놓이는 층이 용액으로부터 침착되는 경우, 가교결합될 수 있다. 이 가교결합에 사용된 가교결합성 기는, 반응성 이중 결합(예컨대, 비닐 또는 아크릴레이트 기) 또는 벤조사이클로부탄 기를 포함하는 가교결합성 기일 수 있다. 가교결합성 기는 전하 수송 또는 전하 차단 중합체의 골격에 부속된 치환기로서 제공될 수 있다. 전하 수송 층 또는 전하 차단 층의 형성 후, 가교결합성 기는 열처리 또는 조사에 의해 가교결합될 수 있다.
애노드와 화학식 (I)의 화합물을 함유하는 발광 층 사이에 위치하는 정공 수송 층은, 존재하는 경우, 바람직하게는 순환 전압전류법으로 측정시 5.5 eV 이하, 더욱 바람직하게 대략 4.8 내지 5.5 eV의 HOMO 수준을 갖는 정공 수송 물질을 함유한다. 정공 수송 층의 정공 수송 물질의 HOMO 수준은, 정공 수송에 대한 작은 장벽을 제공하도록, 화학식 (I)의 화합물의 0.2 eV 이내, 임의적으로 0.1 eV 이내가 되도록 선택될 수 있다.
정송 수송 중합체의 정공 수송 물질은, 본원에 기술된 바와 같은 화학식 (VI)의 반복 단위를 포함하는 중합체, 임의적으로 화학식 (VI)의 반복 단위의 단독중합체, 또는 화학식 (VI)의 반복 단위 및 본원에 기술된 하나 이상의 공-반복 단위, 임의적으로 하나 이상의 아릴렌 공-반복 단위를 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 정공 수송 중합체의 하나 이상의 반복 단위는, 정공 수송 중합체의 침착 이후 가교결합되어 정공 수송 층을 형성할 수 있는 가교결합성 기, 임의적으로 가교결합성 이중 결합 기 및/또는 가교결합성 벤조사이클로부탄 기로 치환될 수 있다.
발광 층과 캐쏘드 사이에 위치된 전자 수송 층은, 존재하는 경우, 방형파 순환 전압전류법에 의해 측정시 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 박형의 유전체 층은 캐쏘드에 가장 가까운 발광 층과 캐쏘드 사이에 제공될 수 있다.
전자 수송 층은, 임의적으로 치환된 아릴렌 반복 단위의 쇄, 예컨대 플루오렌 반복 단위의 쇄를 포함하는 중합체를 함유할 수 있다.
본원에 기술된 HOMO 및 LUMO 수준은, 하기와 같이 순환 전압전류법(CV)으로 측정될 수 있다.
작업 전극 전위는 시간에 대해 선형적으로 램핑(ramping)될 수 있다. 순환 전압전류법이 설정 전위에 도달하는 경우, 작업 전극의 전위 램프(ramp)는 역전된다. 이러한 역전은 단일 실험 동안 수회 발생할 수 있다. 작업 전극에서의 전류는 인가된 전압에 대하여 플롯팅되어 순환 전압 전류 흔적을 제공한다.
CV에 의해 HOMO 또는 LUMO 에너지 수준을 측정하기 위한 장치는, 아세토나이트릴 중의, t-부틸 암모늄 퍼콜레이트 또는 t-부틸 암모늄 헥사플루오로포스페이트 용액을 함유하는 셀, 유리질 탄소 작업 전극(여기서, 샘플이 필름으로서 코팅됨), 백금 상대 전극(전자의 공여자 또는 수용자) 및 Ag/AgCl 무-누출 기준 유리 전극을 포함할 수 있다. 페로센은 실험이 끝날 즈음에 계산을 위해 상기 셀에 첨가된다. (Ag/AgCl/페로센과 샘플/페로센 간의 전위차 측정).
방법 및 설정:
3 mm 지름의 유리질 탄소 작업 전극,
Ag/AgCl 무누출 기준 전극,
Pt 와이어 보조 전극,
아세토나이트릴 중 0.1 M 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트,
LUMO = 4.8 - 페로센(피크 대 피크 최대 평균) + 개시.
샘플: 3000 rpm에서 스피닝된, 톨루엔 중 5 mg/mL 1 방울,
LUMO(환원) 측정: 200 mV/s 및 -2.5V의 스위칭 전위에서 측정된 두꺼운 필름에 대하여 우수한 가역적인 환원 사건이 전형적으로 관찰된다. 환원 사건은 10 주기에 걸쳐 측정되고 비교되어야하며, 보통 측정은 3번째 주기에서 수행된다. 상기 개시는, 환원 사건 및 기준선의 가장 가파른 부분에 가장 잘 피팅되는 선들의 교차점에서 측정된다.
정공 주입 층
전도성 유기 또는 무기 물질로부터 형성될 수 있는 전도성 정공 주입 층은 애노드와 발광 층 사이에 제공되어, 애노드로부터 반도체 중합체 층으로의 정공 주입을 도울 수 있다. 정공 수송 층은 정공 주입 층과 조합으로 사용될 수 있다.
도핑된 유기 정공 주입 물질의 예는, 임의적으로 치환되고 도핑된 폴리(에틸렌 다이옥시티오펜)(PEDT), 특히 전하-균형 폴리산(예컨대, EP 0901176 및 EP 0947123에 개시된 바와 같이 폴리스타이렌 설포네이트(PSS))으로 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.
캐쏘드
캐쏘드는, 발광 층으로의 전자 주입을 허용하는 일함수를 갖는 물질로부터 선택된다. 다른 인자(예컨대, 캐쏘드와 발광 물질 간의 부정적 상호작용)가 캐쏘드의 선택에 영향을 준다. 캐쏘드는 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 알루미늄)의 이층을 포함할 수 있다. 캐쏘드는, 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. 캐쏘드는 OLED의 발광 층과 캐쏘드의 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 화합물은, 전자 주입을 돕기 위해, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 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, 캐쏘드는 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.
캐쏘드는 불투명하거나 투명할 수 있다. 투명 캐쏘드는 능동 매트릭스 장치에 특히 유리하며, 그 이유는, 상기 장치에서 투명 애노드를 통한 발광이, 발광 픽셀 아래에 위치된 드라이브 회로에 의해 적어도 부분적으로 차단되기 때문이다. 투명 캐쏘드는 투명하기에 충분히 얇은 전자 주입 물질 층을 포함한다. 전형적으로, 이 층의 측면 전도도는 이의 얇음의 결과로서 낮을 것이다. 이 경우, 전자 주입 물질 층은, 리튬 주석 옥사이드와 같은 투명한 전도 물질의 더 두꺼운 층과 조합으로 사용될 수 있다.
투명 캐쏘드 장치가 투명 애노드를 가질 필요가 없고(물론, 완전히 투명한 장치가 요구되지 않는 한), 따라서 하부-발광 장치에 사용된 투명 애노드는 반사 물질 층(예컨대, 알루미늄 층)으로 대체되거나 보충될 수 있음이 이해될 것이다. 투명 캐쏘드 장치의 예는 예를 들어, GB 2348316에 개시되어 있다.
캡슐화
유기 광전자 장치는 습기 및 산소에 민감한 경향이 있다. 따라서, 기판(101)은 바람직하게는 장치 내로의 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, US 6268695(이는, 교대하는 플라스틱 층 및 장벽 층의 기판을 개시함)에서와 같은 플라스틱 또는 EP 0949850에 개시된 바와 같은 박형 유리와 플라스틱의 라미네이트를 포함할 수 있다.
상기 장치는 습기 및 산소의 침투를 막기 위해 캡슐화제(도시되지 않음)로 캡슐화될 수 있다. 적합한 캡슐화제는 유리 시트, 적합한 장벽 특성을 갖는 필름(예컨대, 실리콘 다이옥사이드, 실리콘 모노옥사이드, 실리콘 니트라이드), 또는 예를 들어, WO 01/81649에 개시된 바와 같은 중합체와 유전체의 교대 스택(stack) 또는 예를 들어, WO 01/19142에 개시된 바와 같은 기밀 용기를 포함한다. 투명 캐쏘드 장치의 경우, 실리콘 모노옥사이드 또는 실리콘 다이옥사이드와 같은 투명한 캡슐화 층은 마이크론 수준의 두께로 침착될 수 있지만, 하나의 바람직한 실시양태에서 상기 층의 두께는 20 내지 300 nm이다. 기판 또는 캡슐화제를 통해 침투할 수 있는 임의의 대기 수분 및/또는 산소의 흡수를 위한 게터(getter) 물질은 기판과 캡슐화제 사이에 배치될 수 있다.
용액 처리
화학식 (I)의 발광 금속 착체 및 이의 조성물의 용액 처리가능한 제형을 형성하기에 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.
화학식 (I)의 화합물을 함유하는 발광 층을 형성하기 위한 예시적인 용액 침착 기법은 인쇄 및 코팅 기술, 예컨대 스핀-코팅, 침지-코팅, 롤-대-롤 코팅 또는 롤-대-롤 인쇄, 닥터 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 디스플레이에 특히 적합하다.
패턴화된 발광 층을 형성하는데는 인쇄가 특히 적합하다. 상기 장치는, 제 1 전극 위쪽에 패턴화된 층을 제공하고, 인쇄를 위한 웰을 한정함으로써 잉크젯 인쇄될 수 있다. 상기 패턴화된 층은 바람직하게는, 예를 들어, EP 0880303에 기술된 바와 같이 웰을 한정하기 위해 패턴화된 포토레지스트 층이다.
웰에 대한 대안으로서, 패턴화된 층 내에 한정된 채널 내로 잉크가 인쇄될 수 있다. 특히, 포토레지스트는, 웰과는 달리, 다수의 픽셀에 걸쳐 연장되고 채널 말단에서 폐쇄되거나 개방될 수 있는 채널을 형성하도록 패턴화될 수 있다.
동일한 코팅 및 인쇄 방법을 사용하여, (존재하는 경우) 정공 주입 층, 전하 수송 층 및 전하 차단 층을 비롯한 OLED의 다른 층을 형성할 수 있다.
적용
화학식 (I)의 화합물, 바람직하게 적외선 발광 화학식 (I)의 화합물을 함유하는 유기 발광 다이오드는, 비제한적으로, 야간 투시경(night vision goggle), 센서 및 CMOS 칩에 사용될 수 있다.
실시예
화합물 실시예 1
화합물 실시예 1을 하기 반응식 1에 따라 제조하였다.
[반응식 1]
Figure pct00022
Figure pct00023
2-브로모-9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌
Figure pct00024
오븐 건조되고 질소 주입구, 오버헤드 교반기 및 적가 깔때기가 장착된 3 L의 4구 플라스크에 2,7-다이브로모-9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌(71.0g, 121.90 mmol)을 넣었다. 30분 동안 공기를 질소로 대체하였다. 여기에 무수 THF(710 mL)를 가하고, 상기 플라스크를 드라이아이스/아세톤 욕을 사용하여 -78℃로 냉각하였다. 여기에 n-BuLi 용액(2.5 M, 40.0 mL, 100 mmol, 0.82 당량)을 30분의 시간에 걸쳐 적가하고, 1시간 동안 교반하였다. 조질 샘플의 GC-MS 분석은, 샘플이 약 30%의 출발 다이브로마이드를 함유함을 나타냈다. 추가로 0.41 당량의 nBuLi(2.5 M, 20.0 mL, 50 mmol)를 가하고, -78℃에서 1.5 시간 동안 계속 교반하였다. GC-MS 분석은, 출발 물질이 남아있지 않음을 나타냈다. 이 반응 혼합물을 -45℃로 가온하고, 100 mL의 물을 조심스럽게 가하여 켄칭하고, 이어서 밤새도록 온도를 실온으로 증가시켰다. 반응을 중지시키고, 분별 깔때기로 옮겼다. 헵탄(500 mL) 및 물(200 mL)을 가하여, 분리되게 하였다. 유기 층을 10% NaCl(수성) 용액(100 mL × 3) 및 물(200 mL × 3)로 연속적으로 세척하고, 이어서 MgSO4 상에서 건조하고, 여과하였다. 용매를 약 150 mL로 증발시키고, 이어서 실리카의 작은 패드에 통과시키고, 헵탄으로 용리하였다. 조 물질을, 용리액으로서 헵탄을 사용하는 칼럼 크로마토그래피(30.8g, 무색 오일, 49.8% 수율, 98.8% HPLC)로 정제하였다.
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ= 7.74 (m, 1H), 7.61(m, 1H), 7.45(m, 1H), 7.34(m, 2H), 7.21 (m, 2H), 6.8(m, 3H), 2.46(t, 4H), 1.82(s, 3H), 1.47 (m, 4H), 1.26(m, 12H), 0.86(t, 6H).
2-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란
Figure pct00025
질소 주입구 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 2-브로모-9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌(30.7g, 60.97 mmol) 및 비스(피나콜레이토)이붕소(17.03g, 67.06 mmol, 1.10 당량)를 넣었다. 여기에 무수 다이옥산(300 mL)을 가하고, 이 용액을 통해 질소를 30분 동안 버블링하였다. 이 반응 혼합물에 dppf(1.01g, 1.83 mmol) 및 PdCl2(dppf)·CH2Cl2(1.49g, 1.83 mmol)의 현탁액을 가했다. 추가로 30분 동안 질소를 계속 버블링하였다. 여기에 칼륨 아세테이트(17.95g, 182.9 mmol, 3.0 당량)를 고체로서 가하고, 이 반응 혼합물을 110℃로 16시간 동안 가열하였다. 반응을 중지시키고, 실온으로 냉각하였다. 이어서, 이를 200 mL의 EtOAc로 희석하고, 분별 깔때기로 옮기고, 분리하였다. 유기 층을 이어서 물(500 mL × 3) 및 염수(200 mL × 3)로 세척하고, MgSO4 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시키고, 40% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 겔로 정제하여, 점성의 액체인 에스터(20.3g, 97.61% HPLC, 61.5% 수율)를 수득하였으며, 이는 몇일 동안 정치시 고화되었다.
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 7.82 (m, 1H), 7.70(m, 1H), 7.46(m, 1H), 7.35(m, 2H), 7.20 (m, 2H), 6.82(m, 3H), 2.46(t, 4H), 1.88(s, 3H), 1.48 (m, 4H), 1.42 (s, 12H), 1.22(m, 12H), 0.85(t, 6H).
1,4-다이브로모이소퀴놀린
Figure pct00026
오버헤드 교반기 및 응축기(이는 스크러버 용액에도 연결됨)가 장착된 250 mL의 3구 플라스크에, 1-하이드록시이소퀴놀린(10.g, 68.89 mmol) 및 PBr5(53.38g, 124 mmol)를 넣었다. 이 반응 혼합물을 140℃로 점진적으로 가열하였다. 약 125℃ 내지 130℃에서, 고체가 용융되고, 진한 적색 용액이 수득되었으며, 이는 추가로 가열시 약 135℃에서 황색을 띤 고체로 전환되었다. 이 반응 혼합물을 이 온도에서 10분 동안 가열하고, 이어서 실온으로 냉각하였다. 이 연황색 고체를 분쇄하고, 교반 하에 분획들로 나누어 얼음에 가하여, 연황색 분말을 수득하고, 이를 여과하고, 물(150 mL)로 세척하고, 50℃의 오븐 내에서 진공 하에 건조시켰다. 이 조질 고체를 EtOAc/헵탄으로부터 재결정화하여 정제하였다(14.1g, 99.93% HPLC, 71.3% 수율). 1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 8.47 (s, 1H), 8.32(d, 1H), 8.19 (m, 1H), 7.72(m, 1H).
4-브로모-1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)이소퀴놀린
Figure pct00027
질소 버블러, 오버헤드 교반기 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 2-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란(20.0g, 36.32 mmol), 1,4-다이브로모이소퀴놀린(10.42g, 36.32 mmol), 톨루엔(200 mL), t-BuOH(100 mL) 및 THF(130 mL)를 넣었다. 이 혼합물에, 40% n-Bu4NOH 수용액(100 mL, 145 mmol) 및 이어서 물(50 mL)을 가했다. 이 반응 혼합물을 통해 1시간 동안 질소를 버블링하였다. 이 반응 혼합물에 촉매 Pd(Ph3P)4(1.26g, 1.09 mmol)를 가하고, 50℃로 16시간 동안 가열하였다. 반응을 중지시키고, 분별 깔때기로 옮기고, 200 mL의 EtOAc로 희석하고, 분리하였다. 수성 층을 EtOAc로 추출하고, 합친 유기 층을 물(200 mL × 3) 및 염수(200 mL × 2)로 세척하였다. 이어서, 이를 MgSO4 상에서 건조하고, 증발 건조시키고, 용리액으로서 50% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 칼럼으로 정제하였다(18.2, 99.13% HPLC, 79.4% 수율, 점성의 액체). 1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 8.77 (s, 1H), 8.27(d, 1H), 8.02 (d, 1H), 7.92(d, 1H), 7.85 (d, 1H), 7.77(m, 1H), 7.68 (d, 1H), 7.53(m, 2H), 7.39 (m, 1H), 7.30(d, 2H), 6.81 (m, 3H), 2.46(t, 4H), 1.92(s, 3H), 1.48 (m, 4H), 1.21(m, 12H), 0.81(t, 6H).
1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)-4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)이소퀴놀린
Figure pct00028
질소 주입구 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 4-브로모-1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)이소퀴놀린(21.96g, 34.81 mmol), 비스(피나콜레이토)이붕소(9.72g, 38.29 mmol, 1.10 당량) 및 칼륨 아세테이트(10.25g, 104.43 mmol, 3.0 당량)를 넣었다. 여기에 무수 다이옥산(220 mL)을 가하고, 이 용액을 통해 45분 동안 질소를 버블링하였다. 상기 플라스크에, 다이옥산 중의 PdCl2(dppf)·CH2Cl2(0.850g, 1.04 mmol, 0.03 당량)의 현탁액을 가하고, 추가로 15분 동안 질소를 계속 버블링하였다. 이 반응 혼합물을 110℃로 가열하고, 반응의 진행을 HPLC 분석으로 모니터링하였다. 16시간 후, 이는 출발 물질을 여전히 함유하였으며, 여기에 비스(피나콜레이토)이붕소(0.886g, 3.48 mmol, 0.1 당량) 및 신선한 촉매(0.01 당량)를 가하고, 추가로 24시간 동안 가열하였다. HPLC 분석은, 출발 물질이 남아 있지 않음을 나타냈으며, 이어서 반응을 중지시키고, 실온으로 냉각하였다. 이어서, 이를 200 mL의 EtOAc로 희석하고, 분별 깔때기로 옮겼다. 이어서, 이를 물(400 mL × 3) 및 염수(200 mL × 3)로 세척하고, MgSO4 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켜, 진한 갈색 타르를 수득하고, 이를 EtOAc(200 mL)에 재용해시키고, 차콜(40g)로 2회 처리하고, 여과하였다. 용매를 증발시켜, 연갈색 오일을 수득하였다(20.92g, 97.11% HPLC, 88.5% 수율). 1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 9.02 (s, 1H), 8.74(d, 1H), 8.02 (d, 1H), 7.92 (d, 1H), 7.84(d, 1H), 7.69 (m, 2H), 7.57(s, 1H), 7.40 (m, 2H), 7.29(m, 2H), 6.8 (m, 3H), 2.46(t, 4H), 1.92(s, 3H), 1.49 (m, 4H), 1.43 (s, 12H), 1.20(m, 12H), 0.83 (t, 6H).
4-(4,6-비스(4-(3급-부틸)페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일)-1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)이소퀴놀린
Figure pct00029
질소 버블러, 오버헤드 교반기 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)-4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)이소퀴놀린(20.92g, 30.87 mmol), 2,4-비스(4-(3급-부틸)페닐)-6-클로로-1,3,5-트라이아진(10.55g, 27.78 mmol, 0.9 당량), 톨루엔(200 mL) 및 20% n-Et4NOH 수용액(90 mL, 123 mmol)을 가했다. 이 반응 혼합물을 통해 1시간 동안 질소를 버블링하였다. 이 반응 혼합물에, Pd(Ph3P)4(1.07g, 0.93 mmol)를 가하고, 추가로 15분 동안 질소를 계속 버블링하고, 이어서 70℃로 16시간 동안 가열하였다. 이의 샘플링은, 2,4-비스(4-(3급-부틸)페닐)-6-클로로-1,3,5-트라이아진이 남아 있지 않음을 보여주었으며, 이어서 반응을 중지하고, 실온으로 냉각하고, 분별 깔때기로 옮겼다. 수성 층을 EtOAc로 추출하고, 합친 유기 층을 물(200 mL × 3) 및 염수(200 mL × 2)로 세척하였다. 이어서, 이를 MgSO4 상에서 건조하고, 증발 건조시키고, 용리액으로서 30% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 칼럼으로 정제하여, 연황색 액체를 수득하였다. 이 생성물을 추가로 정제하고, 메탄올 중에서 교반함으로써 고화시키고, CH2Cl2/MeOH로부터 반복적으로 침전시켰다(13.5g, 연황색 분말, 99.5% HPLC, 51.5% 수율). 1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 9.62 (s, 1H), 9.30(d, 1H), 8.7 (d, 4H), 8.17(d, 1H), 7.97 (d, 1H), 7.88(d, 1H), 7.81 (m, 2H), 7.68(s, 1H), 7.62 (d, 4H), 7.54(m, 1H), 7.41 (m, 1H), 7.32(m, 2H), 6.8 (m, 3H), 2.47(t, 4H), 1.96(s, 3H), 1.51 (m, 4H), 1.41 (s, 18H), 1.25(m, 12H), 0.83 (t, 6H).
Ir{4-(4,6-비스(4-(3급-부틸)페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일)-1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)이소퀴놀린}2acac
Figure pct00030
오버헤드 교반기, 질소 주입구 및 응축기가 장착된 250 mL의 3구 플라스크에, 4-(4,6-비스(4-(3급-부틸)페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일)-1-(9-(3,5-다이헥실페닐)-9-메틸-9H-플루오렌-2-일)이소퀴놀린(6.5g, 7.26 mmol), IrCl3·3H2O(1.02g, 2.90 mmol), 2-에톡시 에탄올(70 mL) 및 물(23 mL)을 넣었다. 이 반응 혼합물을 통해 질소를 1시간 동안 버블링하고, 이어서 120℃로 16시간 동안 가열한 후, 실온으로 냉각하였다. 고체를 여과하고, 물로 세척하고, 50℃의 오븐 내에서 진공 하에 건조시켰다. 이 물질을 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.
오버헤드 교반기, 질소 주입구 및 응축기가 장착된 250 mL의 3구 플라스크에, 이전 단계로부터의 물질(6.5g, 2.96 mmol), 아세틸 아세톤(8.890g, 88.8 mmol, 30 당량) 및 2-에톡시 에탄올(100 mL)을 넣었다. 이 반응 혼합물을 통해 질소를 1시간 동안 버블링하고, 이어서 상기 플라스크에 고체 Na2CO3(2.83g, 26.64 mmol, 9 당량)를 가했다. 이 반응 혼합물을 120℃로 16시간 동안 가열한 후, 실온으로 냉각하였다. 여기에 물(60 mL)을 가하여, 고체를 침전시키고, 이를 여과하고, 물로 세척하고, 50℃의 오븐 내에서 진공 하에 건조시켰다. 이 물질을, 용리액으로서 30% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하였다. 주요 부분입체 이성질체를 수집하고, CH2Cl2/MeOH로부터 침전시켜 추가로 정제하였다(1.56g, >99.5% HPLC).
1H-NMR (600MHz, THF-d8): δ = 9.75 (s, 1H), 9.72(s, 1H), 9.67 (s, 1H), 9.66(s, 1H), 8.97 (m, 2H), 8.73(m, 8H), 8.23 (s, 1H), 8.19(s, 1H), 7.94 (m, 2H), 7.82(m, 2H), 7.61(m, 8H), 7.06(m, 14H), 6.75 (s, 1H), 6.73(s, 1H), 5.43 (s, 1H), 2.39(m, 8H), 1.82(m, 12H), 1.47(m, 8H), 1.37 (m, 36H), 1.2 (m, 24H), 0.83 (t, 6H), 0.79 (t, 6H).
화합물 실시예 2
화합물 실시예 2를 하기 반응식 2에 따라 제조하였다.
[반응식 2]
Figure pct00031
Figure pct00032
1,3-다이헥실-5-요오도벤젠
Figure pct00033
오븐 건조되고 질소 주입구, 오버헤드 교반기 및 적가 깔때기가 장착된 2 L의 4구 플라스크에 1-브로모-3,5-다이헥실벤젠(50.0g, 153.69 mmol)을 넣었다. 30분 동안 공기를 질소로 대체하였다. 여기에 무수 THF(400 mL)를 가하고, 상기 플라스크를 드라이아이스/아세톤 욕을 사용하여 -78℃로 냉각하였다. n-BuLi 용액(2.5 M, 80.0 mL, 200 mmol, 1.3 당량)을 30분의 시간에 걸쳐 적가하고, -78℃에서 1시간 동안 교반하였다. -78℃에서 이 반응 혼합물에, THF 용액(150 mL) 중의 요오드(50.71g, 200 mmol)를 적가하고, 이어서 실온으로 가온하고, 16시간 동안 교반하였다. 이 반응물을 수성 나트륨 티오설페이트 용액(200 mL)으로 켄칭하고, 이어서 분별 깔때기로 옮겼다. 수성 층을 헵탄으로 추출하고, 합친 유기 층을 물(200 mL × 2) 및 염수(200 mL × 2)로 세척하다. 이어서, 이를 MgSO4 상에서 건조하고, 약 200 mL로 농축하고, 이어서 실리카 패드에 통과시키고, 헵탄으로 용리하였다. 용매를 증발시키고, 50℃의 오븐 내에서 진공 하에 건조시켰다(49.5g, 64% 수율). GC-MS 분석은, 이 물질이 미량의 출발 브로마이드를 함유함을 보여주었다. 이 물질을 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (600MHz, THF-d8): δ = 7.34 (s, 2H), 6.92(s, 1H), 2.50(t, 4H), 1.56 (m, 4H), 1.2 (m, 12H), 0.88 (t, 6H).
2-브로모-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸
Figure pct00034
오버헤드 교반기 및 응축기가 장착된 2 L 플라스크에, 1,3-다이헥실-5-요오도벤젠(9.0g, 36.57 mmol) 및 2-브로모카바졸(27.23g, 73.14 mmol, 2 당량)을 넣었다. 여기에 O-자일렌(370 mL)을 가하고, 교반하였다. 이 현탁액을 통해 1시간 동안 질소를 버블링하고, KOH 펠릿(5.13g, 91.42 mmol, 2.5 당량)을 가하고, 10분 동안 교반하였다. 여기에 CuCl(1.08g, 10.9 mmol, 0.3 당량) 및 이어서 1,10-페난트롤린(3.95g, 21.91 mmol, 0.6 당량)을 가하여, 갈색을 띤 뿌연 용액을 수득하였다. 이 반응 혼합물을 100℃로 1시간 동안 가열하고, 이어서 나머지 CuCl(0.73g, 7.37 mmol, 0.2 당량) 및 1,10-페난트롤린(2.64g, 14.34 mmol, 0.4 당량)을 가했다. 이 반응 혼합물의 온도를 140℃로 올리고, 20시간 동안 가열하였다. TLC는, 브로모카바졸이 남아 있지 않음을 보여주었다. 이 반응물을 실온으로 냉각하였으며, 다량의 흑색 침전물이 형성되었다. 여기에 물(300 mL)을 가하고, 10분 동안 교반하고, 이어서 분별 깔때기로 옮기고, 분리하였다. 수성 층을 EtOAc로 추출하고, 합친 유기 층을 물(200 mL × 2) 및 염수(200 mL × 2)로 세척하고, MgSO4 상에서 건조하고, 증발 건조시켜, 갈색을 띤 액체를 수득하고, 이를, 용리액으로서 헵탄을 사용하여 실리카 칼럼으로 정제하였다(17.05g, 무색 오일, 99.75% HPLC, 95% 수율).
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 8.10 (d, 1H), 7.98(d, 1H), 7.52 (d, 1H), 7.42(m, 1H), 7.37 (m, 2H), 7.29(m, 1H), 7.13 (m, 3H), 2.69(t, 4H), 1.68(m, 4H), 1.36(m, 12H), 0.90(t, 6H).
9-(3,5-다이헥실페닐)-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-9H-카바졸
Figure pct00035
질소 주입구 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 2-브로모-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸(17.0g, 34.66 mmol) 및 비스(피나콜레이토)이붕소(9.68g, 38.12 mmol, 1.10 당량)를 넣었다. 여기에 무수 다이옥산(300 mL)을 가하고, 이 용액을 통해 질소를 30분 동안 버블링하였다. 이 반응 혼합물에, dppf(0.58g, 1.04 mmol) 및 PdCl2(dppf)·CH2Cl2(0.85g, 1.04 mmol)의 현탁액을 가했다. 추가로 30분 동안 질소를 계속 버블링하였다. 여기에서 칼륨 아세테이트(10.20g, 103.97 mmol, 3.0 당량)를 고체로서 가하고, 이 반응 혼합물을 110℃로 16시간 동안 가열하여, 연갈색 용액을 수득하였다. 반응을 중지시키고, 실온으로 냉각하였다. 이어서, 이를 200 mL의 EtOAc로 희석하고, 분별 깔때기로 옮기고, 분리하였다. 유기 층을 물(200 mL × 3) 및 염수(150 mL)로 세척하고, MgSO4 상에서 건조시켰다. 용매를 증발 건조시켜, 연갈색 액체를 수득하고, 이를 헵탄으로 희석하고, 셀라이트/플로로실(florosil)(20g/20g)의 패드에 통과시키고, 헵탄으로 용리하였다. 용매를 증발시켜, 연황색 액체를 수득하였다(17.08g, 99.4% HPLC, 92% 수율).
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 8.15 (m, 2H), 7.8(s, 1H), 7.73 (m, 1H), 7.40(m, 2H), 7.2 (m, 1H), 7.16(s, 2H), 7.10 (s, 1H), 2.69(t, 4H), 1.69(m, 4H), 1.37(m, 24H), 0.89(t, 6H).
2-(4-브로모이소퀴놀린-1-일)-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸
Figure pct00036
질소 버블러, 오버헤드 교반기 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 9-(3,5-다이헥실페닐)-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-9H-카바졸(17.08g, 30.94 mmol), 1,4-다이브로모이소퀴놀린(9.26g, 32.27 mmol), 톨루엔(170 mL), t-BuOH(85 mL) 및 THF(111 mL)를 넣었다. 이 혼합물에, 40% n-Bu4NOH 수용액(80 mL, 123 mmol) 및 이어서 물(42 mL)을 가했다. 이 반응 혼합물을 통해 1시간 동안 질소를 버블링하였다. 이 반응 혼합물에, 촉매 Pd(Ph3P)4(1.07g, 0.93 mmol)를 가하고, 50℃로 16시간 동안 가열하였다. 반응을 중지시키고, 분별 깔때기로 옮기고, 200 mL의 EtOAc로 희석하고, 분리하였다. 수성 층을 EtOAc로 추출하고, 합친 유기 층을 물(200 mL × 3) 및 염수(200 mL × 2)로 세척하였다. 이어서, 이를 MgSO4 상에서 건조하고, 증발 건조시키고, 용리액으로서 40% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 칼럼으로 정제하였다(16.2, 99.65% HPLC, 83% 수율, 연갈색 오일).
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 8.78 (s, 1H), 8.23(m, 4H), 7.81 (m, 1H), 7.71(s, 1H), 7.56 (m, 2H), 7.4(m, 2H), 7.32 (m, 1H), 7.21(s, 2H), 7.05 (s, 1H), 2.64(t, 4H), 1.62(m, 4H), 1.33(m, 4H), 1.24(m, 8H), 0.84(t, 6H).
9-(3,5-다이헥실페닐)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)이소퀴놀린-1-일)-9H-카바졸
Figure pct00037
질소 주입구 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 2-(4-브로모이소퀴놀린-1-일)-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸(15.86g, 25.68 mmol), 비스(피나콜레이토)이붕소(7.17, 28.24 mmol, 1.10 당량) 및 칼륨 아세테이트(7.56g, 77.03 mmol, 3.0 당량)를 넣었다. 여기에 무수 다이옥산(160 mL)을 가하고, 이 용액을 통해 45분 동안 질소를 버블링하였다. 상기 반응 플라스크에 다이옥산 중의 PdCl2(dppf)·CH2Cl2(0.630g, 0.77 mmol, 0.03 당량)의 현탁액을 가하고, 추가로 15분 동안 질소를 계속 버블링하였다. 이 반응 혼합물을 110℃로 가열하고, 반응의 진행을 HPLC 분석으로 모니터링하고, 출발 물질이 남아있지 않으면, 반응을 중지시키고, 실온으로 냉각하였다. 이어서, 이를 150 mL의 EtOAc로 희석하고, 분별 깔때기로 옮겼다. 이어서, 이를 물(300 mL × 3) 및 염수(150 mL × 2)로 세척하고, MgSO4 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켜, 갈색의 타르를 수득하고, 이를 톨루엔(100 mL)에 재용시키고, 셀라이트/플로로실(30g/ 50g)의 패드에 통과시키고, 1 L의 톨루엔으로 용리하였다. 용매를 증발시켜, 연갈색 오일을 수득하였다(12g, 97% HPLC, 67% 수율). 이 물질을 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 9.03 (s, 1H), 8.70(d, 1H), 8.23 (m, 3H), 7.17 (m, 2H), 7.49(m, 4H), 7.32 (m, 1H), 7.22(s, 2H), 7.03 (s, 1H), 2.63(t, 4H), 1.61(m, 4H), 1.44(s, 12H), 1.32(m, 4H), 1.24(m, 8H), 0.84(t, 6H).
2-(4-(4,6-비스(4-(3급-부틸)페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일)이소퀴놀린-1-일)-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸
Figure pct00038
질소 버블러, 오버헤드 교반기 및 응축기가 장착된 1 L의 3구 플라스크에, 9-(3,5-다이헥실페닐)-2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)이소퀴놀린-1-일)-9H-카바졸(11.00g, 14.54 mmol), 2,4-비스(4-(3급-부틸)페닐)-6-클로로-1,3,5-트라이아진(5.52g, 14.54 mmol, 1.0 당량), 톨루엔(110 mL) 및 20% Et4NOH 수용액(42 mL, 58.16 mmol)을 가했다. 이 반응 혼합물을 통해 1시간 동안 질소를 버블링하였다. 이 반응 혼합물에, Pd(Ph3P)4(0.5g, 0.44 mmol)를 가하고, 추가로 15분 동안 질소를 계속 버블링하고, 이어서 70℃로 16시간 동안 가열하였다. 이의 샘플링은, 출발 물질이 남아있지 않음을 보여주었고, 이어서 반응을 중지하고, 실온으로 냉각하고, 분별 깔때기로 옮겼다. 수성 층을 EtOAc로 추출하고, 합친 유기 층을 물(100 mL × 3) 및 염수(100 mL × 2)로 세척하였다. 이어서, 이를 MgSO4 상에서 건조하고, 증발 건조시키고, 용리액으로서 30% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 칼럼으로 정제하여, 연황색 액체를 수득하였다. 생성물을 증발 건조시키고, 메탄올 중에서 교반함으로써 고화시키고, CH2Cl2/MeOH로부터 반복적으로 침전시켰다(11.8g, 연황색 분말, 99.49% HPLC, 81.5% 수율).
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 9.03 (s, 1H), 8.76(d, 1H), 8.22 (m, 4H), 7.70(m, 3H), 7.58 (m, 1H), 7.45(m, 4H), 7.31 (m, 1H), 7.25(m, 6H), 7.16 (m, 1H), 7.03(s, 1H), 2.63(t, 4H), 1.62(m, 4H), 1.44(m, 12H), 1.27(m, 18H), 0.84(t, 6H).
Ir{2-(4-(4,6-비스(4-(3급-부틸)페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일)이소퀴놀린-1-일)-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸}2 acac
Figure pct00039
오버헤드 교반기, 질소 주입구 및 응축기가 장착된 100 mL의 3구 플라스크에, 2-(4-(4,6-비스(4-(3급-부틸)페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일)이소퀴놀린-1-일)-9-(3,5-다이헥실페닐)-9H-카바졸(1.3g, 1.47 mmol), IrCl3·3H2O(0.24g, 0.67 mmol), 2-에톡시 에탄올(25 mL) 및 물(8 mL)을 넣었다. 이 반응 혼합물을 통해 질소를 1시간 동안 버블링하고, 이어서 120℃로 16시간 동안 가열한 후, 실온으로 냉각하였다. 고체를 여과하고, 물로 세척하고, 50℃의 오븐 내에서 진공 하에 건조시켰다. 이 물질을 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.
오버헤드 교반기, 질소 주입구 및 응축기가 장착된 100 mL의 3구 플라스크에, 이전 단계로부터의 물질(1.42g, 0.64 mmol), 아세틸 아세톤(1.92g, 19.21 mmol, 30 당량) 및 2-에톡시 에탄올(40 mL)을 넣었다. 이 반응 혼합물을 통해 질소를 1시간 동안 버블링하고, 이어서 상기 플라스크에 고체 Na2CO3(0.61g, 5.76 mmol, 9 당량)를 가했다. 이 반응 혼합물을 120℃로 16시간 동안 가열한 후, 실온으로 냉각하였다. 여기에 물(50 mL)을 가하여, 고체를 침전시키고, 이를 여과하고, 물 및 MeOH로 세척하고, 50℃의 오븐 내에서 진공 하에 건조시켰다. 이 물질을, 용리액으로서 40% CH2Cl2/헵탄을 사용하여 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하였다. 생성물을 CH2Cl2/MeOH로부터 침전시켜 추가로 정제하였다(0.34g, 99.5% HPLC, 26% 수율).
1H-NMR (600MHz, CDCl3, TMS): δ = 9.75 (s, 2H), 9.55(d, 2H), 9.03 (d, 2H), 8.72(d, 8H), 8.42 (s, 2H), 7.86(m, 2H), 7.72 (m, 2H), 7.56(m, 10H), 7.31 (s, 2H), 7.19(m, 8H), 7.04(s, 2H), 6.89(m, 2H), 5.40 (s, 1H), 2.60(t, 8H), 1.87(s, 6H), 1.70(m, 8H), 1.35 (m, 66H), 0.90 (t, 6H).
장치 실시예
ITO/HIL(65 nm)/HTL(22 nm)/LEL(80 내지 140 nm)/캐쏘드
의 구조를 갖는 장치를 제조하였으며, 여기서 ITO는 인듐 주석 옥사이드 애노드이고; HIL은 정공 주입 층이고; HTL은 정공 수송 층이고; LEL은 발광 층이다.
상기 장치를 형성하기 위해, ITO를 수반하는 기판을 UV/오존을 사용하여 세척하였다. 정공 주입 물질의 수성 조성물을 스핀 코팅함으로써 정공 주입 층을 형성하고, 생성 층을 가열하였다. 정공 수송 중합체 1을 스핀 코팅함으로써 정공 수송 층을 형성하고, 상기 중합체를 가열에 의해 가교결합시켰다. 화합물 실시예 1(7.5 중량%) 및 호스트 1, 2 또는 3(92.5 중량%)의 조성물을 톨루엔 용액으로부터 스핀 코팅함으로써 발광 층을 형성하였다. 나트륨 플르오라이드의 제 1 층을 약 4 nm의 두께로 증발시키고, 마그네슘의 제 2 층을 약 1 nm로 증발시키고, 은의 제 3 층을 약 100 nm로 증발시킴으로써, 캐쏘드를 형성하였다.
정공 수송 중합체 1은, WO 00/53656에 기술된 바와 같이, 화학식 (VIII)의 플루오렌 반복 단위; 화학식 (VI-1)의 아민 반복 단위; 및 화학식 (VIII)의 가교결합성 반복 단위를 스즈키(Suzuki) 중합시켜 형성하였다.
호스트 1은, WO 00/53656에 기술된 바와 같이 스즈키 중합시켜 형성된 중합체 "F8BT"이고, 하기 구조식을 가진다:
Figure pct00040
.
호스트 2 및 3은, 하기 표 1의 단량체를, WO 00/53656에 기술된 바와 같이 스즈키 중합시켜 형성된 중합체이다.
Figure pct00041
Figure pct00042
비교용 장치는, 화합물 실시예 1을 비교 화합물 1로 대체한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 형성하였다:
비교 화합물 1
Figure pct00043
장치 성능을 하기 표 2에 요약한며, 여기서 전압, 외부 양자 효율 및 전력 밀도는 50 mA/cm2의 전류 밀도에서 측정되었다.
장치 호스트 에미터 전압
(V) 		EQE
(%) 		전력 밀도
(mW/cm 2 )
비교용 장치 1 호스트 1 비교 화합물 1 12.5 0.78 0.62
장치 실시예 1 호스트 1 화합물 실시예 1 11.1 1.10 0.92
장치 실시예 2 호스트 2 화합물 실시예 1 9.9 3.12 2.60
장치 실시예 3 호스트 3 화합물 실시예 1 11.07 8.02 6.67
모든 경우, 실시예의 장치는, 기준 전류 밀도에서, 비교용 장치 1에 비해 더 낮은 구동 전압을 필요로 하고, 더 높은 효율 및 전력 밀도를 가진다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시양태에 의해 설명되었지만, 본원에 개시된 특징의 다양한 변형, 변경 및/또는 조합이, 첨부된 청구범위에 제시된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 당업자에게 자명할 것임을 알 것이다.

Claims (20)

  1. 하기 화학식 (I)의 화합물:
    Figure pct00044

    상기 식에서,
    M은 전이 금속이고;
    Ar1은 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리 또는 다환형 헤테로방향족 기이고;
    Ar2는, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 2개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이고;
    Ar1 및 Ar2는, 직접 결합 또는 2가 연결 기에 의해 연결될 수 있고;
    L은 리간드이고;
    x는 1 이상이고;
    y는 0 또는 양의 정수이고;
    a는 0 또는 양의 정수이고;
    b는 0 또는 양의 정수이고;
    R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 치환기이고;
    (i) Ar1이 다환형 헤테로방향족 기이거나;
    (ii) Ar1이 5원 또는 6원 헤테로아릴 고리이고, Ar2가, 방향족 및 헤테로방향족 고리로부터 선택되는 3개 이상의 고리를 포함하는 다환형 기이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    M이 Ir3+인, 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    x가 2 또는 3인, 화합물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    y가 0 또는 1인, 화합물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar1이 다환형 헤테로방향족 기인, 화합물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    Ar1이 이소퀴놀린인, 화합물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar2가, 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure pct00045

    상기 식에서,
    X는, 각각의 경우 독립적으로, CR2 2, SiR2 2, NR2, O 또는 S이고,
    *는 Ar1에 대한 결합이다.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R1 및 R2가, 각각의 경우 독립적으로,
    C1-20 알킬(이때, C1-20 알킬의 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음); 및
    구조식 -(Ar3)p의 기(이때, Ar3는, 각각의 경우, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, C6-20 아릴 기 또는 5원 내지 20원 헤테로아릴 기이고, p는 1 이상임)
    로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    R3가, 각각의 경우 독립적으로,
    C1-20 알킬(이때, C1-20 알킬의 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음); 및
    구조식 -(Ar4)q의 기(이때, Ar4는, 각각의 경우, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, C6-20 아릴 기 또는 5원 내지 20원 헤테로아릴 기이고, q는 1 이상임)
    로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    인, 화합물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    R3가, 각각의 경우, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는 C6-20 아릴 기인, 화합물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물이, 650 nm 초과의 피크 파장을 갖는 광발광(photoluminescent) 스펙트럼을 갖는, 화합물.
  12. 호스트 물질 및 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 호스트 물질이, 하기 화학식 (V)의 반복 단위를 포함하는 중합체인, 조성물:
    Figure pct00046

    상기 식에서,
    Ar5 및 Ar6는, 각각 독립적으로, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, 아릴 또는 헤테로아릴이고;
    u 및 v는, 각각의 경우 독립적으로, 1 이상이고;
    R6는 치환기이고;
    Y는 N 또는 CR9이고, 이때 R9은 H 또는 치환기이되, 단, 적어도 하나의 Y는 N이다.
  14. 제 13 항에 있어서,
    Ar5 및 Ar6 중 적어도 하나가 C10-20 아릴 기인, 조성물.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    R6가 구조식 -(Ar7)w의 기이고, 이때 Ar7은, 각각의 경우 독립적으로, 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, 아릴 또는 헤테로아릴 기이고, w는 1 이상인, 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 Ar7 기가, 각각 비치환되거나 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있는, 페닐 및 피리딜로부터 선택되는, 조성물.
  17. 하나 이상의 용매에 용해된, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 용액.
  18. 애노드, 캐쏘드, 및 상기 애노드와 상기 캐쏘드 사이의 발광 층을 포함하는 유기 발광 장치로서, 상기 발광 층이 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는, 유기 발광 장치.
  19. 제 18 항에 따른 유기 발광 장치의 형성 방법으로서,
    상기 애노드 및 상기 캐쏘드 중 하나의 위쪽에 상기 발광 층을 침착하는 단계, 및 상기 발광 층 위쪽에 상기 애노드 및 상기 캐쏘드 중 나머지 하나를 침착하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 발광 층이, 제 17 항에 따른 용액을 침착하고 상기 하나 이상의 용매를 증발시킴으로써 형성되는, 방법.
KR1020187019942A 2015-12-15 2016-12-14 유기 발광 화합물 KR20180091089A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1522147.6 2015-12-15
GB1522147.6A GB2549246A (en) 2015-12-15 2015-12-15 Light-emitting Compound
PCT/GB2016/053934 WO2017103584A1 (en) 2015-12-15 2016-12-14 Light-emitting compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180091089A true KR20180091089A (ko) 2018-08-14

Family

ID=55274810

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187019912A KR20180094975A (ko) 2015-12-15 2016-12-14 발광 조성물
KR1020187019942A KR20180091089A (ko) 2015-12-15 2016-12-14 유기 발광 화합물

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187019912A KR20180094975A (ko) 2015-12-15 2016-12-14 발광 조성물

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11214585B2 (ko)
EP (2) EP3390419A1 (ko)
JP (2) JP2019501906A (ko)
KR (2) KR20180094975A (ko)
CN (2) CN108290915A (ko)
GB (1) GB2549246A (ko)
WO (2) WO2017103584A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2569636A (en) * 2017-12-21 2019-06-26 Sumitomo Chemical Co Composition
US20190194234A1 (en) * 2017-12-25 2019-06-27 Chuanjun Xia Metal complexes containing heterocycle substituted ligands, and electroluminescent devices and formulations containing the complexes
GB2575089A (en) 2018-06-28 2020-01-01 Sumitomo Chemical Co Phosphorescent light-emitting compound
GB201815338D0 (en) * 2018-09-20 2018-11-07 Sumitomo Chemical Co Light-emitting particle
CN112689914A (zh) * 2018-09-27 2021-04-20 株式会社半导体能源研究所 发光器件、发光装置、发光模块、电子设备、照明装置、有机金属配合物、发光材料、有机化合物及双核配合物
TW202036954A (zh) 2018-12-28 2020-10-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光裝置、照明裝置、顯示裝置、模組及電子機器
US11903232B2 (en) 2019-03-07 2024-02-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device comprising charge-generation layer between light-emitting units
CN113906569A (zh) * 2019-05-31 2022-01-07 株式会社半导体能源研究所 发光器件、发光装置、发光模块、电子设备及照明装置
KR20210101633A (ko) * 2020-02-10 2021-08-19 삼성전자주식회사 유기금속 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치
WO2021161974A1 (ja) * 2020-02-12 2021-08-19 三菱ケミカル株式会社 イリジウム錯体化合物、イリジウム錯体化合物含有組成物、有機電界発光素子とその製造方法、有機ｅｌ表示装置、及び有機ｅｌ照明装置
WO2023136252A1 (ja) * 2022-01-13 2023-07-20 三菱ケミカル株式会社 イリジウム錯体化合物、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子とその製造方法、及び表示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730417B2 (en) * 2002-01-29 2004-05-04 Xerox Corporation Organic electroluminescent (EL) devices
JP5556063B2 (ja) * 2008-06-23 2014-07-23 住友化学株式会社 組成物及び該組成物を用いてなる発光素子
KR101746247B1 (ko) * 2009-10-22 2017-06-12 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
US8269317B2 (en) * 2010-11-11 2012-09-18 Universal Display Corporation Phosphorescent materials
US9118017B2 (en) * 2012-02-27 2015-08-25 Universal Display Corporation Host compounds for red phosphorescent OLEDs
KR101548359B1 (ko) * 2012-07-05 2015-08-31 주식회사 엠비케이 신규한 유기발광화합물 및 이를 포함하는 유기전기발광소자
GB201223283D0 (en) * 2012-12-21 2013-02-06 Cambridge Display Tech Ltd Polymer and organic electronic device
US9673401B2 (en) * 2013-06-28 2017-06-06 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
JP5867650B2 (ja) * 2013-07-17 2016-02-24 住友化学株式会社 組成物およびそれを用いた発光素子
CN104628775A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 海洋王照明科技股份有限公司 有机铱金属配合物及其制备方法和应用
KR102326217B1 (ko) * 2014-01-08 2021-11-15 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 금속 착체 및 그것을 사용한 발광 소자
US10700292B2 (en) * 2014-03-17 2020-06-30 Sumitomo Chemical Company, Limited Metal complex and light emitting device using the same
US9929353B2 (en) * 2014-04-02 2018-03-27 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
JP5842989B2 (ja) * 2014-04-18 2016-01-13 住友化学株式会社 組成物およびそれを用いた発光素子
US10411201B2 (en) * 2014-11-12 2019-09-10 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180094975A (ko) 2018-08-24
CN108290915A (zh) 2018-07-17
CN108368144B (zh) 2022-01-07
GB2549246A (en) 2017-10-18
EP3390419A1 (en) 2018-10-24
US20190002488A1 (en) 2019-01-03
WO2017103584A1 (en) 2017-06-22
CN108368144A (zh) 2018-08-03
WO2017103586A1 (en) 2017-06-22
GB201522147D0 (en) 2016-01-27
JP6865753B2 (ja) 2021-04-28
US11214585B2 (en) 2022-01-04
JP2019501997A (ja) 2019-01-24
EP3390418B1 (en) 2020-08-05
US20190002629A1 (en) 2019-01-03
EP3390418A1 (en) 2018-10-24
JP2019501906A (ja) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6865753B2 (ja) 発光組成物
KR102641215B1 (ko) 금속 착체 및 유기 발광 소자
US20190221757A1 (en) Metal complex and organic light-emitting device
KR20180005203A (ko) 발광 화합물
US11349086B2 (en) Compound, composition and organic light-emitting device
US20140151659A1 (en) Light-emitting compound
US20150171351A1 (en) Light-emitting compound
WO2016051158A1 (en) Organic light emitting device
EP3227934B1 (en) Organic light-emitting device
GB2545657A (en) Light-emitting compound
US20170005277A1 (en) Compound, composition and organic light-emitting device
KR20190007027A (ko) 인광성 발광 복합체 및 발광 장치에서의 용도
US20180342684A1 (en) Light-emitting metal complex and device
US20210135131A1 (en) Phosphorescent light-emitting compound
US20150162551A1 (en) Light-emitting compound

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal