KR20230099168A - 유기금속 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주 리간드(LA)가 티오펜기(thiophene)기를 포함하는 융합 고리 구조를 포함하는 신규한 유기금속 화합물을 제공하며, 이를 유기발광소자의 인광 발광층의 도펀트 물질에 포함함으로써, 구동전압, 발광 효율 및 수명 등의 유기발광소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 유기금속 화합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인광 특성을 가지는 유기금속 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
표시장치가 다양한 분야에 적용됨에 따라 관심이 높아지고 있다. 이러한 표시소자 중 하나로서 유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)를 포함하는 유기 발광 표시장치의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다.
유기발광소자는 양극과 음극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이루어 여기자(엑시톤)을 형성한 후, 여기자의 에너지를 빛으로 방출하는 소자이다. 유기발광소자는 기존의 디스플레이 기술에 비해 저 전압 구동이 가능하고 전력소모가 비교적 적으며, 뛰어난 색감을 가질 뿐만 아니라, 플랙서블 기판 적용이 가능하여 다양한 활용이 가능하며, 표시 장치의 크기를 자유롭게 조절할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)는 액정디스플레이(liquid crystal display, LCD)에 비해 시야각, 명암비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하여 경량 및 초박형이 가능하다. 유기발광소자는 음극(전자 주입 전극; cathode)과 양극(정공 주입 전극; anode) 사이에 복수의 유기물 층, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 수송보조층, 전자 차단층, 발광층, 전자 전달층 등이 배치되어 형성된다.
이러한 유기발광소자 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 주입되며, 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다.
유기발광소자에 사용되는 유기 재료는 크게 발광 재료와 전하 수송 재료로 구분될 수 있다. 발광 재료는 유기발광소자의 발광 효율을 결정하는 중요한 요인으로서, 발광 재료는 양자 효율이 높고, 전자와 정공의 이동도가 우수하여야 하며, 발광층에 균일하고 안정적으로 존재하여야 한다. 발광재료는 발색광에 따라 청색, 적색, 녹색 등의 발광 재료로 구분되며, 발색 재료로서 색 순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 호스트(host), 도펀트(dopant)로 사용한다.
최근에는 발광층에 형광 물질보다 인광 물질이 많이 사용되는 추세이다. 형광 물질의 경우 발광층에서 형성되는 엑시톤 중에 약 25%의 단일항(singlet)만이 빛을 만드는 데 사용되고 75%의 삼중항(triplet)은 대부분 열로 소실되는 반면, 인광 물질은 단일항과 삼중항 모두를 빛으로 전환 시키는 발광 메커니즘을 가지고 있기 때문이다.
종래에 유기발광소자에 사용되는 인광 발광 재료는 유기금속 화합물이 이용되고 있으며, 이들의 낮은 효율 및 수명 문제를 해결하기 위한 인광 재료의 연구 및 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 구동전압, 효율 및 수명을 개선할 수 있는 유기금속 화합물과 이를 유기 발광층에 적용한 유기발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 구조의 유기금속 화합물, 이를 발광층 도펀트로 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다.
[화학식 1] Ir(LA)m(LB)n
상기 화학식 1에서,
LA는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6으로 구성된 군에서 선택되는 하나일 수 있고, LB는 하기 화학식 3으로 표시되는 두 자리 리간드(bidentate ligand)일 수 있고, m 은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1 또는 2이고, m 및 n의 합은 3일 수 있고,
[화학식 2-1] 
[화학식 2-2] 
,
[화학식 2-3] 
,
[화학식 2-4] 
,
[화학식 2-5] 
,
[화학식 2-6] 
,
[화학식 3] 
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서,
X는 각각 독립적으로 탄소, 산소, 질소 및 황으로 구성된 군에서 선택되는 하나일 수 있고, R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1 및 R4-2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카보닐, 카복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있고,
상기 R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1 및 R4-2 중 서로 이웃한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물의 유기발광소자의 인광 발광층 도펀트에 적용함으로써, 유기발광소자의 구동전압, 효율 및 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기금속 화합물이 발광층에 적용된 유기발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 2개의 발광부를 구비하는 탠덤(tandem) 구조이면서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하는 유기발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 3개의 발광부를 구비하는 탠덤(tandem) 구조이면서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하는 유기발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광소자가 적용된 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 2개의 발광부를 구비하는 탠덤(tandem) 구조이면서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하는 유기발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 3개의 발광부를 구비하는 탠덤(tandem) 구조이면서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하는 유기발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광소자가 적용된 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서 구성 요소를 '포함한다', '갖는다', '이루어진다', '배치한다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
이하에서 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
이하에서 구성 요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성 요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성 요소와 상기 구성 요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 '인접하는 작용기가 서로 결합하여 고리 구조를 형성한다'는 의미는 인접하는 작용기가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지환족 고리 구조(사이클로알킬기), 치환 또는 비치환된 방향족 고리 구조(아릴기), 치환 또는 비치환된 지방족 및 방향족을 모두 가진 고리 구조(알킬아릴기 또는 아릴알킬기)를 형성할 수 있는 것을 의미하며, '인접하는 작용기'는 해당 작용기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 작용기, 해당 치환기와 입체 구조적으로 가장 가깝게 위치한 작용기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 작용기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 벤젠 고리 구조에서 오르쏘(ortho) 위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 작용기는 서로 '인접하는 작용기'로 해석될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 유기금속 화합물의 구조 및 제조예와 이를 포함하는 유기발광소자를 설명하도록 한다.
종래에는 인광 발광층의 도펀트로서 유기금속 화합물이 사용되어 오고 있으며, 예를 들어, 유기금속 화합물의 주 리간드 구조로서 2-페닐피리딘(2-phenylpyridine), 2-페닐피리딘 구조에서 피리딘 부분에 축합 고리가 도입된 2-페닐퀴놀린(2-phenylquinoline) 구조 등이 알려져 있다. 그러나, 이러한 종래의 발광 도펀트는 유기발광소자에의 효율 및 수명을 향상시키는데 한계점이 있어, 신규한 발광 도펀트 재료를 개발하는 것이 필요하였다. 이에, 본 발명자들은 유기발광소자의 효율 및 수명을 더욱 향상시킬 수 있는 발광 도펀트 재료를 도출하여 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 유기금속 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있으며, 화학식 1의 주 리간드(main ligand)인 LA는 중앙 배위 금속인 Ir(이리듐)에 연결되는 2개의 고리 중 탄소(C)가 연결되는 고리 부분에 황(S) 원자를 가진 티오펜(thiophene)의 융합고리 구조가 도입된 것이며, 티오펜 융합 고리의 연결 위치 및 배향에 따라, 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6 중 하나의 구조로 나타낼 수 있다. 본 발명자들은 유기발광소자의 인광 발광층의 도펀트 물질에 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하면, 유기발광소자의 발광 효율 및 수명을 증가시키고, 구동 전압은 낮출 수 있는 우수한 효과를 실험적으로 확인하고 본 발명을 완성하였다.
[화학식 1] Ir(LA)m(LB)n
상기 화학식 1에서,
LA는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6으로 구성된 군에서 선택되는 하나일 수 있고, LB는 하기 화학식 3으로 표시되는 두 자리 리간드(bidentate ligand)일 수 있고, 상기 m 및 n 은 Ir(이리듐)에 결합되는 리간드의 수로서, m 는 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1 또는 2이고, m 및 n의 합은 3일 수 있고,
[화학식 2-1] 
[화학식 2-2] 
,
[화학식 2-3] 
,
[화학식 2-4] 
,
[화학식 2-5] 
,
[화학식 2-6] 
,
[화학식 3] 
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서,
X는 각각 독립적으로 탄소, 산소, 질소 및 황으로 구성된 군에서 선택되는 하나일 수 있고, R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1 및 R4-2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카보닐, 카복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있고,
상기 R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1 및 R4-2 중 서로 이웃한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 유기금속 화합물은, 중앙 배위 금속에 보조 리간드로서, 두 자리 리간드를 적용할 수 있다. 본 발명의 두 자리 리간드는 전자 주개(electron donor)를 포함함으로써, MLCT(metal to ligand charge transfer)의 비율을 증가시켜, 유기발광소자에 적용하게 되면 높은 발광 효율 및 높은 외부 양자 효율 등의 향상된 발광 특성을 구현할 수 있다.
본 발명의 바람직한 보조 리간드로는, 상기 화학식 3으로 표시되는 두 자리 리간드일 수 있으며, 구체적으로는 하기 화학식 4 및 화학식 5로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
[화학식 4] 
,
[화학식 5] 
,
상기 화학식 4에서, R5-1, R5-2, R5-3, R5-4, R6-1, R6-2, R6-3 및 R6-4은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, C1~C5의 직쇄형 알킬기, 및 C1~C5의 분쇄형 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있고, R5-1, R5-2, R5-3, R5-4, R6-1, R6-2, R6-3 및 R6-4 중 서로 이웃한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있고,
상기 화학식 5에서, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C5의 직쇄형 알킬기 및 C1~C5의 분쇄형 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 하나이일 수 있고, R7, R8 및 R9 중 서로 인접한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있고,
상기 C1~C5의 직쇄형 알킬기 또는 C1~C5의 분쇄형 알킬기는 중수소 및 할로겐 원소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 유기금속 화합물은, 헤테로렙틱(heteroleptic) 또는 호모렙틱(homoleptic) 구조일 수 있고, 예를 들어, 상기 화학식 1에서 m은 1이고, n은 2인 헤테로렙틱 구조; m은 2이고, n은 1인 헤테로렙틱 구조; 또는 m은 3이고, n은 0인 호모렙틱 구조일 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 구체예는 하기 화합물 1 내지 화합물 540으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있지만, 화학식 1의 정의에 속하는 것이라면 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 적색 인광 물질 또는 녹색 인광 물질로서 사용될 수 있고, 바람직하게는 녹색 인광 물질로서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도 1을 참조하면, 제1 전극(110); 상기 제1 전극(110)과 마주보는 제2 전극(120); 및 상기 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이에 배치되는 유기층(130);을 포함하는 유기발광소자(100)를 제공할 수 있다. 상기 유기층(130)은 발광층(160)을 포함하고, 상기 발광층(160)은 호스트(160') 및 도펀트(160")를 포함하며, 상기 도펀트(160")는 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 유기발광소자(100)에서, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이에 배치되는 유기층(130)은 제1 전극(110)으로부터 순차적으로 정공주입층(140, hole injection layer; HIL), 정공수송층(150, hole transfer layer; HTL), 발광층(160, emission material layer, EML), 전자수송층(170, electron transfer layer; ETL) 및 전자주입층(180, electron injection layer, EIL)을 포함하는 구조일 수 있다. 상기 전자주입층(180) 상에 제2 전극(120)을 형성하고, 그 위에 보호막(도시되어 있지 않음)을 형성할 수 있다.
또한, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 상기 정공수송층(150) 및 발광층(160)의 사이에 정공수송 보조층을 더욱 추가할 수 있다. 정공수송 보조층은 정공 수송 특성이 좋은 화합물을 포함하고, 정공수송층(150)과 발광층(160) 사이의 HOMO 에너지 레벨 차이를 줄임으로써 정공의 주입 특성을 조절하여 정공수송보조층과 발광층(160)의 계면에 정공이 축적되는 것을 감소시켜 계면에서 폴라론(polaron)에 의한 엑시톤이 소멸되는 소광 현상(quenching)을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 소자의 열화현상이 감소하고 소자가 안정화되어 효율 및 수명을 개선할 수 있다.
제1 전극(110)은 양극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질인 ITO, IZO, 주석-산화물 또는 아연-산화물로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(120)은 음극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 적은 도전성 물질인 Al, Mg, Ca, Ag 또는 이들의 합금이나 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공주입층(140)은 제1 전극(110)과 정공수송층(150) 사이에 위치할 수 있다. 정공주입층(140)은 제1 전극(110)과 정공수송층(150) 사이의 계면 특성을 개선하는 기능이 있으며, 적절한 전도성을 갖는 물질로 선택할 수 있다. 정공주입층(140)은 MTDATA, CuPc, TCTA, HATCN, TDAPB, PEDOT/PSS, N1,N1'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diyl)bis(N1,N4,N4-triphenylbenzene-1,4-diamine) 등의 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 N1,N1'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diyl)bis(N1,N4,N4-triphenylbenzene-1,4-diamine)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공수송층(150)은 제1 전극(110)과 발광층(160) 사이에서 발광층에 인접하여 위치한다. 정공수송층(150)은 TPD, NPB, CBP, N-(비페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민, N-(비페닐-4-일)-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)비페닐)-4-아민 등의 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 NPB를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 발광층(160)은 호스트(160')와 소자의 발광 효율 등을 향상시키기 위하여 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물이 도펀트(160")로 도핑되어 형성될 수 있고, 상기 도펀트(160")는 녹색 또는 적색으로 발광하는 물질로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 녹색 인광 물질로서 사용될 수 있다.
본 발명의 도펀트(160")의 도핑 농도는 호스트(160')의 총 중량을 기준으로 1~30 중량%의 범위 내에서 조절할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 상기 도핑 농도는 2~20 중량%일 수 있고, 예를 들어 3~15 중량%일 수 있고, 예를 들어 5~10 중량%일 수 있고, 예를 들어 3~8 중량%일 수 있고, 예를 들어 2~7 중량%일 수 있고, 예를 들어 5~7 중량%일 수 있고, 예를 들어 5~6 중량%일 수 있다.
본 발명의 발광층(160)은 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 도펀트(160") 물질에 포함하면서, 본 기술분야에서 사용되는 호스트(160') 물질로서 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 것이라면 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서는 카바졸기(carbazole group)를 포함하는 화합물을 호스트(160')로서 사용할 수 있고, 바람직하게는 CBP(carbazole biphenyl), mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl) 등의 호스트 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 발광층(160)과 제2 전극(120) 사이에는 전자수송층(170)과 전자주입층(180)이 순차적으로 적층될 수 있다. 전자수송층(170)의 재료는 높은 전자 이동도가 요구되는데, 원활한 전자 수송을 통하여 발광층에 전자를 안정적으로 공급할 수 있다.
예컨대, 전자수송층(170)의 재료는 본 기술분야에서 사용되는 것으로서, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolatolithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole), 벤즈티아졸(benzthiazole), 2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole 등의 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자주입층(180)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, 전자주입 층의 재료는 본 기술분야에서 사용되는 것으로서, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq, SAlq 등의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 전자주입층(180)은 금속화합물로 이루어질 수 있으며, 금속화합물은 예를 들어 Liq, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, RaF2 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유기발광소자는 탠덤(tandem) 구조를 가지는 백색 유기발광소자일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 탠덤 유기발광소자의 경우, 단일 발광 스택(또는 발광부)는 전하생성층(CGL, Charge Generation Layer)에 의해 2개 이상 연결된 구조로 형성될 수 있다. 상기 유기발광소자는 기판 상에 서로 대항된 제1 전극 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 전극 사이에 적층되어 특정한 파장대의 빛을 방사하는 발광층을 가지는 2개 이상의 복수의 발광 스택(stack; 발광부)을 포함할 수 있다. 복수의 발광 스택(발광부)은 서로 같은 색을 발광하거나 다른 색을 발광하도록 적용할 수 있다. 또한, 1개의 발광 스택(발광부)에도 발광층을 1개 이상 포함할 수 있고, 복수의 발광층은 서로 같거나 다른 색의 발광층일 수 있다.
이 때, 복수의 발광부에 포함되는 발광층 중 하나 이상은 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 도펀트 물질로서 포함할 수 있다. 탠덤 구조에서의 복수 개의 발광부는 N형(N-type) 전하 생성층 및 P형(P-type) 전하 생성층으로 이루어진 전하 생성층(CGL)과 연결될 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현예인 도 2 및 도 3은 각각 2개의 발광부 및 3개의 발광부를 가지는 탠덤 구조의 유기발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기발광소자(100)는 서로 마주하는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 위치하는 유기층(230)을 포함한다. 상기 유기층(230)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 위치하며 제1 발광층(261)을 포함하는 제1 발광부(ST1)와, 제1 발광부(ST1)와 제2 전극(120) 사이에 위치하며 제2 발광층(262)를 포함하는 제2 발광부(ST2)와, 제1 및 제2 발광부(ST1 및 ST2) 사이에 위치하는 전하생성층(CGL)을 포함한다. 상기 전하생성층(CGL)은 N형 전하생성층(291) 및 P형 전하생성층(292)를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광층(261) 및 제2 발광층(262) 중 하나 이상은 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 도펀트로서 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 것처럼, 제2 발광부(ST2)의 제2 발광층(262)의 호스트(262')와 함께 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 도펀트(262")로 포함할 수 있다. 도 2에 도시되어 있지는 않지만, 제1 및 제2 발광부(ST1 및 ST2) 각각에는 제1 발광층(261) 및 제2 발광층(262) 외에, 추가 발광층을 더 포함할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기발광소자(100)는 서로 마주하는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 위치하는 유기층(330)을 포함한다. 상기 유기층(330)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 위치하며 제1 발광층(261)을 포함하는 제1 발광부(ST1); 제2 발광층(262)를 포함하는 제2 발광부(ST2); 제3 발광층(263)을 포함하는 제3 발광부(ST3); 제1 및 제2 발광부(ST1 및 ST2) 사이에 위치하는 제1 전하생성층(CGL1); 및 제2 및 제3 발광부(ST2 및 ST3) 사이에 위치하는 제2 전하생성층(CGL2)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 전하생성층(CGL1 및 CGL2)은 각각 N형 전하생성층(291, 293) 및 P형 전하생성층(292, 294)를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광층(261), 제2 발광층(262) 및 제3 발광층(263) 중 하나 이상은 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 도펀트로서 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 것처럼, 제2 발광부(ST2)의 제2 발광층(262)의 호스트(262')와 함께 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 도펀트(262")로 포함할 수 있다. 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 제1, 제2 및 제3 발광부(ST1, ST2 및 ST3) 각각에는 제1 발광층(261), 제2 발광층(262) 및 제3 발광층(263) 외에, 추가 발광층을 더 포함하여 복수의 발광층으로 형성할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 구현예에 따른 유기발광소자는, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 4개 이상의 발광부와 3개 이상의 전하생성층이 배치된 탠덤 구조를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자는 유기발광 표시장치 및 유기발광소자를 적용한 조명 장치 등에 활용될 수 있다. 일 구현예로, 도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광소자가 적용된 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유기발광 표시장치(3000)는 기판(3010)과, 유기발광소자(4000)와, 유기발광소자(4000)를 덮는 인캡슐레이션 필름(3900)을 포함할 수 있다. 기판(3010) 상에는 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Td)와, 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 유기발광소자(4000)가 위치한다.
도 4에 명시적으로 도시하지는 않았으나, 기판(3010) 상에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선, 게이트 배선 및 데이터 배선 중 어느 하나와 평행하게 이격되어 연장되는 파워 배선, 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결되는 스위칭 박막트랜지스터, 파워 배선 및 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극에 연결되는 스토리지 캐패시터가 더 형성된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 스위칭 박막트랜지스터에 연결되며, 반도체층(3100)과, 게이트 전극(3300)과, 소스 전극(3520)과 드레인 전극(3540)을 포함한다.
반도체층(3100)은 기판(3010) 상에 형성되며, 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 반도체층(3100)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우 반도체층(3100) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(3100)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(3100)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(3100)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(3100)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(3100) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(3200)이 기판(3010) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(3200)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(3200) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(3300)이 반도체층(3100)의 중앙에 대응하여 형성된다. 게이트 전극(3300)은 스위칭 박막트랜지스터에 연결된다.
게이트 전극(3300) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(3400)이 기판(3010) 전면에 형성된다. 층간 절연막(3400)은 실리콘산화물이나 실리콘질화물과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(3400)은 반도체층(3100)의 양측을 노출하는 제1 및 제2 반도체층 콘택홀(3420, 3440)을 갖는다. 제1 및 제2 반도체층 콘택홀(3420, 3440)은 게이트 전극(3300)의 양측에 게이트 전극(3300)과 이격되어 위치한다.
층간 절연막(3400) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(3520)과 드레인 전극(3540)이 형성된다. 소스 전극(3520)과 드레인 전극(3540)은 게이트 전극(3300)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제1 및 제2 반도체층 콘택홀(3420, 3440)을 통해 반도체층(3100)의 양측과 접촉한다. 소스 전극(3520)은 파워 배선(미도시)에 연결된다.
반도체층(3100)과, 게이트 전극(3300), 소스 전극(3520), 드레인 전극(3540)은 구동 박막트랜지스터(Td)를 이루며, 구동 박막트랜지스터(Td)는 반도체층(3100)의 상부에 게이트 전극(3300), 소스 전극(3520) 및 드레인 전극(3540)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 구동 박막트랜지스터(Td)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 한편, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(Td)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.
한편, 유기발광 표시장치(3000)는 유기발광소자(4000)에서 생성된 빛을 흡수하는 컬러 필터(3600)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(3600)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 광을 흡수할 수 있다. 이 경우, 광을 흡수하는 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터 패턴이 각각의 화소영역 별로 분리되어 형성될 수 있으며, 이들 각각의 컬러 필터 패턴은 흡수하고자 하는 파장 대역의 빛을 방출하는 유기발광소자(4000) 중의 유기층(4300)과 각각 중첩되게 배치될 수 있다. 컬러 필터(3600)를 채택함으로써, 유기발광 표시장치(3000)는 풀-컬러(full-color)를 구현할 수 있다.
예를 들어, 유기발광 표시장치(3000)가 하부 발광 방식(bottom-emission type)인 경우, 유기발광소자(4000)에 대응하는 층간 절연막(3400) 상부에 광을 흡수하는 컬러 필터(3600)가 위치할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 유기발광 표시장치(3000)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 컬러 필터는 유기발광소자(4000)의 상부, 즉 제2 전극(4200) 상부에 위치할 수도 있다. 일례로, 컬러 필터(3600)는 2 내지 5 ㎛의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극(3540)을 노출하는 드레인 콘택홀(3720)을 갖는 보호층(3700)이 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.
보호층(3700) 상에는 드레인 콘택홀(3720)을 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극(3540)에 연결되는 제1 전극(4100)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다.
제1 전극(4100)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(4100)은 ITO, IZO 또는 ZnO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 유기발광 표시장치(3000)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 제1 전극(4100) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
보호층(3700) 상에는 제1 전극(4100)의 가장자리를 덮는 뱅크층(3800)이 형성된다. 뱅크층(3800)은 화소영역에 대응하여 제1 전극(4100)의 중심을 노출시킨다.
제1 전극(4100) 상에는 유기층(4300)이 형성되고, 필요에 따라 유기발광소자(4000)는 탠덤(tandem) 구조를 가질 수 있으며, 탠덤 구조에 대해서는 본 발명의 예시적인 실시형태를 나타내는 도 2 내지 도 4와 이에 대한 상기 설명을 참조한다.
유기층(4300)이 형성된 기판(3010) 상부로 제2 전극(4200)이 형성된다. 제2 전극(4200)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(4200)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(Al-Mg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제1 전극(4100), 유기층(4300) 및 제2 전극(4200)은 유기발광소자(4000)를 형성한다.
제2 전극(4200) 상에는, 외부 수분이 유기발광소자(4000)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 3900)이 형성된다. 도 4에 명시적으로 도시하지 않았으나, 인캡슐레이션 필름(3900)은 제1 무기층과, 유기층과 무기층이 순차 적층된 삼중층 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명의 제조예 및 실시예를 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 일 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
제조예 - 리간드의 제조
(1) 리간드 A의 제조
Step 1) 리간드 A-2 의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-1 (4.58 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 A-2 (4.72 g, 82%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 A-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-2 (5.76 g, 20 mmol), SM-3 (4.28 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 A-1 (6.04 g, 80%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 A의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-1 (7.55 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 A (4.58 g, 64%)를 수득하였다.
(2) 리간드 B의 제조
Step 1) 리간드 B-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 A-2 (5.76 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 B-2 (6.50 g, 83%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 B-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-2 (7.83 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 B-1 (5.05 g, 68%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 B의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B-1 (7.43 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 B (6.13 g, 82%)를 수득하였다.
(3) 리간드 C의 제조
Step 1) 리간드 C-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-5 (4.86 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 C-2 (4.77 g, 79%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 C-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C-2 (6.04 g, 20 mmol), SM-3 (4.28 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 C-1 (6.58 g, 84%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 C의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C-1 (7.83 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 C (4.83 g, 65%)를 수득하였다.
(4) 리간드 D의 제조
Step 1) 리간드 D-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 C-2 (6.04 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 D-2 (6.81 g, 84%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 D-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D-2 (8.11 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 D-1 (6.32 g, 82%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 D의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D-1 (7.71 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 D (5.43 g, 70%)를 수득하였다.
(5) 리간드 E의 제조
Step 1) 리간드 E-2 의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-6 (4.58 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 E-2 (4.90 g, 85%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 E-1 의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 E-2 (5.76 g, 20 mmol), SM-3 (4.28 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 E-1 (6.42 g, 85%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 E 의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 E-1 (7.55 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 E (4.86 g, 68%)를 수득하였다.
(6) 리간드 F의 제조
Step 1) 리간드 F-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 E-2 (5.76 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 F-2 (6.34 g, 81%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 F-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 F-2 (7.83 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 F-1 (6.17 g, 83%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 F의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 F-1 (7.43 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 F (5.01 g, 67%)를 수득하였다.
(7) 리간드 G의 제조
Step 1) 리간드 G-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-7 (4.86 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 G-2 (4.83 g, 80%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 G-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 G-2 (6.04 g, 20 mmol), SM-3 (4.28 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 G-1 (6.58 g, 84%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 G의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 G-1 (7.83 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 G (4.76 g, 64%)를 수득하였다.
(8) 리간드 H의 제조
Step 1) 리간드 H-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 G-2 (6.04 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 H-2 (6.65 g, 82%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 H-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 H-2 (8.11 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 H-1 (6.25 g, 81%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 H의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 H-1 (7.71 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 H (5.19 g, 67%)를 수득하였다.
(9) 리간드 I의 제조
Step 1) 리간드 I-3의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-8 (4.58 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 I-3 (4.67 g, 81%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 I-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 I-3 (5.76 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 I-2 (6.42 g, 82%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 I-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 I-2 (7.83 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 I-1 (5.80 g, 78%)를 수득하였다.
Step 4) 리간드 I의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 I-1 (7.43 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 I (4.86 g, 65%)를 수득하였다.
(10) 리간드 J의 제조
Step 1) 리간드 J-3의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-9 (4.86 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 J-3 (4.71 g, 78%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 J-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 J-3 (6.04 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 J-2 (6.49 g, 80%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 J-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 J-2 (8.11 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 J-1 (5.09 g, 66%)를 수득하였다.
Step 4) 리간드 J의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 J-1 (7.71 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 J (6.36 g, 82%)를 수득하였다.
(11) 리간드 K의 제조
Step 1) 리간드 K-3의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-10 (4.58 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 K-3 (4.44 g, 77%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 K-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 K-3 (5.76 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 K-2 (6.26 g, 80%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 K-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 K-2 (7.83 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 K-1 (6.17 g, 83%)를 수득하였다.
Step 4) 리간드 K의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 K-1 (7.43 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 K (5.08 g, 68%)를 수득하였다.
(12) 리간드 L의 제조
Step 1) 리간드 L-3의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 SM-11 (4.86 g, 20 mmol), SM-2 (3.67 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 L-3 (4.53 g, 75%)를 수득하였다.
Step 2) 리간드 L-2의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 L-3 (6.04 g, 20 mmol), SM-4 (4.56 g, 20 mmol), Pd(PPh3)4 (2.31 g, 2 mmol), P(t-Bu)3 (0.81 g, 4 mmol), NaOtBu (7.68 g, 80 mmol) 을 톨루엔 200mL에 녹인 후 12시간 동안 가열 환류 교반하였다. 반응 완료 후 상온으로 온도를 낮춘 다음 유기층을 디클로로메탄으로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 L-2 (6.33 g, 78%)를 수득하였다.
Step 3) 리간드 L-1의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 L-2 (8.11 g, 20 mmol)를 Acetic acid 80mL 및 THF 25mL에 녹인 후 0℃에서 tert-Butyl nitrite (5mL, 38 mmol)를 한방울씩 떨어뜨려 첨가하여 교반한다. 0℃에서 4시간 동안 교반 완료 후 상온으로 온도를 올린 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 디클로로메탄과 헥산으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 L-1 (5.01 g, 65%)를 수득하였다.
Step 4) 리간드 L의 제조
질소 분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 L-1 (7.71 g, 20 mmol)과 Sodium tert-butoxide (4mL, 40 mmol)를 DMSO-d6 100mL에 넣은 후 135℃에서 48시간 동안 가열 교반한다. 반응 완료 후 반응용기를 상온으로 식힌 다음 유기층을 에틸아세테이트로 추출하고 물로 충분히 세정하였다. 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 필터로 걸러진 용액을 감압 농축 후 에틸아세테이트와 디클로로메탄으로 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 상기 화합물 L (6.51 g, 84%)를 수득하였다.
제조예 - 이리듐 화합물의 전구체('이리듐 전구체')의 제조
① 이리듐 전구체 M'의 제조
Step 1) 화합물 MM의 제조
질소분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 M (3.38 g, 20 mmol), IrCl3 (2.39 g, 8.0 mmol)에 혼합된 용액 (Ethoxyethanol:증류수 = 90 mL:30 mL)에 넣은 다음 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮추고 생성된 고체를 감압 여과하여 분리한다. 필터를 통해 걸러진 고체를 물과 차가운 메탄올로 충분히 세정한 후 감압 여과하는 과정을 여러 번 반복하여 고체 화합물 MM 4.24 g (94%)를 수득하였다.
Step 2) 이리듐 전구체 M'의 제조
250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 MM (4.51 g, 4 mmol), Silver trifluoromethanesulfonate (AgOTf, 3.02 g, 12 mmol)을 디클로로메탄에 넣어 녹이고 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 Celite로 여과하여 고체 상태인 침전물을 제거한다. 필터를 통해 걸러진 여과액을 감압 증류하여 생성된 고체 화합물 M’ 5.34 g (90%)를 수득하였다.
② 이리듐 전구체 B'의 제조
Step 1) 화합물 BB의 제조
질소분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 B (7.47 g, 20 mmol), IrCl3 (2.39 g, 8.0 mmol)에 혼합된 용액 (Ethoxyethanol:증류수 = 90 mL:30 mL)에 넣은 다음 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮추고 생성된 고체를 감압 여과하여 분리한다. 필터를 통해 걸러진 고체를 물과 차가운 메탄올로 충분히 세정한 후 감압 여과하는 과정을 여러 번 반복하여 고체 화합물 BB 7.00 g (90%)를 수득하였다.
Step 2) 이리듐 전구체 B'의 제조
250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 BB (7.78 g, 4 mmol), Silver trifluoromethanesulfonate (AgOTf, 3.02 g, 12 mmol)을 디클로로메탄에 넣어 녹이고 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 Celite로 여과하여 고체 상태인 침전물을 제거한다. 필터를 통해 걸러진 여과액을 감압 증류하여 생성된 고체 화합물 B’ 3.87 g (84%)를 수득하였다.
③ 이리듐 전구체 D'의 제조
Step 1) 화합물 DD의 제조
질소분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 D (7.75 g, 20 mmol), IrCl3 (2.39 g, 8.0 mmol)에 혼합된 용액 (Ethoxyethanol:증류수 = 90 mL:30 mL)에 넣은 다음 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮추고 생성된 고체를 감압 여과하여 분리한다. 필터를 통해 걸러진 고체를 물과 차가운 메탄올로 충분히 세정한 후 감압 여과하는 과정을 여러 번 반복하여 고체 화합물 BB 6.88 g (86%)를 수득하였다.
Step 2) 이리듐 전구체 D'의 제조
250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 DD (8.01 g, 4 mmol), Silver trifluoromethanesulfonate (AgOTf, 3.02 g, 12 mmol)을 디클로로메탄에 넣어 녹이고 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 Celite로 여과하여 고체 상태인 침전물을 제거한다. 필터를 통해 걸러진 여과액을 감압 증류하여 생성된 고체 화합물 D’ 4.01 g (85%)를 수득하였다.
④ 이리듐 전구체 F'의 제조
Step 1) 화합물 FF의 제조
질소분위기에서 250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 F (7.47 g, 20 mmol), IrCl3 (2.39 g, 8.0 mmol)에 혼합된 용액 (Ethoxyethanol:증류수 = 90 mL:30 mL)에 넣은 다음 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮추고 생성된 고체를 감압 여과하여 분리한다. 필터를 통해 걸러진 고체를 물과 차가운 메탄올로 충분히 세정한 후 감압 여과하는 과정을 여러 번 반복하여 고체 화합물 FF 6.54 g (84%)를 수득하였다.
Step 2) 이리듐 전구체 F'의 제조
250mL 둥근 바닥 플라스크에 화합물 FF (7.78 g, 4 mmol), Silver trifluoromethanesulfonate (AgOTf, 3.02 g, 12 mmol)을 디클로로메탄에 넣어 녹이고 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 Celite로 여과하여 고체 상태인 침전물을 제거한다. 필터를 통해 걸러진 여과액을 감압 증류하여 생성된 고체 화합물 F’ 4.05 g (88%)를 수득하였다.
제조예 - 이리듐 화합물의 제조
1. 이리듐 화합물 66의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 A (1.07 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 66 (1.00 g, 75%)를 수득하였다.
2. 이리듐 화합물 67의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 B (1.12 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 67 (0.96 g, 71%)를 수득하였다.
3. 이리듐 화합물 96의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 C (1.11 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 96 (1.03 g, 76%)를 수득하였다.
4. 이리듐 화합물 97의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 D (1.16 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 97 (1.11 g, 81%)를 수득하였다.
5. 이리듐 화합물 216의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 E (1.07 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 216 (1.14 g, 86%)를 수득하였다.
6. 이리듐 화합물 217의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 F (1.12 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 217 (1.09 g, 81%)를 수득하였다.
7. 이리듐 화합물 246의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 G (1.11 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 246 (1.07 g, 79%)를 수득하였다.
8. 이리듐 화합물 247의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 H (1.16 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 247 (1.10 g, 80%)를 수득하였다.
9. 이리듐 화합물 309의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 I (1.12 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 309 (0.96 g, 71%)를 수득하였다.
10. 이리듐 화합물 319의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 J (1.16 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 319 (1.04 g, 76%)를 수득하였다.
11. 이리듐 화합물 349의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 K (1.12 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 349 (1.19 g, 88%)를 수득하였다.
12. 이리듐 화합물 359의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 M’ (1.11 g, 1.5 mmol)와 리간드 L (1.16 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 25:75 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 359 (1.15 g, 84%)를 수득하였다.
13. 이리듐 화합물 469의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 B’ (1.72 g, 1.5 mmol)와 리간드 N (0.47 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 50:50 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 469 (1.23 g, 75%)를 수득하였다.
14. 이리듐 화합물 470의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 D’ (1.76 g, 1.5 mmol)와 리간드 N (0.47 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 50:50 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 470 (1.21 g, 72%)를 수득하였다.
15. 이리듐 화합물 479의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 F’ (1.72 g, 1.5 mmol)와 리간드 N (0.47 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 50:50 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 479 (1.28 g, 78%)를 수득하였다.
16. 이리듐 화합물 509의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 B’ (1.72 g, 1.5 mmol)와 리간드 O (0.73 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 40:60 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 509 (1.38 g, 80%)를 수득하였다.
17. 이리듐 화합물 510의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 D’ (1.76 g, 1.5 mmol)와 리간드 O (0.73 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 40:60 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 510 (1.39 g, 79%)를 수득하였다.
18. 이리듐 화합물 519의 제조
질소 분위기에서 150mL 둥근 바닥 플라스크에 이리듐 전구체 F’ (1.72 g, 1.5 mmol)와 리간드 O (0.73 g, 3 mmol)를 2-ethoxyethanol (50mL) 및 DMF (50mL)에 넣고 130℃에서 24시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 종료가 되면 상온으로 온도를 낮춘 후 디클로로메탄과 증류수를 사용하여 유기층을 추출하고 수분은 무수황산마그네슘을 첨가하여 제거하였다. 여과를 통해 얻어진 여과액을 감압하여 수득한 Crude product를 Ethylacetate:Hexane = 40:60 조건에서 컬럼 크로마토그래피법으로 정제하여 하기의 이리듐 화합물 519 (1.40 g, 81%)를 수득하였다.
실시예
< 실시예 1 >
ITO (인듐 주석 산화물)가 1,000Å두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세척한 후, 아세톤 용제로 초음파 세척을 하고 건조시켰다. 준비된 ITO 투명 전극 위에 정공 주입 재료로 HI-1을 60 nm 두께로 열 진공 증착한 후, 정공 수송 재료로 NPB를 80 nm 두께로 열 진공 증착하였다. 수송 재료 위에 발광층으로 도펀트는 화합물 66, 호스트는 CBP를 사용하였고, 도핑농도는 5 중량%, 두께는 30 nm로 열 진공 증착하였다. 발광층 위에 ET-1 : Liq (1:1) (30 nm)을 전자 수송층과 전자 주입층의 재료로 열 진공 증착한 후, 100 nm 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 녹색을 발광하는 유기발광소자를 제작하였다.
상기 HI-1은 N1,N1'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diyl)bis(N1,N4,N4-triphenylbenzene-1,4-diamine)을 의미한다.
상기 ET-1은 2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole을 의미한다.
< 실시예 2~18 및 비교예 1~7 >
상기 실시예 1 에서, 도펀트로서 화합물 66 대신 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2~18 및 비교예 1~7의 유기발광소자를 각각 제작하였다.
< 유기발광소자의 성능 평가 >
상기 실시예 1~18 및 비교예 1~7에 따라 제조된 유기발광소자에 대하여, 10mA/cm2 전류로 구동시 구동 전압 및 효율 특성과 22.5mA/cm2으로 가속한 수명 특성을 비교하여 구동 전압(V), 최대 발광 양자 효율(%), 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency; EQE)(%), LT95(%)를 측정하였으며, 최대 발광 양자 효율, EQE, LT95는 비교예 1에 대한 상대값으로 환산하여, 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타냈다. LT95는 수명(Lifetime)의 평가방법으로, 유기발광소자가 최초 밝기의 5%를 잃는데 걸리는 시간을 의미한다.
| 도펀트 | 구동 전압 (V) |
최대발광효율 (%, 상대값) |
EQE (%, 상대값) |
LT95 (%, 상대값) |
|
| 비교예 1 | Ref-1 | 4.25 | 100 | 100 | 100 |
| 비교예 2 | Ref-2 | 4.26 | 101 | 102 | 101 |
| 비교예 3 | Ref-3 | 4.25 | 95 | 96 | 105 |
| 비교예 4 | Ref-4 | 4.32 | 94 | 90 | 101 |
| 비교예 5 | Ref-5 | 4.30 | 91 | 88 | 104 |
| 비교예 6 | Ref-6 | 4.31 | 95 | 92 | 100 |
| 비교예 7 | Ref-7 | 4.34 | 92 | 90 | 106 |
상기 표 1의 비교예 1~7의 도펀트 물질인 Ref-1 ~ Ref-7의 구조는 다음과 같다.
| 도펀트 | 구동 전압 (V) |
최대발광효율 (%, 상대값) |
EQE (%, 상대값) |
LT95 (%, 상대값) |
|
| 실시예 1 | 화합물 66 | 4.22 | 110 | 110 | 127 |
| 실시예 2 | 화합물 67 | 4.21 | 111 | 111 | 129 |
| 실시예 3 | 화합물 96 | 4.22 | 112 | 112 | 130 |
| 실시예 4 | 화합물 97 | 4.21 | 113 | 113 | 132 |
| 실시예 5 | 화합물 216 | 4.23 | 109 | 110 | 124 |
| 실시예 6 | 화합물 217 | 4.24 | 108 | 109 | 125 |
| 실시예 7 | 화합물 246 | 4.22 | 117 | 119 | 127 |
| 실시예 8 | 화합물 247 | 4.23 | 117 | 117 | 129 |
| 실시예 9 | 화합물 309 | 4.24 | 108 | 109 | 124 |
| 실시예 10 | 화합물 319 | 4.23 | 112 | 115 | 127 |
| 실시예 11 | 화합물 349 | 4.24 | 106 | 108 | 126 |
| 실시예 12 | 화합물 359 | 4.22 | 112 | 114 | 129 |
| 실시예 13 | 화합물 469 | 4.23 | 116 | 112 | 126 |
| 실시예 14 | 화합물 470 | 4.21 | 115 | 111 | 128 |
| 실시예 15 | 화합물 479 | 4.22 | 116 | 114 | 126 |
| 실시예 16 | 화합물 509 | 4.22 | 117 | 113 | 127 |
| 실시예 17 | 화합물 510 | 4.23 | 118 | 115 | 126 |
| 실시예 18 | 화합물 519 | 4.24 | 115 | 114 | 124 |
상기 표 1 및 표 2의 결과로부터 알 수 있는 것처럼, 본 발명의 실시예 1~18에서 사용한 유기금속 화합물을 발광층의 도펀트로 적용한 유기발광소자는, 비교예 1~7에 비하여 구동 전압이 낮아지고, 최대발광효율, 외부양자효율(EQE) 및 수명(LT95)이 향상되었다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 4000 : 유기발광소자
110, 4100 : 제1 전극
120, 4200 : 제2 전극
130, 230, 330, 4300 : 유기층
140 : 정공주입층
150 : 정공수송층, 251 : 제1 정공수송층, 252 : 제 2 정공수송층, 253 : 제3 정공수송층
160 : 발광층, 261 : 제1 발광층, 262 : 제2 발광층, 263 : 제3 발광층
160', 262' : 호스트
160", 262" : 도펀트
170 : 전자수송층, 271 : 제1 정공수송층, 272 : 제 2 정공수송층, 273 : 제3 정공수송층
180 : 전자주입층
3000 : 유기발광 표시장치
3010 : 기판
3100 : 반도체층
3200 : 게이트 절연막
3300 : 게이트 전극
3400 : 층간 절연막
3420, 3440 : 제1 및 제2 반도체층 콘택홀
3520 : 소스 전극
3540 : 드레인 전극
3600 : 컬러 필터
3700 : 보호층
3720 : 드레인 콘택홀
3800 : 뱅크층
3900 : 인캡슐레이션 필름
110, 4100 : 제1 전극
120, 4200 : 제2 전극
130, 230, 330, 4300 : 유기층
140 : 정공주입층
150 : 정공수송층, 251 : 제1 정공수송층, 252 : 제 2 정공수송층, 253 : 제3 정공수송층
160 : 발광층, 261 : 제1 발광층, 262 : 제2 발광층, 263 : 제3 발광층
160', 262' : 호스트
160", 262" : 도펀트
170 : 전자수송층, 271 : 제1 정공수송층, 272 : 제 2 정공수송층, 273 : 제3 정공수송층
180 : 전자주입층
3000 : 유기발광 표시장치
3010 : 기판
3100 : 반도체층
3200 : 게이트 절연막
3300 : 게이트 전극
3400 : 층간 절연막
3420, 3440 : 제1 및 제2 반도체층 콘택홀
3520 : 소스 전극
3540 : 드레인 전극
3600 : 컬러 필터
3700 : 보호층
3720 : 드레인 콘택홀
3800 : 뱅크층
3900 : 인캡슐레이션 필름
Claims (12)
- 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물:
[화학식 1] Ir(LA)m(LB)n
상기 화학식 1에서,
LA는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6으로 구성된 군에서 선택되는 하나이고,
LB는 하기 화학식 3으로 표시되는 두 자리 리간드(bidentate ligand)이고,
m 은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1 또는 2이고, m 및 n의 합은 3이고,
[화학식 2-1]
[화학식 2-2],
[화학식 2-3],
[화학식 2-4],
[화학식 2-5],
[화학식 2-6],
[화학식 3]
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서,
X는 각각 독립적으로 탄소, 산소, 질소 및 황으로 구성된 군에서 선택되는 하나이고, R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1 및 R4-2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 헤테로알킬, 아릴알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아미노, 실릴, 알케닐, 시클로알케닐, 헤테로알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 아실, 카보닐, 카복실산, 에스테르, 니트릴, 이소니트릴, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 포스피노 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1 및 R4-2 중 서로 이웃한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있다.
- 제1항에 있어서,
상기 화학식 3은 하기 화학식 4 및 화학식 5로 이루어진 군에서 선택되는 하나인, 유기금속 화합물:
[화학식 4],
[화학식 5],
상기 화학식 4에서, R5-1, R5-2, R5-3, R5-4, R6-1, R6-2, R6-3 및 R6-4은 각각 독립적으로, 수소, 중수소, C1~C5의 직쇄형 알킬기, 및 C1~C5의 분쇄형 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, R5-1, R5-2, R5-3, R5-4, R6-1, R6-2, R6-3 및 R6-4 중 서로 이웃한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있고,
상기 화학식 5에서, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C5의 직쇄형 알킬기 및 C1~C5의 분쇄형 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, R7, R8 및 R9 중 서로 인접한 2개의 작용기는 서로 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있고,
상기 C1~C5의 직쇄형 알킬기 또는 C1~C5의 분쇄형 알킬기는 중수소 및 할로겐 원소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 치환될 수 있다.
- 제1항에 있어서,
상기 m은 1이고, n은 2인 헤테로렙틱 구조의 유기금속 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 m은 2이고, n은 1인 헤테로렙틱 구조의 유기금속 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 m은 3이고, n은 0인 호모렙틱 구조의 유기금속 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화합물 1 내지 화합물 540으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 유기금속 화합물.
- 제1 전극;
상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는 유기층;을 포함하고,
상기 유기층은 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 도펀트 물질을 포함하고,
상기 도펀트 물질은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기금속 화합물을 포함하는, 유기발광소자.
- 제7항에 있어서,
상기 발광층은 녹색 인광 발광층인, 유기발광소자.
- 제7항에 있어서,
상기 유기층은 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는, 유기발광소자.
- 상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 위치하는 제1발광부 및 제2발광부를 포함하고,
상기 제1발광부 및 제2발광부는 각각 하나 이상의 발광층을 포함하고,
상기 발광층 중 적어도 하나는 녹색 인광 발광층이고,
상기 녹색 인광 발광층은 도펀트 물질을 포함하고,
상기 도펀트 물질은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기금속 화합물을 포함하는, 유기발광소자.
- 상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 위치하는 제1발광부, 제2발광부 및 제3발광부를 포함하고,
상기 제1발광부, 제2발광부 및 제3발광부는 각각 하나 이상의 발광층을 포함하고,
상기 발광층 중 적어도 하나는 녹색 인광 발광층이고,
상기 녹색 인광 발광층은 도펀트 물질을 포함하고,
상기 도펀트 물질은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기금속 화합물을 포함하는, 유기발광소자.
- 기판;
상기 기판에 위치하는 구동 소자; 및
상기 기판에 위치하며 상기 구동 소자에 연결되는 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자;를 포함하는 유기발광 표시장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020210188298A KR20230099168A (ko) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 유기금속 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
| GB2219215.7A GB2615641B (en) | 2021-12-27 | 2022-12-19 | Organometallic compound and organic light-emitting diode including the same |
| JP2022205599A JP2023097408A (ja) | 2021-12-27 | 2022-12-22 | 有機金属化合物、及びこれを含む有機発光素子 |
| DE102022134468.1A DE102022134468A1 (de) | 2021-12-27 | 2022-12-22 | Organometallische verbindung und organische leuchtdiode mit derselben |
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| TW111150112A TW202325715A (zh) | 2021-12-27 | 2022-12-27 | 有機金屬化合物、包含其的有機發光裝置及包含其的有機發光顯示裝置 |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210188298A KR20230099168A (ko) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 유기금속 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
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| KR20220086283A (ko) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | 삼성전자주식회사 | 유기금속 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 이를 포함한 진단용 조성물 |
| KR20220167120A (ko) * | 2021-06-11 | 2022-12-20 | 삼성전자주식회사 | 유기금속 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자를 포함한 전자 장치 |
-
2021
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