WO2016105133A1 - 이리듐 착물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 이리듐 착물을 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

이리듐 착물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 이리듐 착물을 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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엄민식
백영미
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Doosan Corp
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    • 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 materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/06—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent 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
    • 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
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an iridium complex having a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure and an organic electroluminescent device using the iridium complex prepared by the above method.
  • the material used as the organic material layer may be classified into a light emitting material, a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material and the like according to its function.
  • the light emitting layer forming material of the organic EL device may be classified into blue, green, and red light emitting materials according to light emission colors.
  • yellow and orange light emitting materials are also used as light emitting materials to realize better natural colors.
  • a host / dopant system may be used as the light emitting material in order to increase the light emission efficiency through increase in color purity and energy transfer.
  • the dopant material may be divided into a fluorescent dopant using an organic material and a phosphorescent dopant using a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • a metal complex compound containing heavy atoms such as Ir and Pt.
  • phosphorescent dopants include cyclometalated iridium (III) -based compounds. Specifically, Firpic, Ir (ppy) 3 and (acac) Ir (btp) 2 are used as blue, green and red dopant materials, respectively.
  • the iridium complex is a complex formed by coordinating a bidentated ligand submolecule with iridium, which is a central metal, and is divided into facial isomer and merdianal isomer, and when the bidentate ligand is the same, it is called homoleptic, and when the bidentate ligand is not identical, it is called heteroleptic. do.
  • iridium complexes are byproducts produced by third ligands other than the desired product due to the Ligand Scambling phenomenon in the synthesis.
  • the produced iridium complex has different molecular weights, but similar polarity and solubility, in order to purify a desired product with high purity through a column or a recrystallization method, a column purification process is repeatedly performed or a recrystallization process is performed to increase the purity. Or, using expensive and sophisticated column equipment, due to this complicated manufacturing process, there was a problem that the manufacturing cost increases.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having a low driving voltage and high luminous efficiency, including an iridium complex prepared by the above method.
  • the present invention is represented by the formula (C), including the step of reacting the compound represented by the formula (A) and the compound represented by the formula (B) in the presence of a mixed solvent containing a halogen-containing solvent and an alcoholic solvent according to Scheme 1 It provides a process for preparing an iridium complex of heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure:
  • Ar 1 to Ar 4 are the same as or different from each other, each independently selected from the group consisting of hydrogen, a C 1 ⁇ C 40 alkyl group, a C 6 ⁇ C 60 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms; ;
  • R 1 to R 4 are the same or different, each independently represent hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, a nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 ⁇ C 40 of each other alkynyl group, C 3 ⁇ C 40 cycloalkyl group, nuclear atoms, 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, nuclear atoms aryl of from 5 to 60 heteroaryl group, an alkyl of C 1 ⁇ C 40 Oxy group, C 6 ⁇ C 60 aryloxy group, C 1 ⁇ C 40 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 60 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 40 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl boron group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 60 aryl phosphine oxide group, and
  • n is an integer from 1 to 3, provided that m + n is 3;
  • X is selected from the group consisting of hexafluorophosphate, triflate, tosylate, trifluoroacetate, and tetrafluoroborate;
  • Sol is a neutral ligand derived from a solvent selected from the group consisting of water (H 2 O), alcohol and acetonitrile (CH 3 CN);
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group of Ar 1 to Ar 4 the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group of R 1 to R 4 ,
  • Aryloxy group, alkylsilyl group, arylsilyl group, alkyl boron group, aryl boron group, aryl phosphine group, aryl phosphine oxide group and arylamine group are each independently C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 2 ⁇ C 40 alkenyl group, C 2 to C 40 alkynyl group, C 3 to C 40 cycloalkyl group, nuclear atom 3 to 40 heterocycloalkyl group, C 6 to C 60 aryl group, nuclear atom 5 to 60 Heteroaryl group, C 1 ⁇ C 40 alkyloxy group, C 6 ⁇ C 60 aryl group
  • the ratio of the halogen-containing solvent and the alcohol solvent is preferably 20:80 to 80:20 by volume.
  • the use ratio of the compound represented by the said Formula (A) and the compound represented by the formula (B) is 1: 1-5 molar ratio.
  • the present invention also provides an organic electroluminescent device comprising (i) an anode, (ii) a cathode, and (iii) at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, wherein at least one of the at least one organic layer
  • an organic electroluminescent device comprising an iridium complex having a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by the formula (C) synthesized by Scheme 1.
  • the organic material layer containing the iridium complex is a light emitting layer, and the iridium complex is a phosphorescent dopant of the light emitting layer.
  • the preparation method according to the present invention synthesizes the iridium intermediate and the ligand compound in the presence of a mixed solvent comprising a halogen-containing solvent and an alcoholic solvent, thereby providing heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) with high selectivity and yield without a separate purification process.
  • the iridium complex of the heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure prepared according to the present invention has excellent luminescence performance and structural stability. Therefore, when the iridium complex is used as an organic layer material of OLED, in particular, a phosphorescent dopant material, an organic electroluminescent device having excellent light emission performance, low driving voltage, high efficiency and long life can be manufactured, and further, the performance and lifespan of the full Color display panels can also be manufactured.
  • the present invention provides a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure of the iridium complex represented by the formula C, in the presence of a mixed solvent containing a halogen-containing solvent and an alcohol-based solvent And reacting the compound represented by Formula A with the compound represented by Formula B.
  • C ⁇ N means a cyclometalated ligand.
  • the present invention by using a halogen-containing solvent together with an alcohol-based solvent as a reaction solvent, the halogen-containing solvent can prevent the dissociation of two bidentated ligands already coordinated to the compound of formula A. As a result, Ligand Scambling can be minimized. Therefore, the present invention provides a iridium complex having a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by Chemical Formula C with high selectivity and yield even without a separate purification process such as column or recrystallization. can do.
  • Halogen-containing solvents used in the present invention are solvents containing Group 17 elements of the periodic table, such as F, Cl, Br, and the like, examples of which are dichloromethane, trichloromethane, and tetrachloromethane.
  • alcohol solvents examples include methanol, ethanol, propan-1-ol, butan-1-ol, pentan-1-ol, hexane-1-ol, heptane-1-ol, octane-1-ol, and nonane -1-ol, decan-1-ol, undecane-1-ol, dodecane-1-ol, tridecane-1-ol, tetradecane-1-ol, pentadecane-1-ol, hexadecane-1 -Ol, heptadecan-1-ol, octadecane-1-ol, nonadecan-1-ol, icosane-1-ol, henic acid-1-ol, docosan-1-ol, tricosan-1 -Ol, tetracoic acid-1-ol, pentacoic acid-1-ol, hexacoic acid-1-ol, hept
  • the use ratio of the halogen-containing solvent and the alcohol-based solvent is not particularly limited, but in the case of 20:80 to 80:20 volume ratio, preferably 25:75 to 75:25 volume ratio, Ligand Scambling without a separate purification process The phenomenon is minimized so that the iridium complex represented by Formula C can be synthesized with high selectivity of 99% or more.
  • Ar 1 to Ar 4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, a C 1 to C 20 alkyl group, a C 6 to C 20 aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms may be selected from the group consisting of and, and an aryl group of C 6 ⁇ C 60 is more preferable, it is more preferable that an aryl group of C 6 ⁇ C 20.
  • R 1 to R 4 are the same or different, each independently represent hydrogen, deuterium, a halogen, a cyano group, an alkenyl group, nitro group, C 1 ⁇ C 20 alkyl group, C 2 ⁇ C 20 of, C 2 ⁇ C An alkynyl group of 20 , a cycloalkyl group of C 3 to C 20 , a heterocycloalkyl group of 3 to 20 nuclear atoms, an aryl group of C 6 to C 20 , a heteroaryl group of 5 to 40 nuclear atoms, and C 1 to C 20 Alkyloxy group, C 6 ⁇ C 30 aryloxy group, C 1 ⁇ C 20 alkylsilyl group, C 6 ⁇ C 30 arylsilyl group, C 1 ⁇ C 20 alkyl boron group, C 6 ⁇ C 30 that of the arylboronic group, C 6 ⁇ C 30 aryl phosphine group, C 6 ⁇ C 30 aryl phosphine
  • R 1 to R 4 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 40 alkyl group, C 6 ⁇ C 60 aryl group, and It may be selected from the group consisting of heteroaryl groups having 5 to 60 nuclear atoms, even more preferably each independently hydrogen, deuterium, halogen, cyano group, nitro group, C 1 ⁇ C 20 alkyl group, C 6 ⁇ C 30 It may be selected from the group consisting of an aryl group, and a heteroaryl group having 5 to 30 nuclear atoms.
  • the alkyl group, aryl group, heteroaryl group of Ar 1 to Ar 4 the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group, heteroaryl group, alkyloxy group of R 1 to R 4 ,
  • An aryloxy group, an alkylsilyl group, an arylsilyl group, an alkyl boron group, an aryl boron group, an aryl phosphine group, an aryl phosphine oxide group and an arylamine group are each independently a C 1 to C 40 alkyl group (preferably, C 1 ⁇ C 20 alkyl group), C 2 ⁇ C 40 alkenyl group (preferably, C 2 ⁇ C alkenyl group of 20), C alkynyl group of 2 ⁇ C 40 alkynyl group (preferably, C 2 ⁇ C 20 in) , A C 3 to C 40 cycloalkyl group
  • the compound represented by the formula (A) used in the present invention is a solvent-coordinated cationic iridium intermediate, which may be prepared by the following method, but is not limited thereto.
  • the compound represented by the formula (A) is a iridium dimer represented by the formula (D) in the presence of a mixed solvent of a second halogen-containing solvent and a second alcohol-based solvent, according to Scheme 2 below It can obtain by making it react with the compound represented by.
  • R 1 , R 2 , Ar 1 , Ar 2 , and Sol are each as defined in Scheme 1 above;
  • Y is halogen, preferably F, Cl, Br or I, more preferably Cl;
  • M is a + monovalent metal, preferably Ag
  • X is selected from the group consisting of hexafluorophosphate, triflate, tosylate, trifluoroacetate, and tetrafluoroborate, preferably hexafluorophosphate.
  • Examples of the second alcohol solvent are as described in the above-described alcohol solvent.
  • the use ratio of the second halogen-containing solvent and the second alcohol-based solvent is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 5: 1 by volume.
  • the use ratio of the iridium dimer represented by the formula (D) and the compound represented by the formula (E) is not particularly limited, but may be, for example, 1: 1 to 4 molar ratio.
  • the compound represented by Chemical Formula D may be synthesized by the reaction of the compound represented by Chemical Formula G and the compound represented by Chemical Formula F in a mixed solvent of a third alcohol solvent and water, according to Scheme 3, but is not limited thereto. .
  • Y is halogen, preferably F, Cl, Br or I, more preferably Cl;
  • R 1 , R 2 , Ar 1 and Ar 2 are the same as defined in Scheme 1, respectively.
  • the use ratio of the compound of Formula G and the compound of Formula F is not particularly limited, and may be, for example, 1: 1 to 5 molar ratio.
  • the use ratio of the third alcohol solvent and water is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 5: 1 volume ratio.
  • Examples of the third alcohol solvent are as described above in the alcohol solvent.
  • the use ratio of the compound represented by Formula A and the compound represented by Formula B is not particularly limited, and may be, for example, 1: 1 to 5 molar ratio.
  • the iridium complex prepared by the above-described preparation method is a compound having a Heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by Chemical Formula C, and has a low purity due to minimization of Ligand Scambling during manufacture. Higher than 99%
  • the iridium complex may be embodied as the following Compounds 1 to 125, but is not limited thereto.
  • Alkyl in the present invention means a monovalent substituent derived from a straight or branched chain saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl and the like.
  • alkenyl refers to a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include, but are not limited to, vinyl, allyl, isopropenyl, 2-butenyl, and the like.
  • alkynyl means a monovalent substituent derived from a straight or branched chain unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include, but are not limited to, ethynyl, 2-propynyl, and the like.
  • Aryl in the present invention means a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 60 carbon atoms combined with a single ring or two or more rings.
  • a form in which two or more rings are attached to each other (pendant) or condensed may also be included.
  • Examples of such aryl include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, and the like.
  • Heteroaryl as used herein means a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 5 to 60 nuclear atoms. At least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is substituted with a heteroatom such as N, O, S or Se.
  • a form in which two or more rings are pendant or condensed with each other may be included, and may also include a form in which the two or more rings are condensed with an aryl group.
  • heteroaryl examples include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carbazolyl and 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl , 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.
  • 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, phenoxathienyl, indolinzinyl, indolyl ( polycyclic rings such as indolyl, purinyl, quinolyl, benzothiazole, carb
  • aryloxy is a monovalent substituent represented by RO-, wherein R means aryl having 5 to 60 carbon atoms.
  • R means aryl having 5 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like.
  • alkyloxy is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R 'means an alkyl having 1 to 40 carbon atoms, linear, branched or cyclic structure It may include.
  • alkyloxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy and the like.
  • Arylamine in the present invention means an amine substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • Cycloalkyl as used herein means monovalent substituents derived from monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbons having 3 to 40 carbon atoms. Examples of such cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantine, and the like.
  • heterocycloalkyl monovalent substituents derived from non-aromatic hydrocarbons having 3 to 40 nuclear atoms, wherein at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is N, O, S Or a hetero atom such as Se.
  • heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine, piperazine, and the like.
  • alkylsilyl means silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • arylsilyl means silyl substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.
  • unsubstituted alkyl boron group means a boron group substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms
  • unsubstituted aryl boron group means a boron group substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms
  • Unsubstituted arylphosphine group means a phosphine group substituted with aryl having 1 to 60 carbon atoms
  • unsubstituted arylphosphine oxide group means a phosphine oxide group substituted with aryl having 1 to 60 carbon atoms.
  • condensed ring means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring, or a combination thereof.
  • the present invention provides an organic electroluminescent device (organic EL device) comprising an iridium complex having a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by the formula (C) to provide.
  • organic EL device organic electroluminescent device
  • the purity of the iridium complex is 99% or more.
  • the organic electroluminescent device comprises an anode, a cathode and at least one organic layer interposed between the anode and the cathode, at least one of the at least one organic layer It includes an iridium complex of the heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by the formula (C).
  • the compound may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the at least one organic material layer may be any one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer, wherein at least one organic material layer is a heteroleptic fac-Ir ( C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure of iridium complex.
  • the light emitting layer comprises an iridium complex of the heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by the formula (C).
  • the light emitting layer of the present invention includes a host and a dopant, wherein the dopant, preferably a phosphorescent dopant, comprises an iridium complex having a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by Formula C. Include.
  • the dopant preferably a phosphorescent dopant
  • the dopant comprises an iridium complex having a heteroleptic fac-Ir (C ⁇ N) 2 (C ⁇ N) 'structure represented by Formula C.
  • the content of the iridium complex is not particularly limited, but when it is about 1 to 30% by weight based on the total weight of the light emitting layer material, the color purity and efficiency of the light may be increased, so that the luminous efficiency and lifetime characteristics of the device may be further improved. Can be.
  • the host usable in the present invention can be used without particular limitation as long as it is known in the art.
  • the structure of the organic EL device according to the present invention is not particularly limited.
  • an anode, one or more organic material layers and a cathode are sequentially stacked on a substrate, and an insulating layer or an adhesive layer is inserted at an interface between the electrode and the organic material layer. It may be a structure.
  • the organic EL device may have a structure in which an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially stacked on a substrate.
  • an electron injection layer may be positioned between the electron transport layer and the cathode.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer and the electron injection layer may include the iridium complex, preferably the hole transport layer or the light emitting layer may include the iridium complex.
  • a light emission auxiliary layer may be selectively inserted between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron blocking layer, the light emitting auxiliary layer, the light emitting layer, the electron transport layer and the electron injection layer may include the iridium complex, preferably a hole transport layer, electron blocking layer, light emission
  • At least one of the auxiliary layer and the light emitting layer may include the iridium complex.
  • the organic electroluminescent device of the present invention can be manufactured by forming an organic material layer and an electrode by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the iridium complex.
  • the organic material layer may be formed by a vacuum deposition method or a solution coating method.
  • the solution coating method include, but are not limited to, spin coating, dip coating, doctor blading, inkjet printing, or thermal transfer.
  • the substrate usable in the present invention is not particularly limited, and non-limiting examples include silicon wafers, quartz, glass plates, metal plates, plastic films and sheets, and the like.
  • examples of the anode material include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of oxides with metals such as ZnO: Al or SnO 2: Sb; Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDT), polypyrrole or polyaniline; And carbon black, but are not limited thereto.
  • metals such as vanadium, chromium, copper, zinc and gold or alloys thereof.
  • Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of oxides with metals such as ZnO: Al or SnO 2: Sb
  • Conductive polymers such as polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly
  • examples of the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, or lead or alloys thereof; And multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like.
  • the light emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer and the electron transport layer is not particularly limited, and conventional materials known in the art may be used.
  • Iridium was prepared in the same manner as in ⁇ Step 2> of Synthesis Example 1, except that 7.0 g (41.4 mmol) of 4-Methyl-2-phenylpyridine was used instead of 2-phenylpyridine used in ⁇ Step 2> of Synthesis Example 1. dimer D3 (7.55 g, yield: 97%) was obtained.

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Abstract

본 발명은 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매를 포함하는 혼합 용매의 존재 하에서 이리듐 중간체와 리간드 화합물을 반응시켜 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 높은 선택성 및 수율로 제조하는 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 이리듐 착물을 이용한 유기 전계 발광 소자에 대한 것이다.

Description

이리듐 착물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 이리듐 착물을 이용한 유기 전계 발광 소자
본 발명은 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물의 제조 방법 및 상기 방법을 통해 제조된 이리듐 착물을 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 EL 소자의 발광층 형성재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료로 구분될 수 있다. 그밖에, 보다 나은 천연색을 구현하기 위한 발광재료로 노란색 및 주황색 발광재료도 사용된다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.
도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 상기 인광 도판트의 경우, 이론적으로 형광에 비해 4배까지의 발광 효율을 향상시킬 수 있어 관심이 집중되고 있다.
인광 도판트의 대표적인 예로는 고리금속화(cyclometalated) 이리듐(Ⅲ)계 화합물이 있다. 구체적으로, Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등은 각각 청색, 녹색, 적색 도판트 재료로 사용되고 있다.
상기 이리듐 착물은 중심 금속인 이리듐에 두자리(bidentated) 리간드 세분자가 배위되어 형성된 착물로서, facial 이성질체와 merdianal 이성질체로 구분되고, 이때 두자리 리간드가 모두 같은 경우 homoleptic이라 하고, 두자리 리간드가 같지 않은 경우 heteroleptic이라 한다.
이러한 이리듐 착물은 합성시 Ligand Scambling 현상 때문에 목적하는 생성물 이외 제3의 리간드에 의해 부생성물이 생성된다. 이때 생성된 이리듐 착물은 분자량은 다르지만, polarity 및 용해도가 유사하기 때문에, 컬럼이나 재결정 방법을 통해 목적하는 생성물을 고순도로 정제하기 위해서, 컬럼 정제 공정을 반복적으로 수행하거나 재결정 공정을 수행하여 순도를 높이거나, 또는 고가의 정교한 컬럼 장비를 이용하고, 이로 인해 제조 공정이 복잡하며, 제조단가가 상승하는 문제가 있었다.
이와 같이, 종래에는 목적하는 이리듐 착물을 선택적으로 합성하기 어려울 뿐 아니라, 수율 측면에서 만족스럽지 못하여, 대량 생산에 적합하지 않았다.
본 발명의 목적은 컬럼 또는 재결정 등의 정제 공정 없이 높은 선택성 및 수율로 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 이리듐 착물을 포함하여 구동전압이 낮고, 발광효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 반응식 1에 따라, 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매를 함유하는 혼합 용매의 존재 하에 화학식 A로 표시되는 화합물 및 화학식 B로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하여, 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물의 제조방법을 제공한다:
[반응식 1]
Figure PCTKR2015014198-appb-I000001
(상기 반응식 1에서,
Ar1 내지 Ar4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;
R1 내지 R4 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고;
m은 1 내지 3의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이고, 다만 m+n은 3이며;
X는 헥사플루오로포스페이트, 트리플레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 및 테트라플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되고;
Sol은 물(H2O), 알코올 및 아세토니트릴(CH3CN)로 이루어진 군에서 선택된 용매로부터 유도된 중성 리간드이며;
이때, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와, 상기 R1 내지 R4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 다만 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있음).
여기서, 상기 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매의 사용 비율은 20:80 ~ 80:20 부피비율인 것이 바람직하다.
또, 상기 화학식 A로 표시되는 화합물과 화학식 B로 표시되는 화합물의 사용 비율은 1 : 1~5 몰비율인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 반응식 1에 의해 합성된 상기 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 이리듐 착물을 포함하는 유기물층은 발광층이고, 상기 이리듐 착물은 상기 발광층의 인광 도펀트인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제조방법은 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매를 포함하는 혼합 용매의 존재 하에서 이리듐 중간체와 리간드 화합물을 합성함으로써, 별도의 정제 공정 없이 높은 선택성 및 수율로 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 제조할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물은 발광 성능 및 구조적 안정성이 우수하다. 따라서, 상기 이리듐 착물을 OLED의 유기물층 재료, 특히 인광 도펀트 재료로 사용할 경우, 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 이리듐 착물의 제조방법 및 이로부터 제조된 이리듐 착물
본 발명은 상기 화학식 C 로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 제조함에 있어, 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매를 함유하는 혼합 용매의 존재 하에서 상기 화학식 A로 표시되는 화합물과 상기 화학식 B로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, C^N은 cyclometalated 리간드를 의미한다.
이와 같이, 본 발명에서는 반응 용매로 알코올계 용매와 함께 할로겐-함유 용매를 사용함으로써, 화학식 A의 화합물에 이미 배위되어 있는 2개의 두자리(bidentated) 리간드의 해리 현상을 상기 할로겐-함유 용매가 막을 수 있기 때문에, Ligand Scambling 현상을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 컬럼이나 재결정 등의 별도 정제 공정 없이 필터만을 사용하더라도 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 높은 선택성 및 수율로 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 할로겐-함유 용매는 주기율표상의 17족 원소, 예컨대 F, Cl, Br 등의 원소를 함유하는 용매로서, 이의 예로는 디클로로메탄 (Dichloromethane), 트리클로로메탄 (Trichloromethane), 테트라클로로메탄 (Tetrachloromethane), 디클로로디플루오로메탄 (Dichlorodifluoromethane), 트리클로로플루오로메탄 (Trichlorofluoromethane), 디클로로에탄 (Dichloroethane), 트리클로로에탄 (Trichloroethane), 트리클로로트리플루오로에탄 (Trichlorotrifluoromethane), 트리클로로에틸렌 (Trichloroethylene), 테트라크로로에틸렌 (Tetrachloroethylene), 클로로벤젠 (Chlorobenezene), 디클로로벤젠 (Dichlorobenzene), 1,1-디클로로에틸렌 (1,1-Dichloroethylene), 1,3-디클로로프로펜 (1,3-Dichloropropene), 1,1,2-트리클로로-1,2,2,-트리플로로에탄 (1,1,2- Trichloro-1,2,2-Trichloroethane) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
또, 상기 알코올계 용매의 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판-1-올, 뷰탄-1-올, 펜탄-1-올, 헥산-1-올, 헵탄-1-올, 옥탄-1-올, 노난-1-올, 데칸-1-올, 운데칸-1-올, 도데칸-1-올, 트라이데칸-1-올, 테트라데칸-1-올, 펜타데칸-1-올, 헥사데칸-1-올, 헵타데칸-1-올, 옥타데칸-1-올, 노나데칸-1-올, 아이코산-1-올, 헨아이코산-1-올, 도코산-1-올, 트라이코산-1-올, 테트라코산-1-올, 펜타코산-1-올, 헥사코산-1-올, 헵타코산-1-올, 옥타코산-1-올, 노나코산|-1-올, 트라이아콘탄-1-올, 폴리코사놀, 2-메틸: 2-메틸프로판-1-올, 3-메틸: 3-메틸뷰탄-1-올, 프로판-2-올, 뷰탄-2-올, 펜탄-2-올, 헥산-2-올, 헵탄올-2-올, 2-메틸: 2-메틸뷰탄-1-올, 사이클로헥산올, 2-메틸: 2-메틸프로판-2-올, 2-메틸뷰탄-2-올, 2-메틸펜탄-2-올, 2-메틸헥산-2-올, 2-메틸헵탄-2-올, 3-메틸: 3-메틸펜탄-3-올, 3-메틸옥탄-3-올 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
이와 같은 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매의 사용 비율은 특별히 한정되지 않으나, 20:80 ~ 80:20 부피비율, 바람직하게 25:75 ~ 75:25 부피비율일 경우, 별도의 정제 공정없이 Ligand Scambling 현상이 최소화되어 상기 화학식 C로 표시되는 이리듐 착물이 99% 이상의 높은 선택성으로 합성될 수 있다.
상기 반응식 1에서, Ar1 내지 Ar4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, C1~C20의 알킬기, C6~C20의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, C6~C60의 아릴기인 것이 더 바람직하며, C6~C20의 아릴기인 것이 보다 더 바람직하다.
또, R1 내지 R4 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C2~C20의 알케닐기, C2~C20의 알키닐기, C3~C20의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 20의 헤테로시클로알킬기, C6~C20의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, C1~C20의 알킬옥시기, C6~C30의 아릴옥시기, C1~C20의 알킬실릴기, C6~C30의 아릴실릴기, C1~C20의 알킬보론기, C6~C30의 아릴보론기, C6~C30의 아릴포스핀기, C6~C30의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
더 바람직하게, 상기 R1 내지 R4 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 보다 더 바람직하게 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C6~C30의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이때, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와, 상기 R1 내지 R4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기(바람직하게, C1~C20의 알킬기), C2~C40의 알케닐기(바람직하게, C2~C20의 알케닐기), C2~C40의 알키닐기(바람직하게, C2~C20의 알키닐기), C3~C40의 시클로알킬기(바람직하게, C3~C20의 시클로알킬기), 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기(바람직하게, 핵원자수 3 내지 20의 헤테로시클로알킬기), C6~C60의 아릴기(바람직하게, C6~C30의 아릴기), 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기(바람직하게, 핵원자수 5 내지 30의 헤테로아릴기), C1~C40의 알킬옥시기(바람직하게, C1~C20의 알킬옥시기), C6~C60의 아릴옥시기(바람직하게, C6~C30의 아릴옥시기), C1~C40의 알킬실릴기(바람직하게, C1~C20의 알킬실릴기), C6~C60의 아릴실릴기(바람직하게, C6~C30의 아릴실릴기), C1~C40의 알킬보론기(바람직하게, C1~C20의 알킬보론기), C6~C60의 아릴보론기(바람직하게, C6~C30의 아릴보론기), C6~C60의 아릴포스핀기(바람직하게, C6~C30의 아릴포스핀기), C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기(바람직하게, C6~C30의 아릴포스핀옥사이드기) 및 C6~C60의 아릴아민기(바람직하게, C6~C30의 아릴아민기)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 다만 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 화학식 A로 표시되는 화합물은 용매 배위 양이온성 이리듐 중간체로서, 하기와 같은 방법에 의해서 제조될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.
일례에 따르면, 상기 화학식 A로 표시되는 화합물은 하기 반응식 2에 따라, 제2 할로겐-함유 용매와 제2 알코올계 용매의 혼합 용매의 존재 하에, 하기 화학식 D로 표시되는 이리듐 이량체를 하기 화학식 E로 표시되는 화합물과 반응시켜 얻을 수 있다.
[반응식 2]
Figure PCTKR2015014198-appb-I000002
상기 반응식 2에서,
R1, R2, Ar1, Ar2, 및 Sol은 각각 상기 반응식 1에서 정의한 바와 같고;
Y는 할로겐이고, 바람직하게 F, Cl, Br 또는 I이고, 더 바람직하게 Cl이며;
M은 +1가의 금속이고, 바람직하게 Ag이며;
X는 헥사플루오로포스페이트, 트리플레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 및 테트라플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게 헥사플루오로포스페이트이다.
상기 제2 할로겐-함유 용매의 예는 전술한 할로겐-함유 용매에서 기재된 바와 같다.
상기 제2 알코올계 용매의 예는 전술한 알코올계 용매에서 기재된 바와 같다.
상기 제2 할로겐-함유 용매 및 제2 알코올계 용매의 사용 비율은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 1~5 : 1 부피비율일 수 있다.
상기 화학식 D로 표시되는 이리듐 이량체와 화학식 E로 표시되는 화합물의 사용 비율은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 1 : 1~4 몰비율일 수 있다.
상기 화학식 D로 표시되는 화합물은 하기 반응식 3에 따라, 제3 알코올계 용매와 물의 혼합 용매 하에서 화학식 G로 표시되는 화합물 및 화학식 F로 표시되는 화합물의 반응에 의해 합성될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
[반응식 3]
Figure PCTKR2015014198-appb-I000003
상기 반응식 3에서,
Y는 할로겐이고, 바람직하게 F, Cl, Br 또는 I이고, 더 바람직하게 Cl이며;
R1, R2, Ar1 및 Ar2은 각각 상기 반응식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 G의 화합물 및 화학식 F의 화합물의 사용 비율은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 1 : 1~5 몰비율일 수 있다.
상기 제3 알코올계 용매와 물의 사용 비율은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 1~5 : 1 부피비율일 수 있다.
상기 제3 알코올계 용매의 예는 상기 알코올계 용매에서 전술한 바와 같다.
본 발명에서 상기 화학식 A로 표시되는 화합물과 화학식 B로 표시되는 화합물의 사용 비율은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 1 : 1~5 몰비율일 수 있다.
전술한 제조방법에 의해 제조된 이리듐 착물은 상기 화학식 C로 표시되는 Heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조를 갖는 화합물로, 제조시 Ligand Scambling 현상이 최소화되어 순도가 약 99 % 이상으로 높다.
상기 이리듐 착물은 하기 화합물 1 내지 125로 구체화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2015014198-appb-I000004
Figure PCTKR2015014198-appb-I000005
Figure PCTKR2015014198-appb-I000006
Figure PCTKR2015014198-appb-I000007
본 발명에서 "알킬"은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서"알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴"은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 60의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 60의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, "아릴실릴"은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서"비치환된 알킬보론기"는 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 보론기를 의미하며, "비치환된 아릴보론기"는 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 보론기를 의미하고, "비치환된 아릴포스핀기"는 탄소수 1 내지 60의 아릴로 치환된 포스핀기를 의미하고, "비치환된 아릴포스핀옥사이드기" 탄소수 1 내지 60의 아릴로 치환된 포스핀옥사이드기를 의미한다.
본 발명에서 "축합고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
2. 유기 전계 발광 소자
한편, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조된 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)을 제공한다. 이때, 상기 이리듐 착물의 순도는 99 % 이상이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함한다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층은 상기 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함한다. 바람직하게, 발광층이 상기 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함한다. 일례로, 본 발명의 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함하는데, 이때 도펀트, 바람직하게 인광 도펀트로 상기 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함한다. 이와 같이, 상기 이리듐 착물이 유기 전계 발광 소자의 발광층에 소량 혼합될 경우, 발광층 재료, 즉 호스트 물질에서 발생한 엑시톤이 도판트로 이송되어 구동 전압이 낮아지고 발광 효율이 증가할 수 있고, 이로 인해 소자의 수명 특성, 휘도, 전력 효율, 열적 안정성 등이 향상될 수 있다.
상기 이리듐 착물의 함량은 특별히 제한되지 않으나, 발광층 물질의 전체 중량에 대하여 약 1 ~ 30 중량%일 경우, 빛의 색순도 및 효율을 증가시킬 수 있어, 소자의 발광효율 및 수명 특성이 보다 더 향상될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 호스트는 당 업계에서 알려진 것이라면 특별히 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 기판 위에, 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
일례에 따르면, 상기 유기 전계 발광 소자는 기판 위에, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 또는, 상기 전자 수송층과 음극 사이에 전자 주입층이 위치할 수 있다. 이때, 상기 정공주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 상기 이리듐 착물을 포함할 수 있고, 바람직하게 정공수송층 또는 발광층이 상기 이리듐 착물을 포함할 수 있다.
다른 일례에 따르면, 선택적으로 상기 정공수송층과 발광층 사이에 발광 보조층이 삽입될 수 있다. 이때, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광보조층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상은 상기 이리듐 착물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 정공수송층, 전자저지층, 발광보조층 및 발광층 중 하나 이상이 상기 이리듐 착물을 포함할 수 있다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 이리듐 착물을 포함하는 것을 제외하고는, 당 업계에 공지된 재료 및 방법으로 유기물층 및 전극을 형성하여 제조할 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판은 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 있다.
또, 양극 물질의 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또, 음극 물질의 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질을 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[합성예 1] Compound 1의 합성
<단계 1> 화합물 L1(2,5-Diphenylpyridine)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000008
질소 기류 하에서 23.70 g (0.1 mol)의 2,5-dibromopyridine, 30.48 g (0.25 mol)의 phenylboronic acid, 41.46 g (0.3 mol)의 무수 K2CO3, 및 800 ml/300ml의 toluene/H2O를 넣고 교반하였다. 이후, 40 ℃에서 5.78 g (5 mol%)의 Pd(PPh3)4를 넣고, 80 ℃에서 12 시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 유기층을 추출하고, MgSO4를 넣고 필터링하였다. 필터링된 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 2,5-Diphenylpyridine (L1) 19.20 g (yield: 83 %)을 획득하였다.
<단계 2> Iridium dimer D1 (2- phenylpyridinato iridium dimer)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000009
질소 기류 하에서 5.0 g (13.8 mmol)의 IrCl3·xH2O, 및 6.4 g(41.4 mmol)의 2-phenylpyridine을, 120 ml의 2-methoxyethanol 및 40 ml의 물의 혼합 용매에 넣고, 20 시간 동안 환류시켜 반응 혼합물을 얻었다. 이후, 상기 반응 혼합물을 실온까지 온도를 내린 후, 생성된 침전물을 여과한 다음, 아세톤과 에탄올 1:1 비율의 용매로 생성물을 정제하여 목적 화합물인 D1 (2- phenylpyridinato iridium dimer)(7.23 g, 수율: 98 %)을 얻었다.
<단계 3> 용매 배위 양이온성 Iridium 중간체 I-1의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000010
상기 <단계 2>에서 합성된 화합물 D1 (6.0 g, 5.81 mmol) 및 AgPF6 (3.67 g, 14.53 mmol)을, 메틸렌클로라이드(300 ml)와 메탄올 (100 ml)의 혼합 용매에 넣은 다음, 질소 기류 하에서 6 시간 동안 실온에서 교반하여 반응 혼합물을 얻었다. 이후, 상기 반응 혼합물을 셀라이트를 통과시켜 AgCl를 제거하고 여액을 감압 증류하여 90 % 정도의 용매를 제거한 다음, 추가로 에틸에테르와 헥산을 넣어 목적하는 중간체 I-1 (7.09 g, 수율: 86 %)을 분리하였다.
<단계 4> Compound 1의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000011
상기 <단계 3>에서 합성된 중간체 I-1 (7.09 g, 10.0 mmol) 및 상기 <단계 1>에서 합성된 화합물 L1 (6.94 g, 30 mmol)을 CH2Cl2 (100 mL)과 에탄올(100 mL)의 혼합 용액에 넣은 후, 24 시간 동안 질소 대기 하에서 환류시켰다. 반응 종결 후, 반응 혼합물에 메탄올 (500 mL)을 첨가하고 celite층을 통과시켜 반응 하지 않은 중간체 I-1 및 화합물 L1을 제거하였다. 이어서, celite층 상단의 노란색 침전물에 CH2Cl2를 첨가하여 용해시키고 감압 증류하여 10 mL 정도 농축시킨 후, 다시 메탄올 (500 mL)을 넣어 침전물을 얻은 다음, 이를 필터링하여 Compound 1 (6.14 g, 수율: 84 %, 순도: 99.12%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 730.88 g/mol, 측정치: 730 g/mol)
[합성예 2] compound 2의 합성
<단계 1> 화합물 L2 (4-Methyl-2,5-diphenyl-pyridine)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000012
합성예 1의 <단계1>에서 사용된 2,5-dibromopyridine 대신 2,5-dibromo-4-methyl-pyridine 25.1 g(0,1 mol)을 사용한 것을 제외하고, 합성예 1의 <단계 1>과 동일한 방법을 이용하여 화합물 L2 (4-Methyl-2,5-diphenyl-pyridine)(18.1 g, 수율: 80 %)를 얻었다.
<단계 2> Compound 2의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000013
합성예 1의 <단계 4>에서 사용된 화합물 L1 대신 상기 <단계 1>에서 합성된 화합물 L2 7.36 g(30 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1의 <단계 4>와 동일한 방법을 이용하여 Compound 2 (5.83 g, 수율: 78 %, 순도: 99.23%)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 744.90 g/mol, 측정치: 744 g/mol)
[합성예 3] Compound 9의 제조
<단계 1> Iridium dimer D2 (2,5-Diphenylpyridinato iridium dimer)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000014
질소 기류 하에서 5.0 g (13.8 mmol)의 IrCl3·xH2O 및 합성예 1의 <단계 1>에서 합성된 화합물 L1 (9.6 g, 41.4 mmol)을, 2-methoxyethanol(120 ml)과 물(40 ml)의 혼합 용매에 넣은 후, 20 시간 동안 환류시켰다. 이후, 반응 혼합물을 실온까지 온도를 내린 후 생성된 침전물을 여과하고, 아세톤과 에탄올 1:1 비율의 용매로 생성물을 정제하여 목적 화합물인 D2 (9.31 g, 수율: 98 %)을 얻었다.
<단계 2> 용매 배위 양이온성 Iridium 중간체 I-2의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000015
상기 <단계 1>에서 합성된 화합물 D2 (8.0 g, 5.81 mmol) 및 AgPF6 (3.67 g, 14.53 mmol)을 메틸렌클로라이드 (300 ml)와 메탄올 (100 ml)의 혼합 용매에 넣은 후, 질소 기류 하에서 6 시간 동안 실온에서 교반하였다. 이후, 반응 혼합물을 셀라이트를 통과시켜 AgCl를 제거한 후, 여액을 감압 증류하여 90 % 정도의 용매를 제거한 다음, 추가로 에틸에테르와 헥산을 넣어 목적하는 중간체 I-2 (8.62 g, 수율: 86 %)을 분리하였다.
<단계 3> Compound 9의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000016
상기 <단계 3>에서 합성된 중간체 I-2 (8.62 g, 10.0 mmol) 및 2-phenylpyridine (1.55 g, 30 mmol)을 CH2Cl2(100 mL)과 에탄올(100 mL)의 혼합용액에 넣은 후, 24 시간 동안 질소 대기 하에서 환류시켰다. 반응종결 후, 반응 혼합물에 메탄올 (500 mL)을 첨가하고 celite층을 통과시켜 반응하지 않은 중간체 I-2 및 2-phenylpyridine을 제거하였다. 이어서, celite층 상단의 노란색 침전물에 CH2Cl2를 첨가하여 용해시키고, 감압 증류하여 10 mL 정도 농축시킨 후, 다시 메탄올 (500 mL)을 넣어 침전물을 얻은 후 필터링하여 Compound 9 (6.52 g, 수율: 81 %, 순도: 99.07%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 806.97 g/mol, 측정치: 807 g/mol)
[합성예 4] Compound 84의 제조
<단계 1> 화합물 L3 (2-Biphenyl-4-yl-4-methyl-pyridine)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000017
질소 기류 하에서 17.2 g (0.1 mol)의 2-Bromo-4-methyl-pyridine, 21.8 g (0.11 mol)의 4-Biphenylboronic acid, 41.46 g (0.3 mol)의 무수 K2CO3, 및 800 ml/300 ml의 toluene/H2O를 넣고 교반하였다. 이후, 40 ℃에서 5.78 g (5 mol%)의 Pd(PPh3)4를 넣고 80 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 메틸렌클로라이드로 유기층을 추출한 다음, MgSO4를 넣고 필터링하였다. 필터링된 유기층의 용매를 제거한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 L3 (2-Biphenyl-4-yl-4-methyl-pyridine) 20.03 g (yield: 82 %)을 획득하였다.
<단계 2> Iridium dimer D3 (4-Methyl-2-phenylpyridinato iridium dimer)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000018
합성예 1의 <단계 2>에서 사용된 2-phenylpyridine 대신 4-Methyl-2-phenylpyridine 7.0 g (41.4 mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1의 <단계 2>와 동일한 방법을 이용하여 Iridium dimer D3 (7.55 g, 수율: 97 %)를 얻었다.
<단계 3> 용매 배위 양이온성 Iridium 중간체 I-3의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000019
합성예 1의 <단계 3>에서 사용된 Iridium dimer D1 대신 상기 <단계 2>에서 합성된 Iridium dimer D3 (6.6 g, 5.85 mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1의 <단계 3>과 동일한 방법을 이용하여 중간체 I-3 (6.25 g, 수율: 84 %)를 얻었다.
<단계 4> compound 84의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000020
합성예 1의 <단계 4>에서 사용된 중간체 I-1 대신 상기 <단계>에서 합성된 중간체 I-3(7.38 g, 10.0 mmol)를 사용하고, 화합물 L1 대신 상기 <단계 1>에서 합성된 화합물 L3(7.36 g, 30.0 mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1의 <단계 4>와 동일한 방법을 이용하여 compound 84 (6.03 g, 수율: 78 %, 순도: 99.32 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 772.96 g/mol, 측정치: 773 g/mol)
[합성예 5] Compound 91의 합성
<단계 1> 화합물 L4 (2-biphenyl-3-yl-pyridine)의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000021
합성예 1의 <단계 1>에서 사용된 2,5-dibromopyridine 대신 2,4-dibromopyridine 23.70 g(0.1 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1의 <단계 1>과 동일한 방법을 이용하여 화합물 L4 (21.45 g, 수율: 93 %)를 얻었다.
<단계 2> compound 91의 합성
Figure PCTKR2015014198-appb-I000022
합성예 1의 <단계 4>에서 사용된 화합물 L1 대신 상기 <단계 1>에서 합성된 화합물 L4(6.94 g, 30 mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 합성예 1의 <단계 4>와 동일한 방법을 이용하여 compound 91 (5.91 g, 수율: 81 %, 순도: 99.07 %)를 얻었다.
GC-Mass (이론치: 730.88 g/mol, 측정치: 730 g/mol)

Claims (8)

  1. 하기 반응식 1에 따라,
    할로겐-함유 용매와 알코올계 용매를 함유하는 혼합 용매의 존재 하에 화학식 A로 표시되는 화합물 및 화학식 B로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하여, 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물의 제조방법:
    [반응식 1]
    Figure PCTKR2015014198-appb-I000023
    (상기 반응식 1에서,
    Ar1 내지 Ar4는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고;
    R1 내지 R4 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고;
    m은 1 내지 3의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이며, 다만 m+n은 3이며;
    X는 헥사플루오로포스페이트, 트리플레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 및 테트라플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되고;
    Sol은 물(H2O), 알코올 및 아세토니트릴(CH3CN)로 이루어진 군에서 선택된 용매로부터 유도된 중성 리간드이며;
    이때, 상기 Ar1 내지 Ar4의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기와, 상기 R1 내지 R4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 다만 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있음).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매의 사용 비율은 20:80 ~ 80:20 부피 비율인 것이 특징인 이리듐 착물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐-함유 용매와 알코올계 용매의 사용 비율은 25:75 ~ 75:25 부피 비율인 것이 특징인 이리듐 착물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐-함유 용매는 디클로로메탄 (Dichloromethane), 트리클로로메탄 (Trichloromethane), 테트라클로로메탄 (Tetrachloromethane), 디클로로디플루오로메탄 (Dichlorodifluoromethane), 트리클로로플루오로메탄 (Trichlorofluoromethane), 디클로로에탄 (Dichloroethane), 트리클로로에탄 (Trichloroethane), 트리클로로트리플루오로에탄 (Trichlorotrifluoromethane), 트리클로로에틸렌 (Trichloroethylene), 테트라크로로에틸렌 (Tetrachloroethylene), 클로로벤젠 (Chlorobenezene), 디클로로벤젠 (Dichlorobenzene), 1,1-디클로로에틸렌 (1,1-Dichloroethylene), 1,3-디클로로프로펜 (1,3-Dichloropropene), 및 1,1,2-트리클로로-1,2,2,-트리플로로에탄 (1,1,2- Trichloro-1,2,2-Trichloroethane)으로 이루어진 군에서 선택되고,
    알코올계 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판-1-올, 뷰탄-1-올,펜탄-1-올, 헥산-1-올, 헵탄-1-올, 옥탄-1-올,노난-1-올, 데칸-1-올, 운데칸-1-올, 도데칸-1-올, 트라이데칸-1-올, 테트라데칸-1-올,펜타데칸-1-올,헥사데칸-1-올,헵타데칸-1-올, 옥타데칸-1-올,노나데칸-1-올, 아이코산-1-올,헨아이코산-1-올, 도코산-1-올,트라이코산-1-올,테트라코산-1-올,펜타코산-1-올,헥사코산-1-올,헵타코산-1-올,옥타코산-1-올,노나코산|-1-올,트라이아콘탄-1-올,폴리코사놀, 2-메틸: 2-메틸프로판-1-올,3-메틸: 3-메틸뷰탄-1-올,프로판-2-올,뷰탄-2-올,펜탄-2-올,헥산-2-올,헵탄올-2-올,2-메틸: 2-메틸뷰탄-1-올,사이클로헥산올,2-메틸: 2-메틸프로판-2-올,2-메틸뷰탄-2-올,2-메틸펜탄-2-올,2-메틸헥산-2-올,2-메틸헵탄-2-올,3-메틸: 3-메틸펜탄-3-올,3-메틸옥탄-3-올로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 이리듐 착물의 제조방법
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반응식 1에서,
    Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기이고,
    R1 내지 R4 는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
    이때, 상기 R1 내지 R4, 및 Ar1 내지 Ar4의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 다만 상기 치환기가 복수인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있는 것이 특징인 이리듐 착물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 A로 표시되는 화합물과 화학식 B로 표시되는 화합물의 사용 비율은 1 : 1 ~ 5 몰비율인 것이 특징인 이리듐 착물의 제조방법.
  7. (i) 양극, (ii) 음극, 및 (iii) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 화학식 C로 표시되는 heteroleptic fac-Ir(C^N)2(C^N)'구조의 이리듐 착물을 포함하는 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이리듐 착물을 포함하는 유기물층은 발광층이고,
    상기 이리듐 착물은 상기 발광층의 인광 도펀트인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
PCT/KR2015/014198 2014-12-24 2015-12-23 이리듐 착물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 이리듐 착물을 이용한 유기 전계 발광 소자 Ceased WO2016105133A1 (ko)

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