KR102000211B1 - 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자가 개시된다.
Description
유기 발광 소자용 화합물 및 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting diode)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일반적인 유기 발광 소자는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 이 애노드 상부에 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 여기에서 정공수송층, 발광층 및 전자수송층은 유기화합물로 이루어진 유기 박막들이다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 유기 발광 소자의 구동 원리는 다음과 같다.
상기 애노드 및 캐소드간에 전압을 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공은 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
신규 구조를 갖는 유기금속 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물이 제공된다:
<화학식 1>
상기 화학식 1 중,
M은 전이 금속이고;
X1은 N 또는 C(R5)이고;
R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기임), 또는 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 2개 이상의 치환기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고;
n은 1 내지 3의 정수이고;
L은 유기 리간드이고;
m은 0 내지 4의 정수이고;
n이 2 이상일 경우, 상기 화학식 1 중, 2 이상의
로 표시되는 리간드는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 기판; 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 상기 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기금속 화합물을 포함한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고색순도 및 장수명을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다:
<화학식 1>
상기 화학식 1 중, M은 전이 금속이다.
상기 화학식 1 중 M은 6족, 7족, 8족, 9족, 10족 또는 11족 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1 중 M은 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir) 또는 백금(Pt)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 X1은 N 또는 C(R5)일 수 있다.
상기 화학식 1 중 R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기임), 또는 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트일 수 있다.
상기 화학식 1 중 R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, 및 C2-C60헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임) 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, 및 C2-C60헤테로아릴기; -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), 및 -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C6-C60아릴기 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 및 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트; 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로펜타디에틸기, 시클로헥사디에닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 디메틸-플루오레닐기, 및 페닐-카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로펜타디에틸기, 시클로헥사디에닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; -N(Q1)(Q2), -Si(Q3)(Q4)(Q5), -C(=O)(Q6) (여기서, Q1 내지 Q6은 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, 페닐기, 나프틸기, 또는 안트릴기임), 또는 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X1은 C(R5)이고; R1 내지 R5는, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 페난쓰레닐기, 크라이세닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 페난쓰레닐기, 크라이세닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X1은 N이고; R1 내지 R4는, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 페난쓰레닐기, 크라이세닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 페난쓰레닐기, 크라이세닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 화학식 1 중 X1은 C(R5)이고; R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, -CF3, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기 수 있다. 또는, 상기 화학식 1 중 X1은 N이고; R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, -CF3, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기 수 있다.
상기 화학식 1 중, 상기 R1 내지 R5 중 2개 이상의 치환기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 유기금속 화합물은,
i) R1 및 R2가 서로 결합하여, 하기 화학식 1A로 표시되거나,
ii) R2 및 R3가 서로 결합하여, 하기 화학식 1B로 표시되거나,
iii) R1 내지 R3가 서로 결합하여, 하기 화학식 1C로 표시되거나,
iv) X1은 C(R5)이고 R4 및 R5가 서로 결합하여, 하기 화학식 1D로 표시되거나,
v) R1 및 R2가 서로 결합하고, X1은 C(R5)이고 R4 및 R5가 서로 결합하여, 하기 화학식 1E로 표시되거나,
vi) R2 및 R3가 서로 결합하고, X1은 C(R5)이고 R4 및 R5가 서로 결합하여, 하기 화학식 1F로 표시되거나,
vii) R1 내지 R3가 서로 결합하고, X1은 C(R5)이고 R4 및 R5가 서로 결합하여, 하기 화학식 1G로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1A> <화학식 1B>
<화학식 1C> <화학식 1D>
<화학식 1E> <화학식 1F>
<화학식 1G>
상기 화학식 1A 내지 1G 중, M, R1, R2, n, L 및 m에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 1A 내지 1G 중, A1 고리, A2 고리 및 B 고리는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리이다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 내지 1G 중, 상기 A1 고리 및 A2 고리가 서로 독립적으로, 벤젠, 펜탈렌(pentalene), 인덴(indene), 나프탈렌(naphtalene), 아줄렌(azulene), 헵탈렌(heptalene), 인다센(indacene), 아세나프틸렌(acenaphthylene), 플루오렌(fluorene), 스파이로-플루오렌, 페날렌(phenalene), 페난트렌(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 플루오란텐(fluoranthene), 트리페닐렌(triphenylene), 파이렌(pyrene), 및 크라이센(chrysene); 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임) 중 적어도 하나로 치환된 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 및 크라이센; 중 하나일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1A 내지 1G 중 B 고리는 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 비시클로-헵탄(bicyclo-heptane), 비시클로-옥탄, 벤젠, 펜탈렌(pentalene), 인덴(indene), 나프탈렌(naphtalene), 아줄렌(azulene), 헵탈렌(heptalene), 인다센(indacene), 아세나프틸렌(acenaphthylene), 플루오렌(fluorene), 스파이로-플루오렌, 페날렌(phenalene), 페난트렌(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 플루오란텐(fluoranthene), 트리페닐렌(triphenylene), 파이렌(pyrene), 및 크라이센(chrysene); 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임) 중 적어도 하나로 치환된 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로펜텐, 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 비시클로-헵탄(bicyclo-heptane), 비시클로-옥탄, 벤젠, 펜탈렌, 인덴, 나프탈렌, 아줄렌, 헵탈렌, 인다센, 아세나프틸렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 및 크라이센; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은, 하기 화학식 1A-(1), 1A-(2), 1B-(1), 1D-(1), 1D-(2), 1D-(3), 1F-(1), 1F-(2) 또는 1F-(3)으로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1A-(1)> <화학식 1A-(2)>
<화학식 1B-(1)> <화학식 1D-(1)>
<화학식 1D-(2)> <화학식 1D-(3)>
<화학식 1F-(1)> <화학식 1F-(2)>
<화학식 1F-(3)>
상기 화학식 1A-(1), 1A-(2), 1B-(1), 1D-(1), 1D-(2), 1D-(3), 1F-(1), 1F-(2) 및 1F-(3) 중, M 및 R1 내지 R3에 대한 설명은 상술한 바와 동일하고, n, L 및 m에 대한 설명은 후술하는 바를 참조하며, R11 내지 R14 및 R21 내지 R28에 대한 설명은 서로 독립적으로, R1에 대한 설명과 동일하다.
예를 들어, 상기 화학식 1A-(1), 1A-(2), 1B-(1), 1D-(1), 1D-(2), 1D-(3), 1F-(1), 1F-(2) 및 1F-(3) 중 M은 전이 금속(예를 들면, 오스뮴(Os), 이리듐(Ir) 또는 백금(Pt))이고; R1 내지 R3, R11 내지 R14 및 R21 내지 R28은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나이고; n은 1 내지 3의 정수이고; L은 유기 리간드이고; m은 0 내지 4의 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 n은 1 내지 3의 정수일 수 있다. 즉, 상기 화학식 1은, 하기 화학식 1'으로 표시되는 리간드를 1개, 2개 또는 3개 포함한다:
<화학식 1'>
상기 화학식 1' 중 *는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다.
따라서, 상기 유기금속 화합물은 상기 화학식 1'으로 표시되는 리간드를 반드시 포함한다.
n이 2 이상일 경우, 2 이상의 화학식 1'으로 표시되는 리간드는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중 L은 유기 리간드이고, m은 상기 L의 개수를 나타낸 것으로서, 0 내지 4의 정수이다. 상기 L은 1자리 유기 리간드, 2자리 유기 리간드, 3자리 유리 리간드 또는 4자리 유기 리간드일 수 있다. m이 0일 경우, 상기 유기금속 화합물은, 리간드로서, 상기 화학식 1'으로 표시되는 리간드만을 포함하게 된다. m이 2 이상일 경우, 2 이상의 L은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 L은 상기 유기금속 화합물의 화학적 및 물리적 특성을 변화시키지 않는 한, 공지된 유기 리간드 중에서 임의로 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, L은 하기 화학식 2A 내지 2F 중 적어도 하나 또는 시아노기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 2A 내지 2F 중, M1은 P 또는 As일 수 있다.
상기 화학식 2A 내지 2F 중, X11a, X11b, X12, X13, X14, X15, X16a, X16b, X16c, X16d, X16e, X16f, X16g, X17a, X17b, X17c 및 X17d는 서로 독립적으로, C, N, O, N(R35), P(R36)(R37) 또는 As(R38)(R39)이고; R33" 및 R34"는 서로 독립적으로, 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기(예를 들면, 메틸렌, 에틸렌 등) 또는 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기(예를 들면, 에테닐렌기 등)이고; R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R34, R35, R36, R37, R38 및 R39는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고; C 고리, D 고리, E 고리, F 고리, G 고리 및 H 고리는 서로 독립적으로 5원(5-membered) 내지 20원의 포화 고리 또는 5원 내지 20원의 불포화 고리이고; *는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다.
상기 화학식 2A 내지 2F 중 R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R34, R35, R36, R37, R38 및 R39는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, m이 1 이상일 경우, L은 상기 화학식 2C로 표시되는 리간드를 포함하되, 상기 화학식 2C 중 X11a 및 X11b가 O 또는 P(R36)(R37)이고, 상기 R36 및 R37은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기일 수 있다.
또는, 상기 화학식 1 중, m이 1 이상일 경우, 상기 L은 상기 화학식 2B로 표시되는 리간드를 포함하고, 상기 화학식 2B 중 M1은 P이고, R32a, R32b 및 R32c는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, m이 1 이상일 경우, 상기 L은 상기 화학식 2D, 2E 및 2F로 표시되는 리간드 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 화학식 2D, 2E 및 2F 중 C 고리, D 고리, E 고리, F 고리, G 고리 및 H 고리는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 펜탈렌(pentalene), 치환 또는 비치환된 인덴(indene), 치환 또는 비치환된 나프탈렌(naphtalene), 치환 또는 비치환된 아줄렌(azulene), 치환 또는 비치환된 헵탈렌(heptalene), 치환 또는 비치환된 인다센(indacene), 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌(acenaphthylene), 치환 또는 비치환된 플루오렌(fluorene), 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오렌, 치환 또는 비치환된 페날렌(phenalene), 치환 또는 비치환된 페난트렌(phenanthrene), 치환 또는 비치환된 안트라센(anthracene), 치환 또는 비치환된 플루오란텐(fluoranthene), 치환 또는 비치환된 트리페닐렌(triphenylene), 치환 또는 비치환된 파이렌(pyrene), 치환 또는 비치환된 크라이센(chrysene), 치환 또는 비치환된 피롤, 치환 또는 비치환된 이미다졸, 치환 또는 비치환된 피라졸, 치환 또는 비치환된 이소티아졸, 치환 또는 비치환된 이속사졸, 치환 또는 비치환된 피리딘, 치환 또는 비치환된 피라진, 치환 또는 비치환된 피리미딘, 치환 또는 비치환된 피리다진, 치환 또는 비치환된 이소인돌, 치환 또는 비치환된 인돌, 치환 또는 비치환된 인다졸, 치환 또는 비치환된 푸린(purine), 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린, 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 프탈라진, 치환 또는 비치환된 퀴녹살린, 치환 또는 비치환된 퀴나졸린, 또는 치환 또는 비치환된 시놀린일 수 있다. 여기서, i) 상기 C 고리가 2 이상의 치환기를 가질 경우, 2 이상의 치환기 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고; ii) 상기 D 고리가 2 이상의 치환기를 가질 경우, 2 이상의 치환기 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고; iii) 상기 E 고리가 2 이상의 치환기를 가질 경우, 2 이상의 치환기 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고; iv) 상기 F 고리가 2 이상의 치환기를 가질 경우, 2 이상의 치환기 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고; v) 상기 G 고리가 2 이상의 치환기를 가질 경우, 2 이상의 치환기 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고, vi) 상기 H 고리가 2 이상의 치환기를 가질 경우, 2 이상의 치환기 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있다. 여기서, 상기 "치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리"에 대한 설명은 상기 B 고리에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 1 중, n은 2이고 m은 0이거나; n은 1이고 m은 1이거나; n은 2이고 m은 2이거나; n은 3이고 m은 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 유기금속 화합물은, 상기 화학식 1 중 n은 2이고 m은 0인 유기금속 화합물이되, 상기 화학식 1'으로 표시되는 2개의 리간드는 서로 동일하고 트랜스-형태(trans-form)를 갖는 유기금속 화합물일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은 n은 2이고, 하기 화학식 3 또는 4로 표시될 수 있다:
<화학식 3> <화학식 4>
상기 화학식 3 및 4 중, M 및 L에 대한 설명은 상술한 바와 동일하고, m1은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 3 및 4 중 X1a는 N 또는 C(R5a)이고, X1b는 N 또는 C(R5b)이며, R1a 내지 R5a 및 R1b 내지 R5b에 대한 상세한 설명은 상기 R1에 대한 설명을 참조한다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 3A 내지 3J 중 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 3A> <화학식 3B>
<화학식 3C> <화학식 3D>
<화학식 3E> <화학식 3F>
<화학식 3G> <화학식 3H>
<화학식 3I> <화학식 3J>
상기 화학식 3A 내지 3J 중, M은 Pt이고; X1a는 N 또는 C(R5a)이고; X1b는 N 또는 C(R5b)이고; R1a 내지 R5a, R1b 내지 R5b, R11a 내지 R14a, R11b 내지 R14b, R21a 내지 R28a 및 R21b 내지 R28b에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 R1에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 3A 내지 3I 중, M은 백금(Pt)이고; X1a는 N 또는 C(R5a)이고; X1b는 N 또는 C(R5b)이고; R1a 내지 R5a, R1b 내지 R5b, R11a 내지 R14a, R11b 내지 R14b, R21a 내지 R28a 및 R21b 내지 R28b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은, 상기 화학식 3I 내지 3J 중 하나로 표시되되, 이 중 2개의 리간드를 서로 동일하여, 트랜스-형태(trans-form)를 갖는, 유기금속 화합물일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은 상기 화학식 3A 또는 3B로 표시되되, R1a = R1b이고, R2a = R2b이고, R3a = R3b이고, R4a = R4b이고, R5a = R5b인 유기금속 화합물일 수 있다. 이 때, 상기 유기금속 화합물 중 M은 Pt일 수 있고, 트랜스(trans) 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 유기금속 화합물은 상기 화학식 3A 또는 3B로 표시되되, R1a = R1b이고, R2a = R2b이고, R3a = R3b이고, R4a = R4b이고, R5a = R5b이고, M은 Pt이고, R1a 내지 R5a는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등), 적어도 -F로 치환된 C1-C20알킬기(예를 들면, -CF3), C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기인, 유기금속 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 유기금속 화합물은, 하기 화학식 4-(a)로 표시될 수 있다:
<화학식 4-(a)>
상기 화학식 4-(a) 중, M 및 L에 대한 설명은 상술한 바와 동일하고, m1은 0, 1 또는 2이다.
상기 화학식 4-(a) 중 X1a는 N 또는 C(R5a)이고; X1b는 N 또는 C(R5b)이고; R2a 내지 R5a 및 R2b 내지 R5b에 대한 상세한 설명은 상기 R1에 대한 상세한 설명을 참조한다.
상기 화학식 4-(a) 중, Y1은 i) -O-, -S-, -N(Z1)-, -[C(Z2)(Z3)]a- 및 -[Si(Z4)(Z5)]b- 중 적어도 하나를 포함한 2가 연결기 또는 ii) 단일 결합일 수 있다.
상기 -N(Z1)-, -[C(Z2)(Z3)]a- 및 -[Si(Z4)(Z5)]b- 중 상기 Z1 내지 Z5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기이고, a 및 b는 서로 독립적으로, 1 내지 4의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 -N(Z1)-, -[C(Z2)(Z3)]a- 및 -[Si(Z4)(Z5)]b- 중 상기 Z1 내지 Z5는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등), 적어도 -F로 치환된 C1-C20알킬기(예를 들면, -CF3), 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기이고, a 및 b는 서로 독립적으로 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 화학식 4-(a) 중 Y1은 -N(Z1)-이고, Z1은 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 유기금속 화합물은 상기 화학식 3으로 표시되되, L은 하기 화학식 2B로 표시되는 리간드를 포함하고, m1은 2인 유기금속 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 2B 중 M1은 P이고, R32a, R32b 및 R32c는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기이다.
다음으로, 상기 유기금속 화합물은 n은 3이고, m은 0인 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물일 수 있다. 즉, 상기 유기금속 화합물은 리간드로서, 상기 화학식 1'으로 표시되는 리간드 3개만을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, n은 3이고, m은 0인 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물 중 M은 Ir일 수 있고, X1 및 R1 내지 R4에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다. 예를 들어, 상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 3K로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 3K>
상기 화학식 3J 중, X1a는 N 또는 C(R5a)이고; X1b는 N 또는 C(R5b)이고; X1c는 N 또는 C(R5c)이고; R1a 내지 R5a, R1b 내지 R5b 및 R1c 내지 R5c는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레니릭, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 유기금속 화합물은 n은 1이고, m은 1 내지 4의 정수인 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 n은 1이고, m은 1 내지 4의 정수인 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화학식 5 내지 8 중 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 5> <화학식 6>
<화학식 7> <화학식 8>
상기 화학식 5 내지 8 중, X1은 N 또는 C(R5)이고, M, R1 내지 R5, 및 L에 대한 설명은 상술한 바와 동일하고, m2는 0, 1 또는 2일 수 있다.
한편, 상기 화학식 5 내지 8 중, X12 및 X16d는 서로 독립적으로, N 또는 C이고; X21은 N 또는 C(R51)이고, X22는 N 또는 C(R52)이고, X23은 N 또는 C(R53)이고, X24은 N 또는 C(R54)이고, X25은 N 또는 C(R55)이고, X26은 N 또는 C(R56)이고, X27은 N 또는 C(R57)이고, X28은 N 또는 C(R58)이고, X29은 N 또는 C(R59)이고; R41, R42 및 R51 내지 R59는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임) 또는 단일 결합 또는 2가 연결기(divalent linking group)을 통하여 이웃한 리간드와 결합되는 사이트이고, 상기 R41, R42 및 R51 내지 R59 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있다.
상기 화학식 5 내지 8 중 R41, R42 및 R51 내지 R59에 대한 상세한 설명은 상기 R1에 대한 설명을 참조하고, 상기 "치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리"에 대한 상세한 설명은 B 고리에 대한 설명을 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 5-(1), 5-(2), 5-(3), 6-(1) 또는 8-(1)로 표시될 수 있다:
<화학식 5-(1)> <화학식 5-(2)>
<화학식 5-(3)> <화학식 6-(1)>
<화학식 8-(1)>
상기 화학식 5-(1), 5-(2), 5-(3), 6-(1) 또는 8-(1) 중, X1은 N 또는 C(R5)이고, M, R1 내지 R5, L, m2, X21 내지 X26, R41, 및 R51 내지 R59에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조하고, R61 내지 R68 및 R71 내지 R74는 에 대한 상세한 설명은 R11에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 5-(1), 5-(2), 5-(3), 6-(1) 또는 8-(1) 중, X21은 N 또는 C(R51)이고, X22는 N 또는 C(R52)이고, X23은 N 또는 C(R53)이고, X24은 N 또는 C(R54)이고, X25은 N 또는 C(R55)이고, X26은 N 또는 C(R56)이고; R41, R51 내지 R59, R61 내지 R68 및 R71 내지 R74는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화합물 1 내지 45 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 1의 유기금속 화합물 중 하기 제1질소가 존재하므로(하기 화학식 1" 참조), 상대적으로 낮은 HOMO 에너지 준위를 가질 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자의 발광층 중 도펀트로 사용할 경우, 호스트와 도판트 사이의 높은 charge-transfer(전하-이동) 효과를 달성할 수 있다. 따라서, 상기 유기금속 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 고효율 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 유기금속 화합물은, 하기 제1질소의 존재(하기 화학식 1" 참조)에 의하여, 하기 제1질소가 없는 가상의 유기금속 화합물에 비하여, 높은 전자끌어당김 특성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 유기금속 화합물은 리간드 중 5원환 고리와 중심 금속 M과의 결합력이 강해져, 상대적으로 우수한 열안정성을 가질 수 있다.
<화학식 1">
따라서, 상기 유기금속 화합물은 우수한 열안정을 갖출 수 있는 바, 이를 채용한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고휘도, 고효율, 장수명 등을 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 공지의 유기 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 상기 유기금속 화합물의 합성 방법은 후술하는 실시예를 참조하여 당업자에게 용이하게 인식될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 유기 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기금속 화합물은 발광층에 사용될 수 있다.
따라서, 제1전극, 상기 제1전극에 대향된 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하되, 상기 유기층은 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물 중 1종 이상을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
본 명세서 중 "(유기층이) 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 유기금속 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
상기 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층(이하, "H-기능층(H-functional layer)"이라 함), 버퍼층, 전자 저지층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송 기능 및 전자 주입 기능을 동시에 갖는 기능층(이하, "E-기능층(E-functional layer)"이라 함) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서 중 "유기층"은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다.
상기 유기층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층에 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물이 포함되어 있을 수 있다. 상기 유기금속 화합물이 포함된 발광층은 인광 방출 메커니즘에 따라 생성된 광을 방출할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자 중, 상기 발광층에 포함된 유기금속 화합물은 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층은 호스트로서 카바졸계 화합물을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 호스트일 수 있는 카바졸계 화합물은 하기 화학식 10으로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 10>
상기 화학식 10 중, Ar1은 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, -C(=O)-, -N(R100)- (여기서, R100은 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환되 C2-C60헤테로아릴기임), 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기이고; p는 0 내지 10의 정수이고; R91 내지 R96은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고, 상기 R91 내지 R96 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고; q, r, s, t, u 및 v는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수일 수 있다.
상기 화학식 10 중 Ar1은 C1-C5알킬렌기, C2-C5알케닐렌기, -C(=O)- 또는 -N(R100)-일 수 있다. 여기서, R100은, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 10 중, R91 내지 R96은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중 하나일 수 있다.
상기 카바졸계 화합물은 하기 화합물들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 기판(11)으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(13)은 기판 상부에 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(13)이 애노드일 경우, 정공 주입이 용이하도록 제1전극용 물질은 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(13)은 반사형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 이용하면, 상기 제1전극(13)을 반사형 전극으로 형성할 수도 있다.
상기 제1전극(13)은 단일층 또는 2 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(13)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(13) 상부로는 유기층(15)이 구비되어 있다.
상기 유기층(15)은 정공 주입층, 정공 수송층, 버퍼층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 상기 제1전극(13) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입 물질로는 공지된 정공 주입 물질을 사용할 수 있는데, 공지된 정공 주입 물질로는, 예를 들면, N,N′-디페닐-N,N′-비스-[4-(페닐-m-톨일-아미노)-페닐]-비페닐-4,4′-디아민(N,N′-diphenyl-N,N′-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4′-diamine: DNTPD), 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, m-MTDATA [4,4',4''-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine], NPB(N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)), TDATA, 2-TNATA, Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트))등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공 주입 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 상기 정공 주입층 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공 수송층(HTL)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 정공 수송층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
공지된 정공 수송 재료로는, 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), NPB(N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 H-기능성(정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층)에는 상술한 바와 같은 정공 주입층 물질 및 정공 수송층 물질 중에서 1 이상의 물질이 포함될 수 있으며, 상기 H-기능층의 두께는 약 500Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 H-기능층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공 주입 및 수성 특성을 얻을 수 있다.
한편, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 한 층은 하기 화학식 300으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 301으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
<화학식 300>
<화학식 301>
상기 화학식 300 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기일 수 있다. 예를 들어, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트릴렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기 중 적어도 하나로 치환된 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트릴렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기; 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 300 중, 상기 xa 및 xb는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수, 또는 0, 1 또는 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 xa는 1이고, xb는 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 300 및 301 중, R101 내지 R108, R111 내지 R119 및 R121 내지 R124는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C60시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴싸이오기일 수 있다. 예를 들어, 상기 R51 내지 R58, R61 내지 R69 및 R71 및 R72은 서로 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐 원자; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; 아미노기; 아미디노기; 히드라진; 히드라존; 카르복실기나 이의 염; 술폰산기나 이의 염; 인산이나 이의 염; C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등); C1-C10알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등); 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기; 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 플루오레닐기; 파이레닐기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 300 중, R109는, 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 바이페닐기; 피리딜기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 및 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 바이페닐기 및 피리딜기; 중 하나일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 300으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 300A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 300A>
상기 화학식 300A 중, R101, R110, R121 및 R109에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 한 층은 하기 화합물 301 내지 320 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 하나는, 상술한 바와 같은 공지된 정공 주입 물질, 공지된 정공 수송 물질 및/또는 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 물질 외에, 막의 도전성 등을 향상시키기 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 200 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 200> <F4-TCNQ>
상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층 또는 상기 H-기능층이 상기 전하-생성 물질을 더 포함할 경우, 상기 전하-생성 물질은 정공 주입층, 상기 정공 수송층 또는 상기 H-기능층 중에 균일하게(homogeneous) 분산되거나, 또는 불균일하게 분포될 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층 중 적어도 하나와 상기 발광층 사이에는 버퍼층이 개재될 수 있다. 상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 수 있다. 상기 버퍼층은 공지된 정공 주입 재료, 정공 수송 재료를 포함할 수 있다. 또는, 상기 버퍼층은 버퍼층 하부에 형성된 상기 정공 주입층, 정공 수송층 및 H-기능층에 포함된 물질 중 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
이어서, 정공 수송층, H-기능층 또는 버퍼층 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 발광층은 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물(도펀트) 및 호스트르 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트(즉, 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물)의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 발광층 상부에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 정공 저지층(HBL)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 정공 저지층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 될 수 있다. 공지의 정공 저지 재료도 사용할 수 있는데, 이의 예로는, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다. 예를 들면, 하기와 같은 BCP를 정공 저지층 재료로 사용할 수 있다.
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 정공 저지층 상부에 전자 수송층(ETL)을 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성한다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자 수송층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 전자 수송층 재료로는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 공지의 전자 수송 물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자 수송 물질의 예로는, 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq, 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), ADN, 화합물 201, 화합물 202 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 201> <화합물 202>
BCP
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
또는, 상기 전자 수송층은 공지의 전자 수송성 유기 화합물 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 화합물은 상기 금속-함유 물질은 Li 화합물을 포함할 수 있다. 상기 Li 화합물의 비제한적인 예로는, 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 또는 하기 화합물 203 등을 들 수 있다:
<화합물 203> <LiQ>
또한 전자 수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
또한 전자 수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
상기 전자 주입층 형성 재료로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
이와 같은 유기층(15) 상부로는 제2전극(17)이 구비되어 있다. 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드(Cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 박막으로 형성하여 투과형 전극을 얻을 수 있다. 한편, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용한 투과형 전극을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중, 비치환된 C1-C60알킬기(또는 C1-C60알킬기)의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등과 같은 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 알킬기를 들 수 있고, 치환된 C1-C60알킬기의 적어도 하나의 치환기는, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, 적어도 하나의 할로겐 원자로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기, C2-C60헤테로아릴기, -N(Q11)(Q12), 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임) 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 C1-C60알콕시기(또는 C1-C60알콕시기)는 -OA(단, A는 상술한 바와 같은 비치환된 C1-C60알킬기임)의 화학식을 가지며, 이의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 등이 있고, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알케닐기(또는 C2-C60알케닐기)는 상기 비치환된 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에테닐, 프로페닐, 부테닐 등이 있다. 이들 비치환된 C2-C60알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알키닐기(또는 C2-C60알키닐기)는 상기 정의된 바와 같은 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에티닐(ethynyl), 프로피닐(propynyl), 등이 있다. 이들 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C6-C60아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 비치환된 C5-C60아릴렌기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 아릴기 및 아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 아릴기 및 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기의 예로는 페닐기, C1-C10알킬페닐기(예를 들면, 에틸페닐기), C1-C10알킬비페닐기(예를 들면, 에틸비페닐기), 할로페닐기(예를 들면, o-, m- 및 p-플루오로페닐기, 디클로로페닐기), 디시아노페닐기, 트리플루오로메톡시페닐기, o-, m-, 및 p-토릴기, o-, m- 및 p-쿠메닐기, 메시틸기, 페녹시페닐기, (α,α-디메틸벤젠)페닐기, (N,N'-디메틸)아미노페닐기, (N,N'-디페닐)아미노페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 할로나프틸기(예를 들면, 플루오로나프틸기), C1-C10알킬나프틸기(예를 들면, 메틸나프틸기), C1-C10알콕시나프틸기(예를 들면, 메톡시나프틸기), 안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 플루오레닐기, 안트라퀴놀일기, 메틸안트릴기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 에틸-크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네릴기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기 등을 들 수 있으며, 치환된 C5-C60아릴기의 예는 상술한 바와 같은 비치환된 C5-C60아릴기의 예와 상기 치환된 C1-C60알킬기의 치환기를 참조하여 용이하게 인식할 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 여기서, 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴기의 예에는, 피라졸일기, 이미다졸일기, 옥사졸일기, 티아졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조이미다졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 등을 들 수 있다. 상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C2-C60아릴렌기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기는 -OA2(여기서, A2는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴싸이오기는 -SA3(여기서, A3는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리킨다.
[합성예]
합성예 1: 화합물 2의 합성
하기 반응식 1에 따라 화합물 2를 합성하였다:
<반응식 1>
중간체 2(1)의 합성
NaH 0.35g (8.7 mmol)을 무수 테트라하이드로퓨란 50ml에 넣고, 디메틸-2-부타논(dimethyl-2-butanone) 0.7g (7.24 mmol)을 0℃에서 가하여 약 30분 동안 교반하였다. 이 후, 무수 테트라하이드로퓨란 10ml에 녹아있는 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 1.0g (7.24 mmol)를 0℃에서 천천히 가하여 준 후, 약 1시간 동안 교반하였다. 1시간 후, 80℃에서 18시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면, 증류수 50ml를 넣고 메틸렌클로라이드 100ml로 3회 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조한 뒤, 감압증류시켰다. 이로부터 수득한 반응혼합물을 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 2(1) 0.8g (3.8 mmol, 수율 52%)를 수득하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 207(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.01(d, 2H), 7.72(m, 1H), 6.81(s, 1H), 1.15(s, 9H)
리간드 2의 합성
상기 중간체 2(1) 0.8g (3.8 mmol)을 에탄올 30ml에 녹인 후, 하이드라진 하이드레이트 19ml (19.0 mmol)를 가한 후, 약 24시간 동안 가열환류하였다. 반응완료 후, 4M 염산수용액으로 중성화시킨 후, 감압증류장치에서 농축하였다. 농축시킨 화합물에 증류수 70ml와 메틸렌클로라이드 100ml를 넣고 추출하여, 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조한 뒤, 감압증류하여 반응혼합물을 얻었다. 이로부터 수득한 반응혼합물을 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 리간드 2 0.45g (2.3 mmol, 수율 60%)를 수득하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 203(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 8.92 (d, 2H), 7.41(m, 1H), 6.73(s, 1H), 1.34(s, 9H)
화합물 2의 합성
상기 리간드 2 0.4g (1.98 mmol)을 에탄올 30ml와 증류수 10ml의 혼합용매에 녹인 후, K2PtCl4 0.42g (1.0 mmol)을 가하여 16시간 동안 가열환류시켰다. LCMS로 반응이 완결되었는지 확인하고, 여과하여 화합물 2 0.5g (0.8 mmol, 수율 80%)를 수득하였다. 생성된 화합물은 LCMS 및 1H NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 598(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.32 (d, 4H), 8.71(m, 2H), 6.85(s, 2H), 1.27(s, 18H)
합성예 2: 화합물 1의 합성
하기 반응식 2에 따라 화합물 1을 합성하였다:
<반응식 2>
중간체 1(3)의 합성
NaH 1.9g (80.8 mmol)을 다이클로로메테인 80ml에 넣고, 피라졸 5.0g (73.5 mmol)을 0℃에서 가하여 약 30분 동안 교반하였다. 이 후, 다이클로로메테인 30ml에 녹아있는 벤질 클로로포메이트 11.5ml (80.8 mmol)를 0℃에서 적가한 후, 약 1시간 동안 교반하였다. 1시간 후, 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면, 포화 탄산수소나트륨 수용액 100ml를 넣고 메틸렌클로라이드 50ml로 3회 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트를 이용하여 건조한 뒤, 감압증류시켰다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 중간체 1(3) 12.6g (62.4 mmol, 수율 85%)를 수득하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 203(M+H)+
중간체 1(2)의 합성
상기 중간체 1(3) 10.0g (49.5 mmol)를 무수 테트라하이드로퓨란 80ml에 녹인 후, 0℃에서 n-BuLi 25ml (2.2M in THF, 54.5 mmol)를 천천히 가하여, 약 1시간동안 실온에서 교반하였다. 1시간 후, -78℃로 온도를 낮춘 다음, 반응혼합물에 이소프로필 피나콜보레이트 12.0ml (59.4 mmol)를 천천히 가하였다. -78℃에서 약 15분 교반 후, 0℃로 천천히 온도를 높여 약 1시간 동안 교반하였다. 반응이 완결되면, 포화 염화암모늄 수용액을 100ml 가하고, 다이클로로메테인 100ml로 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 증류수 100ml로 두번 세척한 후, 마그네슘설페이트로 건조하여, 감압증류하여, 중간체 1(2) 9.7g (29.7 mmol, 수율 60%)를 수득하였다.
LC-MS m/z = 329(M+H)+
중간체 1(1)의 합성
실-튜브(Seal-tube)에 2-브로모 피리미딘 1.9g (12.2mmol)을 다이옥솔레인과 물 혼합용매 (5:1, 120 ml)에 녹인 후, 탄산칼륨 5.0g(36.6 mmol), Tetrakistriphenylphosphine Pd(0) 1.4g (1.2 mmol)과 상기 중간체 1(2) 8.0g (24.4 mmol)을 가하였다. 이로부터 수득한 반응혼합물을 90℃에서 하루동안 교반시킨 후, 반응이 완료되면, 증류수 100ml를 가하여 다이클로로메테인 100ml로 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하여, 감압증류시켜, 중간체 1(1) (7.3mmol, 수율 60%)를 수득하였다.
LC-MS m/z = 281(M+H)+
리간드 1의 합성
상온에서, 상기 중간체 1(1) 2.0g (7.3 mmol)을 메탄올 60ml에 녹인 후, Pd/C 0.2g (10%w/w)을 가하고, 수소를 주입시켜 약 12시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응이 완결된 후, 셀라이트(celite)를 이용하여 Pd/C을 제거한 후, 이로부터 수득한 유기층을 감압농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 리간드 1 (6.9mmol, 수율 95%)을 수득하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 147(M+H)+
화합물 1의 합성
리간드 2 대신 리간드 1을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 2의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 1 (0.5mmol, 수율 7%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 486(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.41 (d, 8H), 7.68(d, 4H), 7.32(m, 4H), 6.77(d, 4H)
합성예 3: 화합물 3의 합성
<반응식 3>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 1,1,1-트리플루오로프로판-2-온(1,1,1-trifluoropropan-2-one)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 3에 따라 중간체 3(1), 리간드 3 및 화합물 3을 합성함으로써, 화합물 3 (수율 53%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 622(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 10.32(d, 4H), 9.26(m, 2H), 6.93(s, 2H)
합성예 4: 화합물 4의 합성
<반응식 4>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 캠퍼(camphor)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 4에 따라 중간체 4(1), 리간드 4 및 화합물 4를 합성함으로써, 화합물 4 (수율 68%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 702(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 10.28(d, 4H), 9.23(m, 2H), 2.77(br s, 2H), 1.68~1.62(m, 8H), 1.47(s, 6H), 1.11(s, 12H)
합성예 5: 화합물 5의 합성
<반응식 5>
중간체 2(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 퀴나졸린-2-카르복실레이트(methyl quinazoline-2-carboxylate)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 5에 따라 중간체 5(1), 리간드 5 및 화합물 5를 합성함으로써, 화합물 5 (수율 45%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 698(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 10.58(d, 4H), 9.03(d, 2H), 7.83-7.80 (m, 4H), 7.68 (m, 2H), 6.86 (s, 2H), 1.26 (s, 18H)
합성예 6: 화합물 6의 합성
<반응식 6>
중간체 2(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 퀴나졸린-2-카르복실레이트(methyl quinazoline-2-carboxylate)를 사용하고, 디메틸-2-부타논 대신 캠퍼(camphor)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 6에 따라 중간체 6(1), 리간드 6 및 화합물 6을 합성함으로써, 화합물 6 (수율 43%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 802(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 10.61(d, 4H), 9.16(d, 2H), 7.85-7.81 (m, 4H), 2.82(br s, 2H), 1.71~1.66(m, 8H), 1.51(s, 6H), 1.12(s, 12H)
합성예 7: 화합물 7의 합성
하기 반응식 7에 따라 화합물 7을 합성하였다:
<반응식 7>
리간드 7의 합성
상온에서, 2-브로모 피리미딘 2.0g (12.6 mmol)을 1,2-다이메톡시에탄 80ml에 녹인 후, 테트라키스트리페닐포스핀(Tetrakistriphenylphosphine) Pd(0) 1.4g (1.2 mmol)과 1H-인다졸-3-닐보로닉산 피나콜 에스테르 4.6g (18.9 mmol)을 첨가하였다. 이로부터 수득한 반응혼합물을 90℃에서 18시간 동안 가열환류한 후, 반응이 완료되면, 증류수 100ml를 가하여 다이클로로메테인 100ml로 추출하였다. 이로부터 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하여, 감압증류시키고 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 리간드 1.1g (5.7 mmol, 수율 45%)을 수득하였다.
LC-MS m/z = 197(M+H)+
화합물 7의 합성
리간드 2 대신 리간드 7을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 2의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 7 (수율 38%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 586(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.18(d, 4H), 7.8-7.6 (m, 4H), 7.32-7.21 (m, 6H)
합성예 8: 화합물 8의 합성
<반응식 8>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 아세톤을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 8에 따라 중간체 8(1), 리간드 8 및 화합물 8을 합성함으로써, 화합물 8 (수율 62%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 514(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.28 (d, 4H), 8.68(m, 2H), 6.87(s, 2H), 2.72(s, 6H)
합성예 9: 화합물 9의 합성
<반응식 9>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 사이클로헥사논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 9에 따라 중간체 9(1), 리간드 9 및 화합물 9를 합성함으로써, 화합물 9 (수율 62%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 594(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.31 (d, 4H), 8.62(m, 2H), 2.81(br s, 4H), 2.76(br s, 4H), 1.76~1.72(br s, 8H)
합성예 10: 화합물 10의 합성
<반응식 10>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 2,2-다이메틸사이클로헥사논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 10에 따라 중간체 10(1), 리간드 10 및 화합물 10을 합성함으로써, 화합물 10 (수율 47%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 650(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.68 (d, 4H), 9.36(m, 2H), 2.65(br s, 4H), 1.95(br s, 4H), 1.5 (br s, 4H), 1.39(s, 6H)
합성예 11: 화합물 11의 합성
<반응식 11>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 3-부타논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 11에 따라 중간체 11(1), 리간드 11 및 화합물 11을 합성함으로써, 화합물 11 (수율 31%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 542(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.84 (d, 4H), 8.62(m, 2H), 6.86(s, 2H), 2.48(q, 4H), 1.28(t, 6H)
합성예 12: 화합물 12의 합성
<반응식 12>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 3-펜타논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 12에 따라 중간체 12(1), 리간드 12 및 화합물 12를 합성함으로써, 화합물 12 (수율 16%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 570(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.76 (d, 4H), 8.58(m, 2H), 2.61(q, 4H), 2.08(s, 6H), 1.26(t, 6H)
합성예 13: 화합물 13의 합성
<반응식 13>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 1,1,1-trifluoro-4,4-dimethylpentan-3-one을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 13에 따라 중간체 13(1), 리간드 13 및 화합물 13을 합성함으로써, 화합물 13 (수율 11%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 734(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.51 (d, 4H), 8.65(m, 2H), 1.36(s, 18H)
합성예 14: 화합물 14의 합성
<반응식 14>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 2,2-디메틸-3-펜타논(2,2-Dimethyl-3-pentanone)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 14에 따라 중간체 14(1), 리간드 14 및 화합물 14를 합성함으로써, 화합물 14 (수율 13%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 626(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.76 (d, 4H), 8.71(m, 2H), 2.04(s, 6H), 1.28(s, 9H)
합성예 15: 화합물 15의 합성
<반응식 15>
중간체 2(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 아세토페논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 15에 따라 중간체 15(1), 리간드 15 및 화합물 15를 합성함으로써, 화합물 15 (수율 57%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 638(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.82 (d, 4H), 8.53(m, 2H), 7.48-7.22(m, 10H), 6.76(s, 2H)
합성예 16: 화합물 16의 합성
<반응식 16>
중간체 2(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 5-메틸피리미딘-2-카르복실레이트(methyl 5-methylpyrimidine-2-carboxylate)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 16에 따라 중간체 16(1), 리간드 16 및 화합물 16을 합성함으로써, 화합물 16 (수율 16%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 626(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.63 (s, 4H), 6.88(s, 2H), 2.27(s, 6H), 1.28(s, 18H)
합성예 17: 화합물 17의 합성
<반응식 17>
중간체 2(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 5-이소부틸-피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르(5-Isobutyl-pyrimidine-2-carboxylic acid methyl ester)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 17에 따라 중간체 17(1), 리간드 17 및 화합물 17을 합성함으로써, 화합물 17 (수율 15%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 710(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.59 (s, 4H), 6.78(s, 2H), 2.43(d, 4H), 2.26-2.23(m, 2H), 1.29(s, 18H), 1.05(s, 12H)
합성예 18: 화합물 18의 합성
<반응식 18>
중간체 2(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 5-이소부틸-피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르(5-Isobutyl-pyrimidine-2-carboxylic acid methyl ester)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 18에 따라 중간체 18(1), 리간드 18 및 화합물 18을 합성함으로써, 화합물 18 (수율 10%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 710(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.55 (s, 4H), 6.82(s, 2H), 1.35(s, 18H), 1.33 (s, 18H)
합성예 19: 화합물 19의 합성
<반응식 19>
중간체 18(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 아세톤을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 18과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 18에 따라 중간체 19(1), 리간드 19 및 화합물 19를 합성함으로써, 화합물 19 (수율 13%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 626(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.51 (s, 4H), 6.76(s, 2H), 2.82(s, 6H), 1.32 (s, 18H)
합성예 20: 화합물 20의 합성
<반응식 20>
중간체 17(1) 형성시 디메틸-2-부타논 대신 3-펜타논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 17과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 17에 따라 중간체 20(1), 리간드 20 및 화합물 20을 합성함으로써, 화합물 20 (수율 8%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 682(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.39 (s, 2H), 2.48(q, 4H), 2.45(d, 4H), 2.22-2.21(m, 2H), 2.06(s, 6H), 1.25(t, 6H), 1.03(t, 12H)
합성예 21: 화합물 21의 합성
<반응식 21>
중간체 8(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 퀴나졸린-2-카르복실산 메틸 에스테르(Quinazoline-2-carboxylic acid methyl ester)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 8과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 21에 따라 중간체 21(1), 리간드 21 및 화합물 21을 합성함으로써, 화합물 21 (수율 8%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 614(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.47 (s, 2H), 8.01-7.84(m, 6H), 7.60-7.58(m, 2H), 6.88(s, 2H), 2.81(s, 6H)
합성예 22: 화합물 22의 합성
<반응식 22>
중간체 22(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 퀴나졸린-2-카르복실레이트(methyl quinazoline-2-carboxylate)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 9와 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 22에 따라 중간체 22(1), 리간드 22 및 화합물 22를 합성함으로써, 화합물 22 (수율 21%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 694(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.82 (s, 2H), 8.01-7.58(m, 8H), 2.52-2.48 (m, 8H), 1.68-1.64 (m, 8H)
합성예 23: 화합물 23의 합성
<반응식 23>
중간체 23(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 퀴나졸린-2-카르복실레이트(methyl quinazoline-2-carboxylate)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 10과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 23에 따라 중간체 23(1), 리간드 23 및 화합물 23을 합성함으로써, 화합물 23 (수율 21%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 750(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.78 (s, 2H), 8.06-7.66(m, 8H), 2.48-2.42 (m, 4H), 1.71-1.66 (m, 8H), 1.42 (s, 12H)
합성예 24: 화합물 24의 합성
<반응식 24>
중간체 24(1) 형성시 싸이클로헥사논 대신 1,1,1-트리플루오로 프로판-2-온 (1,1,1-Trifluoro-propan-2-one)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 22와 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 24에 따라 중간체 24(1), 리간드 24 및 화합물 24를 합성함으로써, 화합물 24 (수율 21%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 722(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.72 (s, 2H), 8.03-7.66(m, 8H), 6.87 (s, 2H)
합성예 25: 화합물 25 합성
<반응식 25>
중간체 25(1) 형성시 아세톤 대신 3-펜타논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 21과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 25에 따라 중간체 25(1), 리간드 25 및 화합물 25를 합성함으로써, 화합물 25 (수율 21%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 670(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.81 (s, 2H), 8.11-7.76(m, 8H), 2.53 (q. 4H), 2.09 (s, 6H), 1.27 (s, 6H)
합성예 26: 화합물 26 합성
<반응식 26>
중간체 8(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 4-메틸-퀴나졸린-2-카르복실산 메틸 에스테르(4-Methyl-quinazoline-2-carboxylic acid methyl) ester 을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 8과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 26에 따라 중간체 26(1), 리간드 26 및 화합물 26을 합성함으로써, 화합물 26 (수율 11%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 642(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 8.68 (s, 2H), 8.06-8.03 (m, 4H), 7.68-7.62 (m, 2H), 6.79 (s, 2H), 2.81 (s, 6H), 2.28 (s, 6H)
합성예 27: 화합물 27 합성
<반응식 27>
중간체 26(1) 형성시 4-메틸-퀴나졸린-2-카르복실산 메틸 에스테르(4-Methyl-quinazoline-2-carboxylic acid methyl) 대신 4-이소프로필-퀴나졸린-2-카르복실산 메틸 에스테르(4-Isopropyl-quinazoline-2-carboxylic acid methyl ester)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 26과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 27에 따라 중간체 27(1), 리간드 27 및 화합물 27을 합성함으로써, 화합물 27 (수율 6%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 698(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 8.71 (s, 2H), 8.09-8.05 (m, 4H), 7.72-7.68 (m, 2H), 6.76 (s, 2H), 3.14-3.12 (m, 2H), 2.78 (s, 6H), 1.21 (s, 12H)
합성예 28: 화합물 28 합성
<반응식 28>
중간체 26(1) 형성시 4-메틸-퀴나졸리-2-카르복실산 메틸 에스테르(4-Methyl-quinazoline-2-carboxylic acid methyl ester) 대신 7-메틸-퀴나졸린-2-카르복실산 메틸 에스테르(7-Methyl-quinazoline-2-carboxylic acid methyl ester)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 26과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 28에 따라 중간체 28(1), 리간드 28 및 화합물 28을 합성함으로써, 화합물 28 (수율 17%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 642(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.42 (s, 2H), 7.86-7.77 (m, 4H), 7.49-7.45(m, 2H), 6.86 (s, 2H), 2.77 (s, 6H), 2.26 (s, 6H)
합성예 29: 화합물 29 합성
<반응식 29>
중간체 28(1) 형성시 아세톤 대신 2,2-디메틸-시클로헥사논(2,2-Dimethyl-cyclohexanone)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 28과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 29에 따라 중간체 29(1), 리간드 29 및 화합물 29를 합성함으로써, 화합물 29 (수율 22%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 778(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.39 (s, 2H), 7.81-7.69 (m, 4H), 7.46-7.43(m, 2H), 2.56-2.54 (m, 4H), 2.31 (s, 6H), 1.65-1.52 (m, 8H), 1.29 (s, 12H)
합성예 30: 화합물 30 합성
<반응식 30>
중간체 24(1) 형성시 메틸 퀴나졸린-2-카르복실레이트(methyl quinazoline-2-carboxylate) 대신 7-에틸-퀴나졸린-2-카르복실산 메틸 에스테르(7-Ethyl-quinazoline-2-carboxylic acid methyl ester)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 24와 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 30에 따라 중간체 30(1), 리간드 30 및 화합물 30을 합성함으로써, 화합물 30 (수율 19%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 778(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.36 (s, 2H), 7.85-7.74 (m, 4H), 7.32-7.28(m, 2H), 6.76 (s, 2H), 2.62 (q, 4H), 1.21 (t, 3H)
합성예 31: 화합물 31 합성
<반응식 31>
중간체 30(1) 형성시 1,1,1-트리플루오로-프로판-2-온 대신 2,2-디메틸-시클로헥사논을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 30과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 31에 따라 중간체 31(1), 리간드 31 및 화합물 31을 합성함으로써, 화합물 31 (수율 19%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 806(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.42 (s, 2H), 7.79-7.72 (m, 4H), 7.42-7.21(m, 2H), 2.61-2.59 (br m, 8H), 1.62-1.54 (m, 8H), 1.41 (s, 12H), 1.27 (t, 6H)
합성예 32: 화합물 32 합성
<반응식 32>
중간체 32(1) 형성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 4-메틸-피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르(4-Methyl-pyrimidine-2-carboxylic acid methyl ester)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 10과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 32에 따라 중간체 32(1), 리간드 32 및 화합물 32를 합성함으로써, 화합물 32 (수율 22%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 678(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 8.85 (s, 2H), 7.16 (s, 2H), 2.52-2.50 (m, 4H), 2.31 (s, 6H), 1.62-1.53 (m, 8H), 1.29 (s, 12H)
합성예 33: 화합물 33 합성
<반응식 33>
중간체 33(1)의 합성
상기 합성예 1에서 합성된 리간드 2 (약 1g, 4.7mmol)와 K2PtCl4 (2.0g, 4.7 mmol)을 에탄올 30ml와 증류수 10ml의 혼합용매에 녹인 후, 4N HCl 5ml를 가하여 가열환류하였다. 약 18시간 후, 실온에서 냉각시키고 여과 및 건조하여 중간체 33(1)을 수득하였다.
화합물 33의 합성
무수 테트라하이드로 퓨란 30ml에 NaH (4.7mmol)을 녹이고, 여기에, 테트라하이드로 퓨란 10ml와 혼합한 상기 중간체 33(1) (4.7mmol)을 0℃에서 천천히 첨가하였다. 약 5분 후, 상기 혼합물에 Na(acac)를 가하여 18시간동안 가열환류하였다. 이로부터 생성된 고체를 여과하여 화합물 33 (수율 18%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 498(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.68 (d, 2H), 8.61-8.60 (m, 1H), 6.88 (s, 2H), 5.35 (s, 1H), 3.52-3.50(m, 1H), 1.38(s, 9H), 1.18(s, 6H)
합성예 34: 화합물 34의 합성
리간드 2 대신, 상기 합성예 10의 리간드 10을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 33과 동일한 방법을 이용하여 화합물 34 (수율 11%)를 합성하였다.
LC-MS m/z = 524(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.81 (d, 2H), 8.71-8.69 (m, 1H), 5.31 (br s, 1H), 3.52-3.50(m, 1H), 2.75-2.73(m, 2H), 1.79-1.76(m, 2H), 1.54-1.52(m, 2H), 1.40(s, 6H), 1.20(s, 6H)
합성예 35: 화합물 35의 합성
리간드 2 대신, 상기 합성예 3의 리간드 3을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 33과 동일한 방법을 이용하여 화합물 35 (수율 8%)를 합성하였다.
LC-MS m/z = 510(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.74(d, 2H), 8.65-8.63(m, 1H), 6.36(s, 1H), 5.33 (br s, 1H), 3.53-3.51(m, 1H), 1.18(s, 6H)
합성예 36: 화합물 36의 합성
리간드 2 대신, 상기 합성예 14의 리간드 14을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 33과 동일한 방법을 이용하여 화합물 36 (수율 13%)를 합성하였다.
LC-MS m/z = 512(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.87 (d, 2H), 8.71-8.70 (m, 1H), 5.31 (br s, 1H), 3.52-3.50(m, 1H), 2.75-2.73(m, 2H), 2.10(s, 3H), 1.35(s, 9H), 1.18(s, 6H)
합성예 37: 화합물 37의 합성
리간드 7의 합성
<반응식 37-1>
중간체 2(1) 합성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 피콜리네이트를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 리간드 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 37-1에 따라 중간체 37(1) 및 리간드 37을 합성하여, 리간드 37(수율 63%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS로 확인하였다.
LC-MS m/z = 214(M+H)+
화합물 37의 합성
<반응식 37-2>
상기 합성예 3의 리간드 3 (1.5g, 7.1mmol)과 K2PtCl4 (3.0g, 7.1 mmol)을 에탄올 45ml와 증류수 20ml의 혼합용매에 녹인 후, 4N HCl 8ml를 가하여 가열환류하였다. 약 18시간 후, 상기 반응 혼합물을 실온에서 냉각시켜 생성된 고체 화합물을 여과 및 건조하여, 상기 중간체 3(5)를 수득하였다. 이어서, 다른 반응 용기에 무수 테트라하이드로 퓨란 50ml에 NaH (7.0mmol)을 녹이고, 테트라하이드로 퓨란 20ml과 혼합한 상기 합성예 37의 리간드 37 (7.0mmol)을 0℃에서 천천히 첨가하였다. 약 30분 후, 상기 중간체 3(5)를 가하고 24시간동안 가열환류하였다. 이로부터 생성된 고체를 여과하여 화합물 37 (수율 21%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 621(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.41 (s, 2H), 9.11 (s, 1H), 7.82-7.71 (m, 2H), 7.34-7.32 (m, 2H). 6.84 (s, 1H), 6.79 (s, 1H)
합성예 38: 화합물 38의 합성
리간드 38의 합성
<반응식 38>
중간체 2(1) 합성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 피콜리네이트를 사용하고 디메틸-2-부타논 대신 캠퍼(camphor)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 리간드 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 38에 따라, 중간체 38(1) 및 리간드 38을 합성하여, 리간드 38(수율 55%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 254(M+H)+
화합물 38의 합성
리간드 37 대신 리간드 38을 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 37의 화합물 37의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 38(수율 15%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 661(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.61 (d, 2H), 8.72-7.70 (m, 1H), 7.81-7.72 (m, 2H), 7.34-7.32 (m, 2H), 6.51 (s, 1H), 2.75-2.72 (m, 1H), 1.80-1.70 (m, 4H), 1.42 (s, 3H), 1.09 (s, 6H)
합성예 39: 화합물 39의 합성
리간드 39의 합성
<반응식 39>
중간체 2(1) 합성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 이소퀴놀린-1-카르복실레이트(methyl isoquinoline-1-carboxylate)를 사용하고 디메틸-2-부타논 대신 1,1,1-트리플루오로프로판-2-온(1,1,1-trifluoropropan-2-one)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 리간드 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 반응식 39에 따라 중간체 39(1) 및 리간드 39를 합성하여, 리간드 39(수율 50%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 264(M+H)+
화합물 39의 합성
리간드 37 대신 상기 리간드 39을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 37의 화합물 37의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 39(수율 10%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 671(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.32 (d, 2H), 8.58-8.56 (m, 1H), 7.91-7.32 (m, 6H), 6.58 (s, 1H)
합성예 40: 화합물 40의 합성
리간드 37 대신 2-페닐피리딘(2-phenylpyridine)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 37의 화합물 37의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 40(수율 16%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 563(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.56 (d, 2H), 8.46-8.43 (m, 1H), 8.01-6.7.36 (m, 8H), 6.55 (s, 1H)
합성예 41: 화합물 41의 합성
리간드 41의 합성
<반응식 41>
중간체 2(1) 합성시 피리미딘-2-카르복실산 메틸 에스테르 대신 메틸 피콜리네이트를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 리간드 2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 상기 반응식 41에 따라 중간체 41(1) 및 리간드 41을 합성함으로써, 리간드 41(수율 60%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 202(M+H)+
화합물 41의 합성
리간드 37 대신 리간드 41을 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 합성예 37의 화합물 37의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 41(수율 15%)을 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 609(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 9.33 (d, 2H), 8.52-8.50 (m, 1H), 7.81-7.34 (m, 4H), 6.48 (s, 1H), 6.45 (s, 1H), 1.32 (s, 9H)
합성예 42: 화합물 42의 합성
화합물 42를 하기 반응식 42에 따라 합성하였다:
<반응식 42>
리간드 2 6.0mmol을 다이에틸렌 글라이콜 모노에틸 에테르 40ml에 녹인 후, Os3(CO)12 0.9g (1.0 mmol)을 가하여 180℃에서 24시간동안 교반하고, 140℃로 온도를 낮춘 후, 트라이 메틸 아민 N-옥사이드 0.4g (5.0 mmol)을 가하고, 180℃에서 5분동안 교반하였다. 5분 후, 디페닐(메틸)포스핀(PPh2Me) 5.0 mmol을 첨가하여 24시간 동안 교반하였다. 반응이 완결되면, 증류수 80ml를 가하여 에틸아세테이트 200ml로 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조한 후, 감압증류시키고 컬럼크로마토그래피로 분리 정제한 후, 승화정제를 통하여 화합물 42 (수율 7%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 1010(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 10.87(d, 4H), 8.36-8.33(m, 2H), 7.23-7.16(d, 4H), 6.96-6.93(m, 8H), 6.46-6.43(m, 6H), 1.37(m, 18H), 0.81(m, 6H), 0.60(m, 6H)
합성예 43: 화합물 43의 합성
<반응식 43>
리간드 2 대신 리간드 3을 사용하고 디페닐(메틸)포스핀(PPh2Me) 대신 디메틸(페닐)포스핀(PPhMe2)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 42와 동일한 방법을 이용하여 화합물 43 (수율 10%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 895(M+H)+
1H NMR(300MHz, CDCl3) δ= 11.01(d, 4H), 8.41-8.38(m, 2H), 7.62-7.58 (m, 2H), 7.05-7.00 (d, 2H), 6.92-6.87(m, 8H), 0.81(m, 6H), 0.60(m, 6H)
합성예 44: 화합물 44의 합성
화합물 44을 하기 반응식 44에 따라 합성하였다:
<반응식 44>
리간드 3 1.0mmol을 에틸렌 글라이콜 30ml에 녹인 후, IrCl3??3H2O 0.4g (0.3 mmol)을 가하여 220℃에서 24시간동안 교반하였다. 반응이 완결되면, 실온에서 증류수 50ml를 가하여 메틸렌클로라이드 100ml로 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조한 후, 감압증류시고 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 44 (수율 <2%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 833(M+H)+
합성예 45: 화합물 45의 합성
화합물 45을 하기 반응식 45에 따라 합성하였다:
<반응식 45>
2,6-디-피라졸-1-일-피리딘(2,6-Di-pyrazol-1-yl-pyridine) 1.5g (7.1 mmol)과 IrCl3??3H2O 2.6g (2.0 mmol)을 메탄올 60ml에 녹인 후, 15시간동안 가열환류시켰다. 이 후, 실온으로 식혀 생성된 고체를 여과, 건조시켜 글리세롤 120ml에 용해시켰다. 상기 반응 혼합물에 리간드 3 4.5g (21.3 mmol)을 가하여 microwave radiation(300W)에서 약 3시간동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 포화 소금물 200ml를 넣고 교반하여 생성된 고체를 여과, 건조하고 다이클로로메탄과 헥산 혼합용매로 재결정하였다. 이로부터 수득한 고체화합물을 글리세롤 80ml에 녹인 후, 수산화칼륨을 넣고 microwave radiation(300W) 6시간동안 반응시켰다. 반응이 완결되면, 실온에서 포화 소금물 100ml를 가하여 메틸렌클로라이드 300ml로 추출하여 수득한 유기층을 마그네슘설페이트로 건조한 후, 감압증류시고 컬럼크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 45 (수율 18%)를 합성하였다. 생성된 화합물은 LC-MS와 NMR로 확인하였다.
LC-MS m/z = 719(M+H)+
실시예 1
애노드로서 ITO/Ag/ITO가 70Å/1000Å/70Å의 두께로 증착된 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 설치하였다.
상기 애노드 상부에 2-TNATA를 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(이하, NPB)을 증착하여 1000Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 CBP(호스트) 및 화합물 2(도펀트)를 95 : 5의 중량비로 공증착하여, 400Å 두께의 발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 BCP를 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여, 350Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 MgAg를 중량비 90:10의 비율로 증착하여 120Å 두께의 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 4를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 4
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 10를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 5
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 18를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 6
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 20를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 7
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 29를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 8
정공 수송층 두께를 1350Å로 조절하고, 상기 정공 수송층 상부에 CBP(호스트) 및 화합물 15(도펀트)를 94 : 6의 중량비로 공증착하여, 400Å 두께의 발광층을 형성하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 9
발광층 형성시 화합물 15 대신 화합물 42를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 8과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 10
발광층 형성시 화합물 15 대신 화합물 43를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 8과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
발광층 형성시 화합물 2 대신 Ir(ppy)3를 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 2
발광층 형성시 화합물 2 대신 화합물 A를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 3
발광층 형성시 화합물 2 대신 하기 화합물 B를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1와 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 4
발광층 형성시 화합물 2 대신 하기 화합물 C를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1와 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 5
발광층 형성시 화합물 2 대신 PtOEP를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
<화합물 C>
평가예 1
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 5의 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류 밀도, 휘도, 효율 및 색순도를 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가하였다. LT97은 전류밀도 10 mA/cm2 조건 하의 초기 휘도를 100%로 하였을 때, 휘도가 97%가 되는데 걸리는 시간을 측정한 수명 데이타이다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
| 도펀트 | 구동 전압 (V) |
전류밀도 (mA/cm2) |
휘도 (cd/m2) |
효율 (cd/A) |
발광색 | 색좌표 | LT97 (HR) |
|
| 실시예 1 | 화합물2 | 5.5 | 10 | 6,870 | 68.7 | 녹색 | 0.27, 0.72 |
98 |
| 실시예 2 | 화합물4 | 5.6 | 10 | 6,782 | 67.8 | 녹색 | 0.25, 0.70 |
92 |
| 실시예 3 | 화합물5 | 5.3 | 10 | 6,520 | 65.2 | 녹색 | 0.27, 0.70 |
95 |
| 실시예 4 | 화합물10 | 5.5 | 10 | 6,810 | 68.1 | 녹색 | 0.26, 0.71 |
93 |
| 실시예 5 | 화합물18 | 5.3 | 10 | 6,938 | 69.4 | 녹색 | 0.25, 0.72 |
95 |
| 실시예 6 | 화합물20 | 5.3 | 10 | 6,972 | 69.7 | 녹색 | 0.27, 0.72 |
98 |
| 실시예 7 | 화합물29 | 5.4 | 10 | 6,620 | 66.2 | 녹색 | 0.25, 0.69 |
91 |
| 실시예 8 | 화합물15 | 5.9 | 10 | 3,042 | 30.4 | 적색 | 0.65, 0.34 | 107 |
| 실시예 9 | 화합물42 | 5.8 | 10 | 3,476 | 34.8 | 적색 | 0.64, 0.32 | 100 |
| 실시예 10 | 화합물43 | 5.9 | 10 | 3,351 | 33.5 | 적색 | 0.65, 0.33 | 102 |
| 비교예 1 | Ir(ppy)3 | 6.8 | 10 | 4,766 | 47.7 | 녹색 | 0.25, 0.70 |
61 |
| 비교예 2 | 화합물 A | 5.9 | 10 | 4,856 | 48.5 | 녹색 | 0.25, 0.68 |
76 |
| 비교예 3 | 화합물 B | 6.3 | 10 | 5,510 | 55.1 | 녹색 | 0.27, 0.70 |
55 |
| 비교예 4 | 화합물 C | 7.8 | 10 | 1,276 | 12.7 | 적색 | 0.53, 0.42 | 23 |
| 비교예 5 | PtOEP | 7.3 | 10 | 2,212 | 22.1 | 적색 | 0.67, 0.32 | 75 |
상기 표 1로부터, 실시예 1 내지 7의 유기 발광 소자는 비교예 1 내지 3의 유기 발광 소자보다 우수한 구동 전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 8 내지 10의 유기 발광 소자는 비교예 4 내지 5의 유기 발광 소자보다 우수한 구동 전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
11: 기판
13: 제1전극
15: 유기층
17: 제2전극
11: 기판
13: 제1전극
15: 유기층
17: 제2전극
Claims (20)
- 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물:
<화학식 1>
상기 화학식 1 중,
M은 이리듐(Ir) 또는 백금(Pt)이고;
X1은 C(R5)이고;
R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염;
C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 디메틸-플루오레닐기, 및 페닐-카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기;
중에서 선택되고,
R1 및 R2는 선택적으로 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠을 형성할 수 있고,
R2 및 R3는 선택적으로 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 벤젠을 형성할 수 있고,
R4 및 R5는 선택적으로 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 시클로헥산, 치환 또는 비치환된 비시클로-헵탄(bicyclo-heptane) 또는 치환 또는 비치환된 벤젠을 형성할 수 있고,
상기 치환된 벤젠, 치환된 시클로헥산 및 치환된 비시클로-헵탄의 치환기는 서로 독립적으로,
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염;
C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 디메틸-플루오레닐기, 및 페닐-카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기;
중에서 선택되고,
n은 1 내지 3의 정수이고;
L은 하기 화학식 2A 내지 2E 중 하나로 표시되는 유기 리간드이고;
m은 0, 1 또는 2이고,
n이 2 이상일 경우, 상기 화학식 1 중, 2 이상의로 표시되는 리간드는 서로 동일하거나 상이할 수 있다:
상기 화학식 2A 내지 2E 중,
M1은 P 또는 As이고;
X11a, X11b, X12, X13, X14, X15, X16a, X16b, X16c, X16d, X16e, X16f, 및 X16g는 서로 독립적으로, C, N, O, N(R35), P(R36)(R37) 또는 As(R38)(R39)이고;
R33"는 단일 결합, C1-C5알킬렌기 또는 C2-C5알케닐렌기이고;
R31, R32a, R32b, R32c, R33a, R33b, R35, R36, R37, R38 및 R39은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기;
중에서 선택되고,
화학식 2D 중 C 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 또는 치환 또는 비치환된 피라졸이고,
화학식 2D 중 D 고리는 치환 또는 비치환된 피리딘, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀린이고,
화학식 2E 중 E 고리 및 G 고리는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 피라졸이고,
화학식 2E 중 F 고리는 치환 또는 비치환된 피리딘이고,
상기 치환된 벤젠, 치환된 피라졸, 치환된 피리딘 및 치환된 이소퀴놀린의 치환기는 서로 독립적으로,
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염;
C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 디메틸-플루오레닐기, 및 페닐-카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기;
중에서 선택되고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
R1 내지 R5는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 펜톡시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 페난쓰레닐기, 크라이세닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및 중수소, -F, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 페난쓰레닐기, 크라이세닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 중 하나인, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
R1 및 R2가 서로 결합하여, 하기 화학식 1A로 표시되거나,
R2 및 R3가 서로 결합하여, 하기 화학식 1B로 표시되거나,
R4 및 R5가 서로 결합하여, 하기 화학식 1D로 표시되거나,
R2 및 R3가 서로 결합하고, R4 및 R5가 서로 결합하여, 하기 화학식 1F로 표시되는, 유기금속 화합물.
<화학식 1A> <화학식 1B>
<화학식 1D> <화학식 1F>
상기 화학식 1A, 1B, 1D 및 1F 중,
X1은 C(R5)이고;
M, R1 내지 R5, n, L 및 m에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고;
A1 고리 및 A2 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠이고,
B 고리는 치환 또는 비치환된 시클로헥산, 치환 또는 비치환된 비시클로-헵탄 또는 치환 또는 비치환된 벤젠이고,
상기 치환된 벤젠, 치환된 시클로헥산 및 치환된 비시클로-헵탄의 치환기는 서로 독립적으로,
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염;
C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기; 및
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 디메틸-플루오레닐기, 및 페닐-카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기;
중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,
하기 화학식 1A-(1), 1B-(1), 1D-(1), 1D-(2), 1D-(3), 1F-(1), 1F-(2) 또는 1F-(3)으로 표시되는, 유기금속 화합물:
<화학식 1A-(1)>
<화학식 1B-(1)> <화학식 1D-(1)>
<화학식 1D-(2)> <화학식 1D-(3)>
<화학식 1F-(1)> <화학식 1F-(2)>
<화학식 1F-(3)>
상기 화학식 1A-(1), 1B-(1), 1D-(1), 1D-(2), 1D-(3), 1F-(1), 1F-(2) 및 1F-(3) 중,
R4, M, X1, n, L 및 m에 대한 설명은 각각 제1항에 기재된 바와 동일하고,
R1 내지 R3, R11 내지 R14 및 R21 내지 R28은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염;
C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기;
중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 디메틸-플루오레닐기, 및 페닐-카바졸일기 중 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 크라이세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 피롤일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 벤조이미다졸일기, 퀴놀리닐기 및 이소퀴놀리닐기;
중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,
i) 상기 L이 상기 화학식 2C로 표시되는 리간드를 포함하되, 상기 화학식 2C 중 X11a 및 X11b가 O 또는 P(R36)(R37)이고, 상기 R36 및 R37은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기이거나; 또는 ii) 상기 L이 상기 화학식 2B로 표시되는 리간드를 포함하되, 상기 화학식 2B 중 M1은 P이고, R32a, R32b 및 R32c는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, 페닐기, 나프틸기 또는 안트릴기인, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서,
하기 화학식 3A, 3C 내지 3G, 3I 및 3J 중 하나로 표시되는, 유기금속 화합물:
<화학식 3A> <화학식 3C>
<화학식 3D> <화학식 3E>
<화학식 3F> <화학식 3G>
<화학식 3I> <화학식 3J>
상기 화학식 3A, 3C 내지 3G, 3I 및 3J 중,
M은 백금(Pt)이고;
X1a는 C(R5a)이고;
X1b는 C(R5b)이고;
R1a 내지 R5a, R1b 내지 R5b, R11a 내지 R14a, R11b 내지 R14b, R21a 내지 R28a 및 R21b 내지 R28b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나이다. - 제6항에 있어서,
상기 화학식 3I 내지 3J 중 각각의 2개의 리간드가 서로 동일하여, 트랜스-형태(trans-form)를 갖는, 유기금속 화합물. - 제1항에 있어서, 하기 화학식 3K로 표시되는, 유기금속 화합물:
<화학식 3K>
상기 화학식 3K 중
M은 이리듐(Ir)이고,
X1a는 C(R5a)이고;
X1b는 C(R5b)이고;
X1c는 C(R5c)이고;
R1a 내지 R5a, R1b 내지 R5b 및 R1c 내지 R5c는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레니릭, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나이다. - 제1항에 있어서,
하기 화학식 5-(1), 5-(2), 5-(3), 6-(1) 또는 8-(1)로 표시되는, 유기금속 화합물:
<화학식 5-(1)> <화학식 5-(2)>
<화학식 5-(3)> <화학식 6-(1)>
<화학식 8-(1)>
상기 5-(1), 5-(2), 5-(3), 6-(1) 또는 8-(1) 중,
X1은 C(R5)이고;
M, R1 내지 R5, 및 L에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고;
m2는 0, 1 또는 2이고;
X21은 N이고, X22는 C(R52)이고, X23은 C(R53)이고, X24은 C(R54)이고, X25은 C(R55)이고;
R41, R51 내지 R59, R61 내지 R68 및 R71 내지 R74는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기 및 아미노기 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 및 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기; 중 하나이다. - 제1항에 있어서,
하기 화합물 1 내지 41, 44 및 45 중 하나인, 유기금속 화합물:
- 기판; 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고, 상기 유기층이 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 유기금속 화합물을 1종 이상 포함한, 유기 발광 소자.
- 제11항에 있어서,
상기 유기층이, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나의 층을 더 포함한, 유기 발광 소자. - 제11항에 있어서,
상기 발광층에 상기 유기금속 화합물이 포함되어 있고, 상기 발광층으로부터 인광 방출 메커니즘에 따라 생성된 광이 방출되며, 상기 발광층에 포함된 유기금속 화합물이 도펀트의 역할을 하고, 상기 발광층이 호스트로서 카바졸계 화합물을 더 포함한, 유기 발광 소자. - 제13항에 있어서,
상기 카바졸계 화합물이 하기 화학식 10으로 표시되는, 유기 발광 소자:
<화학식 10>
상기 화학식 10 중,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, -C(=O)-, -N(R100)- (여기서, R100은 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환되 C2-C60헤테로아릴기임), 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기이고,
p는 0 내지 10의 정수이고;
R91 내지 R96은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고, 상기 R91 내지 R96 중 서로 이웃한 2개의 치환기는 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C4-C20지방족 고리(alicyclic), 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로지방족 고리(hetero alicyclic), 치환 또는 비치환된 C6-C20방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20헤테로방향족 고리를 선택적으로 형성할 수 있고;
q, r, s, t, u 및 v는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다. - 제13항에 있어서,
상기 카바졸계 화합물이 하기 화합물들 중 하나인, 유기 발광 소자:
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