인광성 금속 착화합물, 인광성 금속 착화합물을 포함하는 복사 방출 소자 및 인광성 금속 착화합물의 제조 방법{PHOSPHORESCENT METAL COMPLEX COMPOUND RADIATION EMITTING COMPONENT COMPRISING A PHOSPHORESCENT METAL COMPLEX COMPOUND AND METHOD FOR PRODUCTION OF A PHOSPHORESCENT METAL COMPLEX COMPOUND}

본 발명은 인광성 금속 착화합물, 인광성 금속 착화합물을 포함한 복사 방출 소자 및 인광성 금속 착화합물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2008 015 940.9, 10 2008 004 471.7, 10 2008 006 113.1, 10 2008 006 573.0, 10 2007 023 554.4 및 10 2007 023 749.0의 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용은 본문에서 참조로 포함된다.

본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2006 044 852.9 및 10 2006 052 029.7의 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용은 본문에서 참조로 포함된다.

예를 들면, 유기 발광 다이오드들(OLEDs)과 같은 복사 방출 소자들의 경우 유색광을 방출하는 유기 물질들이 사용된다. 이제까지, 적색광 또는 녹색광을 방출하는 다수의 물질들이 존재한다. 그러나, 이제까지의 방법으로는, 안정적으로 진청색광, 밝은 청색광 또는 청녹색광을 방출하는 물질들은 제조할 수 없었다.

도 1은 복사 방출 소자의 개략적 측면도를 도시한다.
도 2는 종래의 금속 착물에 비해 금속 착화합물의 포토루미네슨스(photoluminescence) 스펙트럼을 도시한다.
도 3a 내지 j는 다양한 금속 착화합물에 대한 포토루미네슨스 스펙트럼을 도시한다.
도 4는 트리스-디피리딜이민-이리듐-III의 흡수 스펙트럼(a) 및 포토루미네슨스 방출 스펙트럼(b)을 도시한다.
도 5는 트리스-디-1,2,4-벤조트리아진-3-일-메틴-이리듐-III의 흡수 스펙트럼(a) 및 포토루미네슨스 방출 스펙트럼(b)을 도시한다.

본 발명의 과제는, 예를 들면 진청색, 밝은 청색, 청녹색 또는 녹색과 같은 유색의 광을 방출할 수 있으며 안정적인 신규한 인광성 화합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는 그러한 인광성 화합물을 포함한 복사 방출 소자를 제공하는 것이기도 하다. 본 발명의 또 다른 과제는 인광성 화합물의 제조 방법이다.

상기 과제는 특허 청구 범위 1항, 30항, 33항, 35항, 37항 및 40항의 주제를 통해 해결된다. 그 외의 실시예들은 다른 종속 청구항들의 주제이다.

적어도 하나의 금속 중심 원자(M) 및 상기 금속 중심 원자(M)에 의해 배위된 적어도 하나의 리간드를 포함하는 인광성 금속 착화합물이 제공되고, 이 때 금속 중심 원자(M) 및 리간드는 6원(six-membered) 금속 고리환을 형성한다. 그러므로, 안정적인 착화합물이 준비되며, 상기 착화합물은 예를 들면 진청색, 밝은 청색, 청녹색 또는 청색 영역에서 유색광을 방출할 수 있다.

금속 고리환은 적어도 2개의 이종 원자들을 포함할 수 있다. 또한, 금속 고리환의 중심 원자는 자유 전자쌍을 가진 적어도 하나의 리간드 원자에 배위되거나 결합되고, 예를 들면 카르벤(carbene)의 N 원자 또는 C 원자에 배위되거나 결합된다.

또한, 금속 중심 원자(M)과 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 리간드는 배위되지 않은 상태에서 호변이성 유닛(tautomerizable unit)을 가질 수 있다. 호변이성 유닛은 리간드가 포함하는 하나 이상의, 예를 들면 2개의 환계들(ring systems)에 걸쳐 연장될 수 있다. 배위된 상태에서, 리간드는 메소메리(mesomerism)를 포함할 수 있고, 이는 6원 금속 고리환에서 전자들의 비편재화(delocalization)를 야기한다.

식 1 및 식 2는 호변이성 리간드를 위한 예를 나타낸다. 전하 재 분포에 의해 교번적인 전하 분포가 변경되는 반면, 메틸렌기(식 1)의 치환기(H) 또는 NH-기(식 2)의 치환기는 방향환의 N 원자로 바뀐다.

식 1

식 2

여기서, X 및 Y를 위해 예를 들면 CH 또는 N이 사용되고, R ₁ 및 R ₂ 는 상기 예에서 자유롭게 선택될 수 있다.

식 1 및 식 2로 나타낸 구조식들은 각각 리간드의 호변이성을 확인하기 위한 예일 뿐이다.

리간드에서 호변이성 유닛들은 6원 금속 고리환을 형성하면서 금속 중심 원자(M)에 배위될 수 있으며, 이 때 리간드의 양성자(proton)는 분열된다.

금속 중심 원자(M)는 Ir, Pt, Au, Re, Rh, Ru, Os, Pd, Ag, Zn, Al 및 란탄족을 포함한 군으로부터 선택될 수 있으며, 상기 란탄족은 예를 들면 Eu이다. 이러한 원자군은 다른 금속 또는 원자 번호가 35보다 큰 전이 금속(transition metal)을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 인광성 금속 착화합물은 식 3으로 나타낸 바와 같은 구조식을 포함하며,

식 3

이 때,

n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y ,

X= N, O, P, As, Sb 이고,

R ₁ , R ₂ , R _y , R ₄ 및 R ₅ 는 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합된 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 축합된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN이고,

X가 O인 경우, R ₁ 및 R ₅ 는 자유 전자쌍을 포함한다.

X가 O인 경우, 식 3에서 이중 결합 X=C은 비편재화된 전자계의 일부로 이해할 수 있으며, 잔기들(R ₁ , R ₂ )은 상기 O가 6π-전자계에 참여하도록 형성된다. 이는 이하의 식에서 X가 O인 경우에 유사하게 적용된다.

예를 들면, M= Pt일 때 n= 1 또는 2 이며, M=Au면 n= 1이고, M=Ir이면 n=1, 2 또는 3이다(이는 이하에 기술된 화합물들에도 적용됨). 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 리간드의 수는, 얼마나 많은 다른 리간드가 중심 원자에 배위되어 있는 가에 달려있다. M=Au인 경우, Au-Au 상호 작용이 발생할 수 있어서, 예를 들면 금속 착화합물들 사이에 다리(bridge)가 형성된다.

식 3 및 금속 착화합물을 나타내는 이하의 식들은 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 리간드 또는 리간드들을 나타낸다. 완전식 3 및 이하의 식은 L _m M[] _n 이며, 이 때 n=1 내지 3, m=3-n, []=중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 리간드, 그리고 L=중심 원자와 함께 5원환을 형성하는 리간드 또는 중심 원자에 한자리로(monodentate) 배위된 2개의 리간드들을 의미한다. 모든 리간드의 수는 예를 들면, 중심 원자가 배위권(coordination sphere)을 가지고, 상기 배위권에서 상기 중심 원자에 대해 18-원자 규칙이 충족될만큼 많을 수 있다.

중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 식 3의 모든 리간드들에는, 아세틸아세토네이트가 아닌 적어도 하나의 리간드가 속하는데, 즉 X, R ₂ 및 R ₄ =CH ₃ 인 두 경우에서 X=O이고, R ₁ 및 R ₅ 는 각각 자유 전자쌍이며, Y=CH인 것이 동시에 적용되지 않는다.

여기서, 그리고 이하에서, "치환된"이란, 각각의 기가 하나 이상의 치환기들을 포함하고, 상기 치환기들이 자유롭게 선택될 수 있으며, 예를 들면 H, 할로겐 및 알킬 잔기를 포함한 군으로부터 선택되는 것을 의미한다.

여기서, 그리고 이하에서 알킬 잔기는 예를 들면 1 내지 20개의 C-원자를 포함할 수 있다.

식 4

식 4에서, R ₁ , R ₂ , R _y , R ₄ 및 R ₅ 를 위해 사용될 수 있는 이종 고리들에 대한 예를 선택할 수 있으며, 이 때 기본 구조들이 도시되어 있고, 상기 기본 구조들은 다시 치환기들을 가질 수 있다. 예시적인 R ₁ , R ₂ , R _y , R ₄ 및 R ₅ 가 리간드에 결합하는 것은 각각 기본 몸체에서 결합이 가능한 임의의 위치에 수행될 수 있다.

식 5에는 Y=CR _y (a) 내지 Y=Si-R _y (b)인 경우에 대한 예시적 구조식이 제공된다:

식 5

또한, 식 3 및 식 5에 도시된 잔기(R ₁ 및/또는 R ₅ )는 금속 중심 원자(M)에 부가적으로 배위될 수 있다. 따라서, 화합물이 훨씬 더욱 안정화된다. 중앙 원자(M)에서의 리간드 또는 리간드들은 수용체 역할을 하며, 화합물의 방출된 광이 더 짧은 파장을 가지도록 유도할 수 있다. 그러므로, 예를 들면 진청색, 밝은 청색, 청녹색 또는 녹색과 같은 유색광이 방출될 수 있다.

다른 실시예에서, R ₁ 과 R ₂ , R ₂ 와 R _y , R _y 와 R ₄ , R ₄ 와 R ₅ 중 적어도 하나는 서로 가교(bridging)될 수 있다. 상기 가교는 각각이 서로 무관하게 발생할 수 있다. 식 6에는 리간드와의 가교(B1, B2, B3, B4)가 개략적으로 도시되어 있다.

식 6

상기 화합물은 식 7에 따른 구조식으로부터 선택될 수 있으며, 이 때:

n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y ,

X= N, O, P, As, Sb 이며

X ₁ , X ₂ , X ₃ , X ₄ , X ₅ , X ₆ , X ₇ 및 X ₈ 은 -서로에 대해 무관하게- C이거나, -R ₁₁ , R ₁₂ , R ₃ , R ₁₄ , R ₁₅ , R ₆ , R ₇ 또는 R ₈ 이 자유 전자쌍을 포함하는 경우- N이고,

R _y , R ₁₁ , R ₁₂ , R ₃ , R ₁₄ , R ₁₅ , R ₆ , R ₇ 및 R ₈ 은 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN이다.

식 7

가교에 의해, 금속 착화합물이 더 안정되고, 방출된 광의 파장이 예를 들면 단파 영역으로 이동할 수 있다.

또한, 식 7에 따른 화합물은 대칭으로 형성될 수 있으며, X ₁ =X ₅ , R ₁₁ =R ₁₅ , X ₂ =X ₆ , R ₁₂ =R ₆ , X ₃ =X ₇ , R ₃ =R ₇ , X ₄ =X ₈ 및 R ₁₄ =R ₈ 로 가정할 수 있다.

식 7a로 나타낸 구조식에 따른 화합물들은 예를 들면 비스피리딘유도체로부터 유도될 수 있다. 이 경우, 예를 들면 X=N이고, X ₁ =X ₂ =X ₃ =X ₄ =X ₅ =X ₆ =X ₇ =X ₈ =C로 가정할 수 있다. 잔기들(R ₁₁ , R ₁₂ , R ₃ , R ₁₄ , R ₁₅ , R ₆ , R ₇ , R ₈ )은 상기 열거한 가능성들 중에서 자유롭게 선택될 수 있다. R ₆ 및 R ₁₂ 를 위해, 예를 들면 전자를 끌어당기는 치환기들이 사용될 수 있으며, 상기 치환기들은 CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사졸, 4-옥사졸, 2-티아졸일, 4-티아졸, 트리플루오르메틸 및 헥사플루오르이소프로필리덴을 포함한 군으로부터 선택된다.

식 7a로 나타낸 구조식에 따른 화합물에 대한 다른 예는 비스피라진유도체로부터 유도되며, X=N, X ₁ =X ₂ =X ₄ =X ₅ =X ₆ =X ₈ =C 및 X ₃ =X ₇ =N로부터 도출된다. R ₃ 및 R ₇ 은 자유 전자쌍이다.

비스피리미딘유도체로부터 유도된 화합물들은 X=N, X ₁ =X ₂ =X ₃ =X ₅ =X ₆ =X ₇ =C 및 X ₄ =X ₈ =N으로부터 도출되고, 이 때 R ₄ 및 R ₈ 은 자유 전자쌍이다. R ₆ 및 R ₁₂ 를 위해 예를 들면 전자를 끌어당기는 치환기들이 사용될 수 있으며, 상기 치환기들은 CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사졸, 4-옥사졸, 2-티아졸일, 4-티아졸, 트리플루오르메틸 및 헥사플루오르이소프로필리덴을 포함한 군으로부터 선택된다.

식 7a에 따른 화합물들은 비스트리아진 유도체로부터 얻을 수 있다. 이 경우, X=N, X ₂ =X ₃ =X ₅ =X ₇ =C, X ₁ =X ₄ =X ₆ =X ₈ =N이며, 이 때, R ₁ , R ₄ , R ₆ , R ₈ 은 각각 자유전자쌍이다. R ₃ 및 R ₇ 의 경우 예를 들면 전자를 끌어당기는 치환기들이 사용되며, 상기 치환기들은, CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사졸, 4-옥사졸, 2-티아졸일, 4-티아졸, 트리플루오르메틸 및 헥사플루오르이소프로필리덴을 포함한 군으로부터 선택된다. 또는, 질소 위치가 순차 교환될(permutated) 수 있어서, X=N, X ₁ =X ₃ =X ₅ =X ₇ =C, X ₂ =X ₄ =X ₆ =X ₈ =N이고 R ₂ , R ₄ , R ₆ 및 R ₈ 은 각각 자유 전자쌍이거나, X=N, X ₁ =X ₂ =X ₅ =X ₆ =C, X ₃ =X ₄ =X ₇ =X ₈ =N이며 R ₃ , R ₄ , R ₇ 및 R ₈ 은 각각 자유 전자쌍이다.

식 7b로 나타낸 구조식에 따른 화합물은 예를 들면 비스피롤유도체로부터 유도될 수 있으며, 이 때, X=N, X ₁ =X ₂ =X ₃ =X ₅ =X ₆ =X ₇ =C로 가정한다. R ₁₁ 및 R ₁₅ 를 위해 예를 들면 전자를 끌어당기는 치환기들이 사용될 수 있고, 상기 치환기들은 CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사졸, 4-옥사졸, 2-티아졸일, 4-티아졸, 트리플루오르메틸 및 헥사플루오르이소프로필리덴을 포함한 군으로부터 선택된다.

잔기들(R ₁₁ 과 R ₁₂ , R ₁₂ 와 R ₃ , R ₃ 과 R ₁₄ , R ₁₄ 와 R _Y , R _Y 와 R ₈ , R ₁₅ 와 R ₆ , R ₆ 과 R ₇ 또는 R ₇ 과 R ₈ )은 -서로에 대해 무관하게- 다른 가교를 형성할 수 있다. 따라서, 리간드에서 축합계가 준비될 수 있다.

예를 들면, 그러한 축합계들은 식 8a, 8b 및 8c에 따른 구조식을 가질 수 있고, 이 때 X ₁ 내지 X ₁₂ 의 각각의 위치는 서로에 대해 무관하게 N 또는 CR일 수 있고, R은 H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택된다. R은 각각의 X를 위해 서로 다를 수 있다.

식 8

식 8에서는 명확한 이해를 위해 n=1로 가정하고, 하나의 리간드만 금속 중심 원자(M)에 배위된다. 중심 원자(M)의 종류에 따라, 다른 리간드들도 화합물에 존재할 수 있으며, 이러한 리간드들은 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성한다.

축합계를 가진 화합물들에 대한 다른 예는 식 9에 도시되어 있다. 식 9a 내지 d는 옥사졸환들이 축합되어 있는 화합물들에 대한 예를 나타낸다. 식 9e 내지 g는 더 많이 축합된 계에 대한 예를 나타낸다. 식 9a 내지 9d에 따른 화합물들에서 잔기들(R ₅ , R ₆ )은 서로에 대해 무관하게, H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택될 수 있다. X ₁ 내지 X ₄ 의 위치는 식 8과 유사하게 선택될 수 있다.

식 9에는, 리간드에서, 금속 고리환에 결합되어 있는 방향족 6환에서 고리화된(annulated) 5환들이 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 리간드에서, 금속 고리환에 결합되어 있는 방향족 5환에서 고리화된 6환도 가능하다.

식 9

다른 실시예에서, 화합물은 식 10에 따른 구조식을 가질 수 있으며, 이 때:

n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y ,

X= N, O, P, As, Sb이고,

R ₁₁ , R ₁₂ , R ₁₅ 또는 R ₆ 이 자유 전자쌍일 때, X ₁ , X ₂ , X ₅ 및 X ₆ 은 -서로에 대해 무관하게- C 또는 N이고,

X ₃ 및 X ₇ 은 S이고,

R _y , R ₁₁ , R ₁₂ , R ₁₅ 및 R ₆ 은 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN이다.

식 10

예를 들면, 식 10에 따른 화합물은 비스티아졸유도체로부터 유도될 수 있고, 이 때 X ₁ =X ₂ =X ₅ =X ₆ =C, X=N 및 X ₃ =X ₇ =S로 사용된다. 이 경우, R ₁₁ 및 R ₁₅ 를 위해 예를 들면 전자를 끌어당기는 치환기들이 사용될 수 있고, 상기 치환기들은 CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사졸, 4-옥사졸, 2-티아졸일, 4-티아졸, 트리플루오르메틸 및 헥사플루오르이소프로필리덴을 포함한 군으로부터 선택된다.

또한, 식 10에 따른 화합물에서 X ₁ =X ₅ , R ₁₁ =R ₁₅ , X ₂ =X ₆ , R ₁₂ =R ₆ 및 X ₃ =X ₇ 로 가정할 수 있다. 따라서, 대칭 리간드가 얻어진다. 잔기들(R ₁₁ 과 R ₁₂ 그리고/또는 R ₁₅ 와 R ₆ )은 서로 가교될 수 있고, 이는 화합물의 안정성을 더 증가시킨다.

식 10에 따른 화합물들뿐만 아니라, 식 7 내지 식 9에 따른 화합물들도 아자디케톤류 구조 내지 디케톤류 구조를 포함하고, 상기 구조는 리간드의 안정성에 기여하고, 화합물들이 예를 들면 진청색, 밝은 청색, 청녹색 또는 녹색의 방출색으로 유색 방출하는 데 기여한다.

다른 실시예에서, 화합물은 구조식을 포함할 수 있고, 상기 구조식은 식 11에 따른 구조식들을 포함하는 군으로부터 선택되며, 이 때:

n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y 이며,

X ₁ , X ₂ , X ₃ 및 X ₄ 는 -서로에 대해 무관하게- CR 또는 N,

R _y 및 R은 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN이다. 이 때, R은 각각의 X를 위해 서로 다르게 선택될 수 있다.

식 11

상기 화합물은 5환 방향족에서 디케톤류 구조를 포함한다. 예를 들면 티아졸, 포스파졸 또는 이미다졸과 같이 리간드에서 다른 5환 방향족들도 고려될 수 있다.

또한, 복사 방출 소자가 준비되며, 상기 소자는 기판, 상기 기판상의 적어도 하나의 제1 하부 전극층, 상기 제1 전극층상의 적어도 하나의 유기 방출층, 제2 상부 전극층을 포함하며, 이 때 방출층에서 적어도 하나의 금속 착화합물이 매트릭스에 매립되고, 상기 금속 착화합물에서 적어도 하나의 중심 원자(M)는 적어도 하나의 6원 금속 고리에 참여한다. 이 때, 기판 및 제1 전극층은 투명할 수 있고, 중심 원자(M)는 적어도 하나의 리간드에 배위될 수 있으며, 상기 중심 원자 및 리간드는 상기 열거한 실시예들에 따라 선택된다.

다른 실시예에서, 인광성 금속 착화합물은 식 12에 따른 구조식을 포함하고,

식 12

이 때, n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y ,

X= N, O, P, As, Sb,

Z= C, Si, Ge 이며,

R ₁ , R ₂ , R ₃ , R _y , R ₄ 및 R ₅ 는 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN이다. 예를 들면, 잔기들(R ₁ , R ₂ , R ₃ , R _y , R ₄ , R ₅ )은 식 4에 따른 구조식들을 포함한 군으로부터 선택될 수 있다.

금속 착화합물의 리간드는 카르벤-리간드를 포함할 수 있다. 카르벤 리간드는 C-원자 및 이종 원자에 의해 중심 원자에 배위됨으로써, 카르벤 구조 유닛은 6원 금속 고리환에 참여한다.

식 12에 따른 화합물은 안정성이 높고 유효 수명이 길다. 또한, 그러한 화합물은, 가시 영역에 위치하며 예를 들면 진청색광, 밝은 청색광, 청녹색광 또는 녹색광을 제공하는 파장을 가진 복사를 방출할 수 있다. 또한, 5원 금속 고리 화합물에 비해 상기 화합물에서의 극성이 바뀌는데, 이는 이종 원자, 예를 들면 N-원자가 음이온으로, 예를 들면 C와 같은 Z 원자는 중성으로 6원 금속 고리에 결합하기 때문이다.

부가적으로, 식 12의 두 잔기들(R ₁ , R ₅ )이 중심 원자(M)에 배위될 수 있다. 또한, R ₁ 과 R ₂ , R ₂ 와 R ₃ , R ₃ 과 R _y , R _y 와 R ₄ , R ₄ 와 R ₅ 중 적어도 하나는 서로 가교될 수 있다. 식 13에 상기 잔기들의 개략적인 가교가 도시되어 있다. 개별적 가교(B ₄₅ , B ₂₃ , B _4y , B _3y )는 서로에 대해 무관하게 존재할 수 있다.

식 13

식 13에서 X, Y, Z, R ₁ 내지 R ₅ , n의 의미는 식 12에 도시된 구조식에서 가능한 것과 유사하다.

또한, 화합물은 식 14에 따른 구조식을 포함할 수 있고, 이 때:

n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y ,

X= N, O, P, As, Sb,

Z= C, Si, Ge이고,

R ₁₅ , R ₆ , R ₇ 또는 R ₈ 이 자유 전자쌍을 포함하는 경우, X ₅ , X ₆ , X ₇ 및 X ₈ 은 -서로에 대해 무관하게- CR 또는 N이고,

Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ 및 Z ₄ 는 CR _Z 이고, 이 때 R _Z 는 각각의 Z를 위해 서로 다를 수 있으며,

R, R _Z , R ₁ , R ₂ , R ₃ , R _y , R ₄ , R ₅ , R ₁₅ , R ₆ , R ₇ 및 R ₈ 은 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN이다.

식 14

예를 들면, X=N, Y=CR _y 로 대입될 수 있다.

잔기들(R ₁ 과 R ₂ , R ₂ 와 R ₃ , R ₅ 와 R ₄ , R ₄ 와 R _y , R ₁₅ 와 R ₆ , R ₆ 과 R ₇ , R ₇ 과 R ₈ , R ₈ 과 R _y 또는 R _y 와 R ₃ )은 -서로에 대해 무관하게- 상호 간에 가교될 수 있다.

식 14a에 도시된 구조는 예를 들면 카르벤 유도체를 나타낼 수 있으며, 상기 카르벤 유도체는 벤즈이미다졸로부터 유도된다. 이 경우, Z=C, Y=CR _y , X=N 그리고 Z ₁ =Z ₂ =Z ₃ =Z ₄ =CR _Z 이다.

식 14a 및 14b에서 Z=C, Y=N 또는 Y=CR _y 로 가정할 수 있다. Y=CR _y 인 경우, NC=C- 구조 유닛에 의해 카르벤과 6원환의 방향족 가교가 있을 수 있는 반면, Y=N인 경우 NC=N 구조 유닛에 의해 방향족 가교가 제공된다.

가교를 포함하는 화합물들은 예를 들면 피리딘 유도체로부터 유도될 수 있다. 이 경우, 도 14b에 따른 화합물에서 Z=C, Y=N, X ₅ =X ₆ =X ₇ =X ₈ =C이다. R ₇ 은 예를 들면 전자를 끌어당기는 역할을 하도록 선택될 수 있는데, R ₇ 은 CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사조일, 4-옥사조일, 2-티아졸일, 4-티아졸일, 트리플루오르메틸, 또는 헥사플루오르이스프로필리덴으로부터 선택될 수 있다.

식 14b에 따른 화합물이 피라진 유도체로부터 유도되면, Z=C, Y=N, X ₅ =X ₆ =X ₈ =C, X ₇ =N이며, R ₇ 은 자유 전자쌍이다.

피리미딘으로부터 유도되며 식 14b에 따른 화합물은 Z=C, Y=N, X ₅ =X ₆ =X ₇ =C, X ₈ =N으로부터 도출되며, R ₈ 은 자유 전자쌍이다. R ₇ 은 예를 들면 전자를 끌어당기는 역할을 하며, CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사조일, 4-옥사조일, 2-티아졸일, 4-티아졸일, 트리플루오르메틸 또는 헥사플루오르이스포르필리덴으로부터 선택될 수 있다.

식 14b에 따른 화합물들은 트리아진으로부터 유도되고, Z=C, Y=N, X ₆ =X ₇ =C, X ₅ =X ₈ =N으로부터 도출되며, 이 때 R ₅ 및 R ₈ 은 자유 전자쌍이다. R ₇ 은 전자를 끌어당기는 것으로 선택된다(상기 참조). N-위치의 순차 교환(permutation)을 통해, 다른 트리아진 유도체가 얻어질 수 있고, 이는 예를 들면 X ₅ =X ₆ =C, X ₇ =X ₈ =N이면서 R ₇ 및 R ₈ 이 자유 전자쌍인 경우, 그리고 X ₅ =X ₇ =C, X ₆ =X ₈ =N이면서 R ₆ 및 R ₈ 이 자유 전자쌍인 경우와 같다. R ₅ 내지 R ₇ 은 전자를 끌어당기는 것으로 선택될 수 있다.

리간드에서 축합계에 대한 예는 식 15 및 식 16에 도시되어 있다. 이는 카르벤(Z=C)에 대한 예를 제공하며, 시릴렌(Z=Si) 또는 게르미릴렌(Z=Ge)의 구조와 유사한 것으로 각각 고려할 수 있다. 각각의 X ₁ 내지 X ₆ 을 위해 CR 또는 N이 사용될 수 있고, 이 때 R은 각각의 X를 위해 서로 다를 수 있으며, R 및 R ₂₅ 는 서로에 대해 무관하게 H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택된다. 여기에 도시되어 있진 않으나, 다른 고리화계도 마찬가지로 존재할 수 있다.

식 15

식 16

식 15a는 카르벤 리간드에서 6원으로 고리화된 계를 가진 화합물들을 나타낸다. 식 15b는 카르벤 리간드에서 예를 들면 옥사졸유도체의 5원 고리화계를 나타낸다.

식 16a는 더 큰 축합계에 대한 예를 나타낸다. 일목요연한 표현을 위해, 식 15 및 16a에는 중심 원자에 배위된 하나의 리간드만 각각 도시되어 있다. 그러나, 중심 원자의 수에 따라 더 많은 수의 리간드가 존재할 수 있다.

전자를 끌어당기는 구조를 가진 카르벤 리간드를 포함한 화합물은 식 16b에 도시되어 있으며, 이 때 X ₁ , X ₂ , Y, n, R ₁ , R ₂ 및 R ₃ 은 식 14의 화합물(이 때 X ₁ , X ₂ 는 상기 식에 도시된 X ₅ , X ₆ 및 X ₇ 에 상응함)과 유사하게 선택될 수 있다.

또한, 복사 방출 소자가 준비되며, 상기 소자는 기판, 적어도 하나의 제1 하부 전극층, 적어도 하나의 유기 방출층 및 그 위에 위치한 적어도 하나의 제2 상부 전극층을 포함하고, 이 때 방출층에서 매트릭스에는 적어도 하나의 금속 착물이 매립되고, 상기 금속 착물은 6원 금속 고리환의 일부인 적어도 하나의 금속 중심 원자(M)를 가지며, 이 때 금속 고리환에는 적어도 하나의 카르벤 리간드가 직접적으로 결합되어 있다. 기판 및 제1 전극층은 투명하게 형성될 수 있다.

다른 실시예에서, 호변이성 유닛은 구조 유닛 -C(H,R)- 또는 -N(H)-을 포함하고, 전자가 결핍된 방향족과 전자가 충분한 방향족을 결합할 수 있다.

"전자가 결핍된"과 "전자가 충분한"이란 개념은, 방향환계가 치환기들에 의해, 그리고/또는 상기 환계의 일부인 C-원자들이 이종 원자들로 대체됨으로써 변경되되, 예를 들면 벤젠과 같이 치환되지 않거나 대체되지 않은 계에 비해, 상기 환계가 낮아지거나(전자가 결핍되거나) 높아진(전자가 충분한) 전자 밀도를 포함하도록 변경되는 경우에 사용된다.

다른 실시예에서, 식 17에 따른 구조식을 가지는 화합물이 준비되며,

식 17

이 때,

n= 1 내지 3,

Y= CH, N, P, As, Sb, CR _y , Si-R _y , Ge-R _y 이고,

X 및 X'는 -서로에 대해 무관하게- N, O, P, As 또는 Sb이고,

R ₁ , R ₂ , R ₄ , R ₅ 및 R _y 는 -서로에 대해 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택되며, R ₁ 은 R ₂ 및 C=X와 함께, R ₄ 는 R ₅ 및 C-X'와 함께 각각 적어도 하나의 방향환을 형성한다. 잔기들(R ₁ 내지 R ₅ , R _y )은 예를 들면 식 4에 따른 구조식들 중 하나를 포함할 수 있다.

식 17은 중심 원자에 배위된 리간드의 하나의 메소메리형만 제공한다. 다른 메소메리형이 제공되는 경우, 리간드는 C=X' 및 CX 유닛을 포함할 수 있고, 이들은 각각 해당 잔기들과 함께 방향환을 형성한다.

이러한 화합물은 리간드의 특정한 선택에 의해 산화- 및 환원 안정적이어서, 유효 수명이 길다.

방향환은 식 18에 따른 구조식들을 포함하는 군으로부터 선택된 구조식에서 택일될 수 있다.

식 18

이 때, X=X'이며, N, O, P, As 또는 Sb로부터 선택되고,

Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ 및 Z ₄ 는 -서로에 대해 무관하게- 2중 결합형 또는 3중 결합형이며, 상기 Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ , Z ₄ 가 3중 결합형인 경우 CR, N으로부터 선택되고, Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ , Z ₄ 가 2중 결합형인 경우 O, S, NR, Se로부터 선택되며,

R은 각각의 Z에 대해 별도로, H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택된다.

또한, R ₅ , R ₄ 및 C=X로부터 형성된 방향환 그리고 R ₁ , R ₂ 및 C-X'로부터 형성된 방향환 중 하나는 전자가 충분하며, 다른 방향환은 전자가 결핍될 수 있다.

이는, 예를 들면, 리간드에서 5원환 및 6원환의 조합을 통해 달성할 수 있다. 예를 들면, 피롤, 이미다졸, 푸란, 티오펜, 디티올 및 티아졸과 같은 5원 방향계는 전자가 풍부하며 사용이 용이하다. 마찬가지로, 비 이종 고리형 6원 방향환도 전자가 풍부하며, 상기 방향환은 예를 들면 알콕시기 또는 아민기와 같은 치환기들을 이용하여 치환된다. 전자가 풍부한 계는 정공 유도체로 적합할 수 있다.

전자 결핍계는 전자 유도체로 적합할 수 있으며, 예를 들면, 피리딘, 피리미딘 또는 피라진과 같은 6원 이종고리 방향계이다. 벤젠 유도체 또는 5원 방향계는 플루오르화 또는 니트로화를 통해 전자가 결핍될 수 있다.

예를 들면 -C-(H,R)- 또는 -N(H)- 구조 유닛들과 같은 호변이성 유닛에 의해 리간드에서 전자 결핍 방향족과 전자 풍부 방향족이 서로 조합되면, 안정적인 호변이성 리간드가 얻어지며, 양성자의 분열에 의해 상기 리간드는 안정적인 6원 금속 고리환을 형성하며 금속 중심 원자(M)에 배위된다. 이러한 화합물은 특정한 리간드에 의해 산화 및 환원에 대해 안정적인데, 높은 정공 농도뿐만 아니라 높은 전자 농도가 리간드를 통해 균일화될 수 있기 때문이다.

식 19는 예시적인 리간드의 호변이성화를 개략적으로 나타내며, 호변이성 유닛 -C(H,R)-, 및 리간드가 배위된 금속 중심 원자(M)로서 Ir이 선택된다.

식 19

식 19는 리간드에서 전자 결핍 방향족과 전자 풍부 방향족의 2개의 서로 다른 조합(식 19a: 피리딘과 이미다졸의 조합, 식 19b: 피리미딘과 옥사졸의 조합)을 위해 다양한 호변이성화예를 나타낸다. 호변이성화된 리간드는, 양성자가 분열되고 금속 착화합물이 형성되면서 중심 원자에 배위된다. 여기서 상기 중심 원자는 Ir을 포함하고, 상기 금속 착화합물은 식 19에서 2개의 메소메리 형태로 도시되어 있다(식 19a 및 b의 하부 구조들).

또한, 식 17에 도시된 구조를 가진 R ₄ 와 R _y , 그리고/또는 R _y 와 R ₂ 는 가교될 수 있다. 상기 가교는 각각 서로 무관하게 발생할 수 있다.

식 20은 리간드의 일부를 형성하는 5원 방향환의 호변이성화를 개략적으로 나타내며, 이 때 X, Y, Z ₁ , Z ₂ 및 Z ₃ 의 경우, 식 18의 구조식들의 경우에 따른 정의와 유사하게 적용된다.

식 20

식 20에 따른 전자 결핍 5원 방향환은, 예를 들면, Z ₁ =N, Z ₂ =CR, Z ₃ =O, X=N인 경우 옥사디아졸 유도체로부터 유도될 수 있다. 티아디아졸 유도체로부터 유도된 5원 방향환의 경우, Z ₁ =N, Z ₂ =CR, Z ₃ =S, X=N이다. s-트리아졸 유도체로부터 5원 방향환이 유도된 경우, Z ₁ =N, Z ₂ =CR, Z ₃ =NR, X=N이다. 5원 방향환이 테트라졸 유도체로부터 유도된 경우, Z ₁ =N, Z ₂ =N, Z ₃ =NR, X=N이다.

식 20에 따른 전자 풍부 5원 방향족은, 예를 들면, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =NR, X=N인 경우 이미다졸 유도체로부터 유도될 수 있다. 상기 환이 티아디아졸 유도체로부터 유도된 경우, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =S, X=N이다. 옥사졸 유도체로부터 유도된 계인 경우, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =O, X=N이다. 셀레나졸 유도체로부터 유도된 경우, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =Se, X=N이다. 5원환이 옥사포스폴 유도체로부터 유도된 경우, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =O, X=P이며, 상기 5원환이 티아포스폴 유도체로부터 유도된 경우 Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =S, X=P이다.

전자 결핍 방향환 및 전자 풍부 방향환의 각각의 R은 -각각의 Z에 대해 서로 다르면서, 각각이 서로 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택될 수 있다. R은 전자를 밀어낼 수 있고, 아민 또는 알콕시기를 포함할 수 있다.

전자가 결핍된 5원 방향환은 금속 착화합물에 안정화 효과를 적게 미칠 수 있고, 전자가 풍부한 5원 방향환이 안정화 효과를 가질 수 있다.

식 21은 예를 들면 리간드의 일부일 수 있는 6원 방향환의 호변이성화를 나타내며, 이 때, X, Y, Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ , Z ₄ 를 위해 식 18의 구조식들에 대한 정의가 유사하게 적용된다.

식 21

6원환은 예를 들면 전자가 결핍되어 있을 수 있고, 피리딘 유도체로부터 유도될 수 있는데, 이 경우, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =CR, Z ₄ =CR, X=N이다. 상기 환이 피라진 유도체로부터 유도된 경우, Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =N, Z ₄ =CR, X=N이다. 피리미딘 유도체로부터 유도된 6원환의 경우 Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =CR, Z ₄ =N, X=N이다. 상기 환이 트리아진 유도체로부터 유도된 경우 Z ₁ =N, Z ₂ =CR, Z ₃ =CR, Z ₄ =N, X=N이거나 Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =N, Z ₄ =N, X=N이다.

각각의 R은 -각각의 Z에 대해 서로 다르며, 각각이 서로 무관하게- H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으로부터 선택될 수 있다. R은 전자를 끌어당길 수 있고, CN, F, 4-피리딜, 트리아질, 2-피리미딜, 5-피리미딜, 2-옥사질, 4-옥사질, 2-티아졸일, 4-티아졸일, 트리플루오르메틸 및 헥사플루오르이스프로필리덴을 포함할 수 있다.

식 21에 따른 6원환이 전자가 풍부한 경우, 상기 환은 예를 들면 피리딘 유도체로부터 유도될 수 있으며, 이 때 Z ₁ =CR, Z ₂ =CR, Z ₃ =CR, Z ₄ =CR, X=N이고, R은 공여체 치환기들을 포함하며, 상기 공여체 치환기들은 상기 열거한 것 외에 메톡시, 디메틸아미노 및 고리화된 5원 방향계로부터 선택되고, 상기 고리화된 5원 방향계는 예를 들면 티오펜이 있다.

전자가 결핍된 6원 방향환은 금속 착화합물에 안정화 효과를 미칠 수 있다.

또한 복사 방출 소자가 준비되며, 상기 소자는 기판, 상기 기판상의 적어도 하나의 제1 하부 전극층, 상기 제1 전극층상의 적어도 하나의 유기 방출층 및 그 위에 위치한 적어도 하나의 제2 상부 전극층을 포함하며, 이 때 상기 방출층에서 적어도 하나의 금속 착화합물이 매트릭스에 매립되어 있다. 상기 착화합물에서, 적어도 하나의 금속 중심 원자가 적어도 하나의 금속 고리환에 참여하고, 상기 금속 고리환은 호변이성 유닛을 포함하며, H-CR 또는 NH를 포함할 수 있는 호변이성 유닛에 의해 적어도 하나의 전자 결핍 방향족 및 전자 풍부 방향족이 결합된다. 또한, 기판 및 제1 전극층은 투명할 수 있다.

다른 실시예에서, 인광성 금속 착화합물은 다핵성(polynuclear)이며, 적어도 2개의 금속 중심 원자들을 포함한다. 이 중 적어도 하나의 중심 원자는 상기 열거한 실시예들에 따른 적어도 하나의 리간드와 함께 6원 금속 고리환을 형성한다. 상기 화합물은 안정성이 높으며, 중심 원자들의 상호 간 간격에 따라 방출 파장이 조절될 수 있다. 방출 파장은 유색 영역에, 예를 들면 밝은 청색, 진청색, 청녹색 또는 녹색 영역에 위치할 수 있다. 중심 원자들간의 간격은 리간드의 선택에 따라 입체적으로(steric) 제어될 수 있다. 2개 이상의 동일하거나 서로 다른 중심 원자들이 선택될 수 있다. 예를 들면, 리간드에 의해 배위된 4개의 Au-원자들은 사각형을 형성할 수 있고, 이 때 상기 사각형의 꼭지점들은 리간드로 형성된다.

또한, 화합물은 적어도 2개의 금속 중심 원자들(M)을 포함하고, 상기 금속 중심 원자들은 금속-금속 상호 작용에 의해 서로 배위되거나 결합된다. 두 개의 중심 원자들은 적어도 하나의 다리 리간드에 의해 서로 결합될 수 있다. 그러므로, 두 개의 중심 원자들이 직접 결합하지는 않는다.

금속-금속 상호 작용은 표 1에 개략적으로 도시되어 있다.

표 1에 도시된 결합표는 분자 궤도 이론(molecular orbital theory)에 따른 2개의 중심 원자들간의 결합비를 나타낸다. 좌측에는 점유되어야 할 분자 궤도를, 우측에는 그에 부속한 결합을 확인할 수 있다.

표 1

우선, 예를 들면 2량체(dimer)인 크롬(II)아세테이트 Cr ₂ (OOCH ₃ ) ₄ 를 고려하는 경우, 두 개의 크롬 원자들로부터 각각 6개의 전자들이, 4개의 아세테이트 리간드들로부터 각각 2x2 전자들이 발생하여, 전체적으로 28개의 전자들이 발생한다. 크롬 원자들이 각각 18-전자 규칙을 충족할 수 있기 위해, 즉 각각 18개의 외부 전자들을 포함한 형태(전체적으로 36개의 전자들)를 얻기 위해, 상기 전자들은 서로 간에 4배 결합을 형성한다. 그러므로, σ ² π ⁴ δ ² 형태가 존재한다.

이에 비해, 2핵성 금속 착화합물의 예를 고려한다. 화합물예로서 페닐피리딘-Pt-(μ-피라졸) ₂ -Pt-페닐피리딘이 있다. 여기서 두 개의 Pt 원자들로부터 2x10 전자들이, 피라졸 리간드로부터 2x4 전자들이, 페닐피리딘 리간드로부터 2x4 전자들이 제공되어, 총 36개의 전자들이 제공된다. 두 개의 Pt 원자들을 위해 이미 18 전자 규칙이 충족되고, σ ² π ⁴ δ ^*2 π ^*4 σ ^*2 형태가 제공되며, 따라서 두 개의 Pt 원자들 간에 형식적으로(formal) 어떠한 결합도 존재하지 않게 되는데, 결합된 궤도와 결합되지 않은 궤도가 서로 상쇄되기 때문이다. 두 개의 Pt 원자들은 3 옹스트롬(angstrom)의 간격을 가지며, 상기 간격은 두 개의 Pt 원자들간의 현저한 상호 작용을 조건으로 한다.

따라서, 형식적으로 고찰한 바에 따르면, 정공- 및 전자 수송이 서로 분리될 수 있다. 정공 수송은 결합되지 않은 σ ^* 궤도에서 시작할 수 있는 반면, 전자 수송은 리간드의 π ^* 궤도에서 시작한다. 산화에 상응하는 정공 수송에 의해, 형식적으로 0.5의 결합 차수(bond order)가 생성되고, 따라서 화합물이 더 안정적으로 된다. 환원에 상응하는 전자 수송은 6원 금속 고리환에 의해 안정화될 수 있다.

상기에, 그 이후의 실시예에서 기술된 바와 같이, 금속 중심 원자와 함께 6원환을 형성할 수 있는 리간드는 2개의 결합 원자들과 함께 중심 원자에 배위된 두자리 리간드이다. 이 때, 두 개의 결합 원자들은 상호 간에 1,5 위치를 포함한다.

다른 실시예들에서 기술된 바와 같이 2개의 중심 원자들을 서로 가교시키는 다리 리간드는 마찬가지로 두자리 리간드이며, 각각 하나의 결합 원자와 함께 각각 하나의 중심 원자에 배위된다. 다리 리간드의 결합 원자들은 상호 간에 1,2- 또는 1,3 위치를 포함한다.

적어도 하나의 다리 리간드는 구아니딘 유도체 및 피라졸 유도체를 포함한 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들면, 다리 리간드는 1, 3, 4, 6, 7, 8-헥사하이드로-2H-피리미도[1,2-a]피리미딘(hpp) 및 피라졸로부터 선택될 수 있다. 그러나, 서로 간에 1,2 또는 1,3 위치를 가지며, O, N, S로부터 선택된 결합 원자들을 포함하는 다른 다리 리간드들도 고려될 수 있다. 다리 리간드의 예는 문헌["multiple bonds between atoms", Cotton, Murillo, Walton, Springerverlag 및 Inorg.Chem., Vol 41, No. 12, 2002, page 3055]에 명시되어 있다. 식 22는 hpp-다리 리간드를 나타내며, 상기 식에서 3개의 N-원자들 사이에 비편재화된 전자가 표시되어 있다. 2개의 중심 원자들에 배위된 Hpp-다리 리간드는 식 22와 같은 비편재화된 전자를 항상 포함한다. 이러한 점은, 이하에서 hpp-다리 리간드를 포함하는 식에서 유사하게 적용되며, 이는, 일목 요연한 이해를 위해 2중 결합하거나 2중 결합을 포함하지 않은 hpp-리간드는 도시되되 비편재화된 전자가 표시되지 않았더라도 그러하다.

식 22

다핵성 금속 착화합물이 다리 리간드를 포함한다면, 상기 화합물의 인광성이 향상될 수 있다. 예를 들면, 다리 리간드로서의 hpp를 포함한 화합물은 다리 리간드를 포함하지 않거나, 리간드와의 6원 금속 고리환을 포함하지 않는 금속 착화합물에 비해 인광성이 증가한다.

다리 리간드는 리간드의 식 3, 5, 12, 13 및 17의 구조식을 가진 잔기들(R ₁ 및/또는 R ₅ )로부터 형성될 수 있다.

다른 실시예에서, 다핵성 인광성 금속 착화합물은 적어도 2개의 금속 중심 원자들을 포함하고, 상기 중심 원자들에 리간드들이 배위되어 있으며, 상기 리간드들은 중심 원자와 함께 5원 금속 고리환을 형성한다. 이 때 중심 원자들은 다리 리간드에 의해 서로 가교된다. 다리 리간드는 예를 들면 구아니딘 유도체 또는 피라졸 유도체를 포함할 수 있다. 상기 화합물은 예를 들면 진청색, 밝은 청색, 청녹색 및 녹색으로부터 선택된 색의 광을 방출할 수 있다. 또한, 상기 화합물은 안정성이 높다.

또한 복사 방출 소자가 준비되고, 상기 소자는 기판, 상기 기판상의 제1 전극층, 상기 제1 전극층상의 적어도 하나의 유기 방출층 및 상기 유기 방출층상의 제2 전극층을 포함한다. 유기 방출층은 상기 실시예들에 따른 인광성 금속 착화합물을 포함한다.

상기에 이미 사용된 "상(on)"이란 표현은 층들이 연속하여 배치되어 있는 것을 의미한다. 그러나, 상기 열거한 층들 사이에 다른 층들이 존재할 수도 있다.

다른 층들로서, 예를 들면 전자- 또는 정공 수송층들, 전자- 또는 정공 차단층들, 전자- 또는 정공 주입층들이나, 다른 복수 개의 유기 방출층들이 소자에 구비될 수 있다.

금속 착화합물은 매트릭스 물질에 존재할 수 있다. 이를 통해, 매트릭스 물질에서의 방출 물질의 농도 및 방출된 복사의 세기가 조절될 수 있다.

전압을 인가하면, 소자는 진청색, 밝은 청색, 청녹색 및 녹색을 포함한 군으로부터 선택되는 색의 광을 방출할 수 있다. 따라서, 예를 들면 청색 광을 방출하는 복사 방출 소자가 준비된다. 다른 실시예들에서, 소자는 다른 색의 광을 방출할 수 있다. 소자가 다른 방출층들, 즉 다른 색의 광을 방출하는 층들을 포함한다면, 진청색, 밝은 청색, 청녹색 또는 녹색 방출층과 조합하여 백색의 광을 방출하는 소자가 준비될 수 있다.

소자는 투명 기판 및 투명한 제1 전극층 또는 투명한 제2 전극층을 포함하거나, 투명 기판, 그리고 투명한 제1 및 제2 전극층을 포함할 수 있다. 각각에 따라 보톰 이미팅(bottom emitting) 소자, 탑(top) 이미팅 소자 또는 양측 이미팅 소자를 의미한다.

복사 방출 소자란 예를 들면 유기 발광 다이오드(OLED)를 말할 수 있다.

다른 실시예에서, 소자는 적어도 2개의 전극들 및 상기 전극들 사이에 위치한 유기 반도체 물질을 포함할 수 있고, 이 때 반도체 물질은 청색 인광성인, A 형 및 B 형의 8번째 부족의 무거운 원소들의 유기 전이 금속 착물을 포함하고, 상기 금속 착물에서

금속 M은 8면체 착물(A)에서 이리듐, 로듐 또는 레늄이며, 4각형 착물(B)에서 중심 원자는 백금이다;

나머지 변수는 각각 독립적으로 질소 또는 탄소일 수 있고, 탄소인 경우 자유 원자가는 수소 또는 다른 치환기들에 의해 포화된다.

치환기로서 알킬기, 시아노기 내지 방향기 및/또는 이종 방향기가 고려되며, 특히, 각각 2개의 변수들 사이에 축합 방향 치환기 및/또는 이종 방향 고리 치환기를 형성하는 것이 고려된다.

리간드 구조는 대칭 폴리메틴으로 볼 수 있으므로, 8면체 착물은 자오선- 및 면-착물과 관련하여 서로 다르지 않다. 또한 4각형 백금 착물은 폴리메틴류 리간드를 포함한다.

방향족의 π-전자 밀도가 낮을 수록, 착물의 흡수 파장 및 방출 파장은 더 단파가 된다.

따라서, 신규한 인광성 반도체 물질들이 예를 들면 전체적으로 청색을 방출하는 스펙트럼 영역을 포괄할 수 있다. 반도체 물질들은 화학적, 열적 안정성 및 광 안정성이 높다.

두 개의 리간드-금속-결합체들의 대칭에 의해 착물이 특히 안정적이며, 상기 결합체들은 메소메리이고, 서로 상이할 수 없다.

반도체 물질은 이하의 반응표를 통해 제조될 수 있다:

폴리메틴류 아자방향족은 각각의 금속염(바람직하게는 클로로이드) 또는 각각의 금속의 아세틸아세토네이트-착물을 이용하여, 끓는 극성 용제에서, 바람직하게는 나트륨카르보네이트와 같은 보조 염기가 있는 상태에서, 화학량론적 비율로, 그리고 비활성 가스 분위기에서 10-20시간 동안 환류(reflux)로 가열된다.

물로 희석된 반응 혼합물을 메틸렌클로로이드 또는 클로로포름을 이용하여 추출함으로써, 원재료(raw material)가 얻어지고, 상기 원재료는 승화를 통해 정제된다.

또한, 상기 실시예들에 따른 인광성 금속 착화합물의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은 A) 금속 중심 원자의 중심 원자 화합물을 준비하되, 상기 화합물은 중심 원자에 배위된 교환 리간드를 포함하도록 하는 단계, B) 상기 중심 원자 화합물 및 제1 용제에서 용해된 리간드를 화학량론적 비율로 혼합하여 금속 착화합물을 형성하는 단계를 포함하고, 이 때 상기 교환 리간드는 상기 리간드에 의해 대체되며, 상기 리간드는 호변이성 유닛을 포함하고, 양성자의 분열에 의해 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성한다. 본 방법에서, 양성자의 분열을 위해 보조 염기가 첨가될 수 있고, 상기 보조 염기는 트리에틸아민, 피리딘 및 알칼리카르보네이트를 포함한 군으로부터 선택된다.

또한, 상기 A)단계에서, 금속 중심 원자의 중심 원자 화합물은 탈기된 뜨거운 물에서 용해되고, 냉각되며, 미세한 현탁액으로 결정화될 수 있다. 상기 냉각은, 강력한 교반 중에 수행될 수 있다. 뜨거운 물은 80℃ 내지 100℃의 온도의 물일 수 있고, 물 및 중심 원자 화합물로 이루어진 용액은 20℃ 내지 30℃의 온도로 냉각될 수 있다. 상기 냉각 시, 미세한 현탁액이 침전된다. 상기 방법 단계를 통해, 입자가 굵은(coarse) 중심 원자 화합물은 입자가 미세한(fine) 중심 원자 화합물이 될 수 있고, 또한 상기 중심 원자 화합물로부터 잔여 산소가 제거될 수 있다. 중심 원자 화합물은 예를 들면 염을, 교환 리간드는 할로겐 이온을 말할 수 있다.

금속 중심 원자의 염은 예를 들면 칼륨테트라클로로플라티네이트 K ₂ PtCl ₄ 를 말할 수 있다. 그러나, Ir, Au, Pt, Re, Rh, Ru, Os, Pd, Ag, Zn, Al, 란탄족 및 다른 금속, 그리고 35보다 큰 원자 번호를 가진 전이 금속을 포함한 염, 다른 할로겐 이온, Na ⁺ , K ⁺ 또는 NH ₄ ⁺ 와 같은 다른 양이온도 고려될 수 있다.

또한, 상기 B) 단계에서, 제1 용제가 선택될 수 있고, 상기 용제는 극성 용제 및 무국성 용제와 혼합될 수 있다. 이는 예를 들면 에톡시에탄올을 말할 수 있다. 리간드는 제1 용제에서 용해되며, 호변이성이다. 리간드가 중심 원자에 배위되면, 양성자가 리간드로부터 분열된다. 금속 착화합물이 생성되며, 상기 착화합물에서 리간드는 메소메리를 포함하고, 이는 예를 들면 식 19에 도시되어 있는 바와 같다.

또한, B) 단계에서, 단핵성 금속 착화합물이 형성될 수 있다. 용해된 리간드 및 중심 원자 화합물로 이루어진 혼합물이 가열될 수 있고, 이 때 금속 착화합물이 형성된다. 상기 금속 착화합물은 적어도 하나의 리간드를 포함하고, 상기 리간드는 중심 원자와 함께 6원 금속 고리 착물을 형성하며, 이는 예를 들면 식 3에 도시되어 있는 바와 같다.

단핵성 금속 착화합물이 형성되면, 화학량론적 비율

은 비율

에 상응할 수 있다. 또한, 단핵성 화합물의 중심 원자에 배위될 수 있어, 중심 원자가 포화되도록 하는 많은 리간드들이 사용된다. 그러므로, 상기 비율

은 예를 들면 2:1일 수 있다.

다른 실시예에서, B) 단계는 B1) 중심 원자 화합물 및 제1 용제에 용해된 리간드를 화학량론적 비율로 혼합하여 다핵성 전이 착화합물을 형성하는 단계, B2) 상기 전이 착화합물을 제2 용제에 용해시키고, 상기 용해된 전이 착화합물을 제3 용제에 용해된 첨가 리간드와 화학량론적 비율로 혼합하는 단계, 및 B3) 상기 전이 착화합물의 용해에 의해 금속 착화합물을 형성하는 단계를 포함한다. 제1, 제2 및 제3 용제는 서로 동일하거나 다를 수 있다.

B1) 단계에서 형성된 전이 착화합물은 적어도 2개의 금속 중심 원자들을 포함할 수 있고, 상기 중심 원자들에 각각 적어도 하나의 리간드가 6원 금속 고리환으로 배위되며, 상기 중심 원자들은 중심 원자 화합물의 적어도 하나의 교환 리간드에 의해 서로 가교된다. 이러한 전이 착화합물은 예를 들면 식 23에 따른 구조를 포함할 수 있다.

식 23

식 23에서 Hal은 교환 리간드를 가리키며, 예를 들면 할로겐 이온을 가리킨다. 상기 할로겐 이온은 예를 들면 Cl일 수 있고, 2개의 중심 원자들(M) 사이에서 다리 리간드로 역할한다. Hal은 교환이 용이한 다른 리간드일 수 있으며, 예를 들면 트리플루오르메탄설포네이트, CO 또는 아세틸아세토네이트일 수 있다. M, X, Y 및 R ₁ 내지 R ₄ 의 의미는 식 3에 대해 상술한 의미와 유사하다.

상기 B1) 단계에서 화학량론적 비율

은 비율

에 상응할 수 있다. 상기 비율은 예를 들면 1:1 일 수 있다. 따라서, 사용된 리간드의 수는, 부가적으로 적어도 하나의 교환 리간드가 더 중심 원자에 배위되는 경우에, 중심 원자에 배위되어 상기 중심 원자가 포화되도록 하는 리간드의 수에 상응한다. 식 23에는 예를 들면 2개의 중심 원자들(M)이 2개의 할로겐 이온들(Hal)에 의해 가교되며, 상기 중심 원자들은 각각 하나의 리간드를 포함하고, 상기 리간드와 함께 6원 금속 고리환을 형성한다.

또한, B2) 단계에서 제2 및 제3 용제로서 염기 용제 또는 염기가 첨가된 용제가 선택될 수 있다. 염기로서 예를 들면, NaOR ^- , KOR ^- , NaH 또는 카르보네이트가 첨가될 수 있고, 이 때 R은 유기 잔기를 포함한다. 예를 들면, 제2 용제는 디클로메탄을 포함할 수 있고, 제3 용제는 나트륨 메틸레이트가 용해되거나 나트륨메틸레이트와 함께 현탁액을 형성하는 디클로메탄을 포함할 수 있다. 제2 및/또는 제3 용제로 고려될 수 있는 것은 나트륨비카르보네이트 및 트리에틸아민뿐만 아니라 알콜레이트 및 할로겐탄화수소가 있다. 첨가 리간드가 용해되어 있는 염기성 제3 용제는 첨가 리간드의 탈양성자화(deprotonation)를 야기할 수 있고, 따라서 첨가 리간드가 중심 원자에 배위될 수 있도록 한다. 용해된 전이 착화합물 및 용해된 첨가 리간드는 냉각되고, 혼합되며, 상기 혼합물이 실온에서 교반될 수 있다. 이러한 용액은 예를 들면 -70℃의 온도로 냉각될 수 있고, 혼합물은 예를 들면 48시간동안 교반될 수 있다.

또한, B2) 단계에서 화학량론적 비율

은 비율

에 상응할 수 있다. 상기 첨가 리간드의 질량을 이용하여 중심 원자들을 가교하는 교환 리간드들은 첨가 리간드로 교환될 수 있으며, 상기 교환 리간드는 예를 들면 할로겐 이온이 있다.

또한, B2) 단계에서 첨가 리간드는 중심 원자와 함께 5원 또는 6원 금속 고리환을 형성하는 것으로 선택될 수 있다. 따라서 단핵성 화합물이 제조될 수 있다. 예를 들면, 이미 B1)단계에 사용된 리간드가 선택될 수 있다. 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성할 수 있으며, 예를 들면 식 3에 따른 구조식을 가진 다른 리간드들도 마찬가지로 사용될 수 있다. 중심 원자와 함께 5원 금속 고리환을 형성하는 리간드에 대한 예는 페닐피리딘 유도체, 아릴이미다졸 유도체 또는 아릴카르벤 유도체이다.

B2) 단계에서 이러한 리간드가 첨가 리간드로 선택되면, B3) 단계에서 단핵성 금속 착화합물이 형성될 수 있고, 상기 금속 착화합물은 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 적어도 하나의 리간드를 포함한다. 이러한 단핵성 금속 착화합물은 예를 들면 식 3에 따른 구조를 포함할 수 있다.

또한, B2)단계에서 첨가 리간드로 다리 리간드가 선택될 수 있다. 따라서, 다핵성 화합물이 제조될 수 있으며, 상기 화합물에서 중심 원자들은 다리 리간드에 의해 서로 가교된다. 다리 리간드는 예를 들면 구아니딘 유도체 또는 피라졸 유도체로부터 선택된다. 구아니딘 유도체는 예를 들면, 문헌[Dalton Trans., 2006, 4623-4631]에 공지된 바와 같은 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. 이러한 제조 방법은 본문에서 전체 내용적으로 관련한다. 다리 리간드는 예를 들면 2개의 결합 원자들을 가진 두자리 리간드이며, 상기 결합 원자들은 서로 간에 1,2 또는 1,3 위치에 있다. 따라서, 중심 원자와 함께 6원- 또는 5원환이 형성될 수 없다. 그러므로, 예를 들면 2량체 금속 착화합물의 형성에 도움이 된다.

B3) 단계에서, - B2) 단계에서 첨가 리간드로서 다리 리간드가 선택된 경우- 다핵성 금속 착화합물이 형성될 수 있고, 상기 착화합물은 중심 원자와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 적어도 하나의 리간드를 포함하며, 상기 착화합물에서 적어도 2개의 각각의 중심 원자들은 적어도 하나의 다리 리간드에 의해 서로 가교된다. 화학량론적 비율을 적합하게 맞추는 경우, 2개 이상의 중심 원자들을 포함한 클러스터(cluster)가 형성될 수 있다.

A), B), B1), B2), B3) 단계는 비활성 분위기, 예를 들면 아르곤- 또는 질소-분위기에서 수행될 수 있다.

표 2

표 2는 상기 열거한 방법에 따른 단핵성 및 다핵성의 금속 착화합물을 위한 합성 루트를 나타낸다. 표 2에서 화학량론적 비율은 제공되지 않는데, 화학량론적 비율은 상기에 상술한 바와 같이 각각의 원하는 생성물에 따라 서로 상이할 수 있기 때문이다.

표 2에서 중심 원자 화합물로서 예를 들면 금속 중심 원자의 염이 제공되며, 상기 염은 교환 리간드로서 할로겐 이온(Hal)을 포함한다. 할로겐 이온 대신, 교환이 용이한 리간드가 사용될 수 있는데, 이는 예를 들면 아세틸아세토네이트, 트리플루오르메탄설포네이트 또는 CO가 있다. 여기서 예를 들면, 금속 중심 원자(M)의 염(I)은 4개의 할로겐 이온들(Hal)을 포함하고, 중심 원자(M)에 배위된 할로겐 이온들의 수는 중심 원자(M)의 각각의 결합도에 따라 달라질 수 있다. 마찬가지로, 반대 이온(counter ion)(K)에 대한 비율도 달라질 수 있다. 염(I)은 제1 합성 단계에서 리간드(II)를 이용해 재편성된다. 상기 리간드는 호변이성 구조 유닛(Y)을 포함하고, 상기 구조 유닛은 예를 들면 CH ₂ 또는 NH일 수 있다. 양성자의 분열에 의해, B1) 단계에서 전이 착화합물(III)이 생성되고, 상기 착화합물은 각각 하나의 리간드를 가진 2개의 중심 원자들(M)을 포함하며, 상기 2개의 중심 원자들은 2개의 할로겐 이온들에 의해 서로 결합된다.

B2) 단계에서 전이 착화합물(III)이, 중심 원자와 함께 5원- 또는 6원 금속 고리환을 형성할 수 있는 리간드를 이용하여 재편성된다면, B3) 단계에서 단핵성 금속 착화합물(VI)이 생성된다. 표 2에서 이러한 리간드로서 리간드(II)가 선택되며, 그러나 상기 리간드(II)와 다른 리간드가 선택될 수도 있다. 중심 원자의 각각의 결합도에 따라 1 내지 3개의 리간드들이 중심 원자에 배위될 수 있으며, 즉 n=1 내지 3일 수 있다. 표 2에서 예를 들면 2개의 리간드가 배위된 중심 원자(M)가 선택되며, 이는 구조 (III 및 V)에서 확인할 수 있다.

B) 단계에서 단핵성 금속 착화합물(VI)은, 염 및 리간드간의 화학량론적 비율이 적합하게 맞춰진 경우(점선 화살표), 염(I) 및 리간드(II)로부터 직접적으로 형성될 수 있다.

B2) 단계에서 전이 착화합물(III)이 다리 리간드(IV)를 이용하여 재편성되면, B3) 단계에서 다핵성 금속 착화합물(V)이 형성된다. 표 2에서 다리 리간드로서 예를 들면 hpp-리간드가 선택되며, 각각의 다른 다리 리간드도 유사하게 사용될 수 있다. 상기 예에서, 다핵성 금속 착화합물은 각각 하나의 리간드를 가진 2개의 중심 원자들(M)을 포함하고, 상기 중심 원자들은 2개의 다리 리간드에 의해 서로 결합된다.

본 방법의 다른 실시예에서, B1) 단계에서, 중심 원자와 함께 5원 금속 고리환을 형성하는 리간드가 선택될 수 있다. 이러한 경우 제조되는 전이 착화합물은 중심 원자들을 포함하며, 상기 중심 원자들에 각각 적어도 하나의 리간드가 배위된다. 상기 리간드는 중심 원자와 함께 5원 금속 고리환을 형성한다. B2) 단계에서 상기 전이 착화합물은 다리 리간드인 첨가 리간드를 이용하여 재편성될 수 있다. 따라서, B3) 단계에서 다핵성 화합물이 얻어지며, 상기 화합물은 적어도 하나의 다리 리간드를 포함하고, 상기 리간드와 함께 5원 금속 고리환을 형성한다.

본 발명은 도면 및 실시예들에 의거하여 더 상세히 설명된다.

[실시예]

카르벤 리간드를 포함하는 화합물예는 식 24에 도시되어 있다. 여기에 도시된 모든 화합물들의 경우, 예를 들면 M=Ir이며 n=3일 수 있다. n=2, M=Ir인 경우, 예를 들면 피콜리네이트 음이온, 페닐피리딘 및 2-페닐이미다졸과 같은 첨가 리간드가 더 존재한다. n=1 및 M=Ir인 경우, 2개의 첨가 리간드가 더 존재한다.

식 24

전자 결핍 방향환 및 전자 풍부 방향환을 가진 리간드를 포함하는 화합물에 대한 예는 식 25에 도시되어 있다. 여기서, 중심 원자(Ir), 다른 중심 원자들도 마찬가지로 적합하다.

식 25

이하, 2핵성인 화합물에 대한 예가 제공된다.

식 26은 중심 원자로서 Pt를, 다리 리간드로서 1, 3, 4, 6, 7, 8-헥사하이드로-2H-피리미도[1, 2-a]피리미딘(a) 및 피라졸(b)을 포함하는 2핵성 화합물에 대한 예를 나타내며, 이 때 R을 위해 상기 열거한 실시예들에 따른 치환기들이 선택되되, H, 분지되지 않은 알킬 잔기, 분지된 알킬 잔기, 축합 알킬 잔기, 환형 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지되지 않은 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환되며 분지된 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 축합 알킬 잔기, 전체 또는 일부가 치환된 환형 알킬 잔기, 알콕시기, 아민, 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 방향족, 축합 방향족, 전체 또는 일부가 치환된 축합 방향족, 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, 축합 이종 고리, 전체 또는 일부가 치환된 이종 고리, F 및 CN으� ��부터 선택된다.

식 26

식 27은 중심 원자로서의 Ir, 다리 리간드로서의 1, 3, 4, 6, 7, 8-헥사하이드로-2H-피리미도[1,2-a]피리미딘(a) 및 피라졸(b)을 포함하는 화합물예를 나타내며, 이 때 2개의 다리 리간드가 있고, 각각의 Ir에 2개의 리간드가 존재하거나, 4개의 다리 리간드가 있고 각각의 Ir에 하나의 리간드가 존재할 수 있다. 이 때, R은 식 26과 유사하게 선택될 수 있다.

식 27

식 26a 및 27a에 도시된 구조식들은 다리 리간드로서 NCN-유닛을 포함할 수 있고, 상기 유닛은 5환, 6환 또는 7환에 통합되거나 환 형성없이 치환된다.

도 1은 복사 방출 소자의 개략적 측면도를 도시한다. 예를 들면 유리로 구성된 기판(1)상에 제1 전극층(2)이 배치되며, 상기 제1 전극층은 예를 들면 투명하고 ITO(indium tin oxide)로 구성된다. 상기 전극층(2)상에 정공 주입층(3)이 배치되며, 상기 정공 주입층상에 다시 정공 수송층(4)이 배치된다. 정공 수송층(4)상에 유기 활성층, 즉 유기 방출층(5)이 배치되고, 상기 유기층상에 정공 차단층(6), 전자 수송층(7) 및 전자 주입층(8)이 배치된다. 전자 주입층(8)상에 제2 전극층(9)이 배치되며, 상기 제2 전극층은 예를 들면 금속 전극이다.

제1 및 제2 전극층(2, 9) 사이에 전압을 인가하면, 전류는 소자를 통해 흐르고, 방출층(5)에서 양성자들이 분리되며, 상기 양성자들은, 광이 형태로, 예를 들면 제1 전극층(2) 및 기판(1)을 경유하여 소자로부터 방출된다. 대안적으로, 제2 전극층(9)이 단독으로 또는 부가적으로 투명하게 형성될 수 있고, 광은 두 개의 전극층 또는 제2 전극층만 경유하여 소자로부터 방출될 수 있다.

방출층(5)은 상기 열거한 실시예들에 따른 금속 착화합물을 포함하고, 상기 금속 착화합물은 매트릭스에 매립될 수 있다.

도 2는 6원 금속 고리환을 포함한 2개의 금속 착화합물들의 포토루미네슨스 스펙트럼을 비교하며, 상기 착화합물들은 중심 원자에 대한 리간드의 친화력과 관련하여 상이하다((페닐피리딜) ₂ Ir(디피리딜아민) 및 (페닐피리딜) ₂ Ir(아세틸아세토네이트)). 상대적 세기(I _rel )에 대한 파장(λ)[nm]의 그래프이다. 친핵성(nucleophile) 아자 유사체 1,3-디케톤-리간드 2,2-디피리딜아민의 삽입에 의해 방출된 광이 약 10 nm만큼 더 작은 파장으로 이동하기 시작하는 것을 인지할 수 있다. 스펙트럼의 폭은 착물의 헤테로렙틱(heteroleptic) 특성에 의해 생성되며, 5원 금속 고리는 500 nm의 상위에서 방출하고, 유사한 6원 금속 고리를 형성하는 성분(2,2-디피리딜아민)의 영향이 점차 증가하며 청색 광의 방출이 강화된다(500 nm보다 낮은 파장).

(페닐피리딜) ₂ Ir(디피리딜아민)은 (페닐피리딜) ₂ Ir(아세틸아세토네이트)로부터 제조되되, 예를 들면, (페닐피리딜) ₂ Ir(아세틸아세토네이트)가 등량의 디피리딜아민과 함께 에톡시에탄올에서 1 내지 2분동안 가열되되, 오랜지 색감이 황색으로 변할 때까지 가열되면서 제조될 수 있다. 생성물은 냉각 후 흡인되어, 메탄올로 세척된다. 이러한 반응은 95%의 수율로 시작된다. 상기 반응은, 리간드의 호변이성 유닛과 함께 6원 금속 고리환의 형성이 친핵성의 증가로 인해 에너지적으로 도움을 받는다는 것을 나타낸다. 상기 리간드는 중심 원자와 함께 아자-유사체 1,3-디케토네이트착물을 형성한다.

대안적으로, (페닐피리딜) ₂ Ir(디피리딜아민)을 제조하기 위해, 0.1 mmol(107 mg)의 페닐피리딘-디-μ-클로로-이리듐-III-착물, 0.2 mmol(35 mg)의 디피리딜아민 및 0.2 mmol(168 mg)의 나트륨비카르보네이트를 20 ml의 에톡시에탄올에 담아 100 ml의 플라스크에 30분 동안 환류로 끓일 수 있다. 이 때, 황색 생성물이 침전되며, 상기 생성물을 흡인하고, 메탄올로 세척한다(수율 75%).

이하, 전이 착화합물들 및 금속 착화합물들을 제조하기 위한 실시예들이 제공된다.

디(μ-클로로)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 1

화합물 1

12 mmol(4.98 g)의 칼륨테트라클로로플라티네이트를 24 ml의 뜨거운 탈기수(degassed water)에 용해시키고, 강력한 교반을 하면서 다시 냉각시킨다. 이 때, 칼륨테트라클로로플라티네이트가 미세한 현탁액으로 침전된다. 상기 현탁액에는, 72 ml의 에톡시에탄올에 용해된 12 mmol(1.86 g)의 페닐피리딘을 적하한다. 현탁액을 70℃로 가열하고, 이 때 어두운 녹색의 침전물이 점차 형성된다. 원 생성물(raw product)의 침전을 위해 30 ml의 물을 이용하여 현탁액이 하층을 형성하도록 하고, 상기 현탁액을 약 2 시간후 교반한다. 원 생성물을 흡인하고, 수회에 걸쳐 물/알콜-혼합물(10:1)을 이용하여 세척한다. 이 때, 상기 생성물은 공기 중에 안정적이다. 이어서, 진공 상태에서 약 20 시간동안 건조시킨다. 다양한 전하들은, 각각의 오염 비율에 따라 고형물에서 황변 내지 녹변으로 나타난다. 원 생성물은 다른 정제 없이 이후의 실험을 위해 사용될 수 있다.

수율: 3.56 g(77.2%).

디(μ-클로로)-비스[(2,4-디플루오르-페닐-피리디노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 2

화합물 2

7.23 mmol(3 g)의 칼륨테트라클로로플라티네이트를 14 ml의 뜨거운 탈기수에 용해시키고, 강력한 교반을 하면서 30℃로 냉각시킨다. 이 때, 칼륨테트라클로로플라티네이트는 미세 현탁액으로 침전된다. 상기 현탁액에는, 42 ml의 에톡시에탄올에 용해된 7.23 mmol(1.387 g)의 2,4-디플루오르-페닐피리딘을 천천히 적하한다. 현탁액을 약 20 시간동안 70℃로 가열하고, 이 때, 황녹색 침전물이 점차 형성된다. 현탁액을 실온에서 냉각한 후, 원 생성물의 침전을 위해 30 ml의 물을 이용해 하층을 형성하도록 하며, 약 2 시간후 교반한다. 황녹색의 원 생성물을 흡인하고, 수회에 걸쳐 물/알콜-혼합물(10:1)로 세척한다. 진공 상태의 건조기에서 약 20시간을 건조시킨다.

수율: 2.36 g(78%)

화합물 1 및 2는 전이 착화합물의 합성을 보여주며, 이 때 리간드는 중심 원자와 함께 5원 금속 고리환을 형성하는 것으로 선택된다.

디(μ-클로로)-비스[(디-피리딜아미노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 3

화합물 3

3 mmol(1.245 g)의 칼륨테트라클로로플라티네이트를 6 ml의 뜨거운 탈기수에 용해시키고, 강력한 교반을 하면서 30℃로 냉각시킨다. 이 때, 칼륨테트라클로로플라티네이트는 미세 현탁액으로 침전된다. 상기 현탁액에는, 45 ml의 에톡시에탄올에 용해된 3 mmol(0.514 g)의 디피리딜아민을 적하한다. 상기 현탁액을 약 20 시간동안 70℃로 가열하고, 이 때 크림색의 침전물이 점차 형성된다. 상기 현탁액을 실온에서 냉각시킨 후, 원 생성물의 침전을 위해 40 ml의 물을 이용하여 하층을 형성하도록 하고, 약 2시간 후 교반한다. 원 생성물을 흡인하여, 수 회에 걸쳐 물/알콜-혼합물(10:1)로 세척한다. 진공 상태의 건조기에서 약 20시간을 건조시킨다.

수율: 1 g(83%)

화합물 3은 리간드와 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 금속 착화합물에 대한 예를 나타낸다.

비스[(디-피리딜아미노)플라틴(II)]의 합성= 화합물 4

화합물 4

3 mmol(1.245 g)의 칼륨테트라클로로플라티네이트를 6 ml의 뜨거운 탈기수에 용해시키고, 강력한 교반을 하면서 30℃로 냉각시킨다. 이 때, 칼륨테트라클로로플라티네이트는 미세 현탁액으로 침전된다. 상기 현탁액에는, 40 ml의 에톡시에탄올에 용해된 6 mmol(1.027 g)의 디피리딜아민을 적하한다. 상기 현탁액을 약 20 시간 동안 70℃로 가열하며, 이 때 황색 침전물이 점차 형성된다. 생성물을 용해 분리하기 위해, 냉각 후, 상기 혼합물에 2회동안 각각 50 ml의 물을 섞고, 교반하면서 가열한다. 발생한 칼륨클로로이드를 분리하기 위해, 수상(water phase)이 분리되며 교반되도록 하고, 황색 생성물을 메탄올에 담그고 여과시킨다. 이어서, 진공 상태에서 메탄올을 증류시킨다.

수율: 1.37 g(85%)

상기 화합물을 질량 분석법을 이용하여 증명할 수 있다.

화합물 4는 중심 원자와 리간드가 함께 6원 금속 고리환을 형성하는 단핵성 금속 착화합물을 나타낸다. 도 3a, b, c, d는 다양한 희석도를 가진 상기 화합물의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다. 희석도가 증가하면, 최대 방출은 약 398 nm으로부터 345 nm으로 이동한다.

비스[(디-플루오로페닐피리딘)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 5

화합물 5

2.41 mmol(1 g)의 칼륨테트라클로로플라티네이트를 8 ml의 탈기수에서 강력한 교반을 통해 현탁한다. 상기 현탁액에는 24 ml의 에톡시에탄올에 용해된 5.3 mmol(1.013 g)의 2,4-디플루오르-페닐피리딘을 첨가한다. 현탁액을 약 20시간동안 80℃로 가열하고, 이 때 어두운 녹색의 침전물이 점차 형성된다. 현탁액을 실온에서 냉각한 후, 원 생성물의 침전을 위해 15 ml의 물을 이용하여 하층으로 형성되도록 하고, 약 2시간 후 교반한다. 원 생성물을 흡인한 후, 수 회에 걸쳐 물/알콜-혼합물(10:1)로 세척한다. 이 때, 상기 생성물은 공기중에 안정적이다. 이어서, 진공 상태에서 약 20 시간동안 건조시킨다.

수율: 0.935 g(92%)

화합물 5는 중심 원자가 리간드와 함께 5원 금속 고리환을 형성하는 단핵성 금속 착화합물을 나타낸다.

디(μ-피라졸라토)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 6

화합물 6

0.65 mmol(0.5 g)의 디(μ-클로로)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)](화합물 1)을 25 ml의 디클로메탄에서 현탁한다. 그와 동시에, 1.3 mmol(88.5 mg)의 피라졸 및 1.3 mmol(70.23 mg)의 나트륨메틸레이트를 15 ml의 디클로메탄에서 마찬가지로 현탁한다. 두 개의 현탁액들을 약 1시간동안 교반하고, 이어서 피라졸-현탁액을 디(μ-클로로)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)]-현탁액에 첨가한다. 상기 혼합물을 약 48시간동안 실온에서 교반한다. 48시간 후, 혼합물을 P4-프릿(frit)을 통해 여과시키고, 디클로메탄을 이용하여 수회에 걸쳐 헹군다. 용해물을 진공 상태에서 농축시킨다. 이어서, 상기 물질을 2회동안 메탄올로 세척하고, 진공 상태에서 건조시킨다.

수율: 234 mg(43.3%)

도 3e는 488 nm과 522 nm인 경우에 방출 최대값을 갖는 화합물 6의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다.

디(μ-피라졸라토)-비스[(2,4-디플루오르-페닐-피리디노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 7

화합물 7

1.04 mmol(874 mg)의 디(μ-클로로)-비스[(2,4-디플루오르-페닐-피리디노)플라틴(II)](화합물 2)을 10 ml의 디클로메탄에서 현탁한다. 여기에, 2.078 mmol(112.2 mg)의 나트륨메틸레이트 및 2.078 mmol(141.3 mg)의 피라졸로 이루어진 혼합물을 40 ml의 디클로메탄에서 현탁하여, 천천히 적하한다. 녹색의 반응 혼합물을 실온에서 48시간동안 교반한다. 이어서, 프릿을 통해 여과시키고, 디클로메탄으로 헹군다. 여과물을 농축시키고, 수확한 황색 생성물을 2회동안 메탄올을 이용하여 열간으로, 1회동안 펜탄으로 세척한다. 진공 상태에서 건조시킨다.

수율: 662 mg(71%)

도 3f는 470 nm과 501 nm일 때 방출 최대값을 갖는 화합물 7의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다.

디(μ-hpp)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 8

화합물 8

0.39 mmol(0.3 g)의 디(μ-클로로)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)](화합물 1)을 25 ml의 디클로메탄에 현탁한다. 그와 동시에, 0.78 mmol(108.6 mg)의 Hhpp 및 0.78 mmol(42.13 mg)의 나트륨메틸레이트를 20 ml의 디클로메탄에 현탁한다. 두 개의 현탁액을 교반하면서 -70℃로 냉각한 후, Hhpp-현탁액을 디(μ-클로로)-비스[(페닐-피리디노)플라틴(II)]-현탁액에 첨가한다. 이 혼합물을 약 48시간동안 실온에서 교반한다. 48 시간후, 상기 혼합물을 P4 프릿을 통해 여과시키고, 디클로메탄을 이용하여 수회에 걸쳐 헹군다. 상기 용해물을 진공 상태에서 농축한다. 이어서, 상기 물질을 펜탄으로 세척한다. 펜탄-추출물은 포토루미네슨스 스펙트럼과 관련하여 세척한 생성물과 동일한 결과를 보여준다.

수율: 실제로 정량적임

상기 화합물을 질량 분석법을 이용하여 증명할 수 있다.

도 3g는 498 nm과 531 nm에서 방출 최대값을 갖는 화합물 8의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다.

디(μ-hpp)-비스[(2,4-디플루오르-페닐-피리디노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 9

화합물 9

1.19 mmol(1 g)의 디(μ-클로로)-비스[(2,4-디플루오르-페닐-피리디노)플라틴(II)](화합물 2)을 20 ml의 디클로메탄에 현탁하고, -70℃로 냉각시킨다. 여기에, 2.377 mmol(128.4 mg)의 나트륨메틸레이트 및 2.377 mmol(330.9 mg)의 Hhpp로 이루어진 혼합물을 40 ml의 디클로메탄에 현탁하고 마찬가지로 -70℃로 냉각하여, 천천히 적하한다. 녹색의 반응 혼합물을 48시간동안 실온에서 교반하고, 이 때 혼합물은 갈색이 된다. 이어서, 프릿을 통해 여과시키고, 디클로메탄으로 헹군다. 여과물을 응축시키고, 베이지 갈색의 생성물을 얻는다. 에테르로 분리 용해된 분율(fraction)은 원 생성물과 동일한 PL 스펙트럼을 제공한다.

수율: 실제로 정량적임

도 3h는 473 nm 및 501 nm에서 방출 최대값을 갖는 화합물 9의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다.

디(μ-hpp)-비스[(디피리딜아미노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 10

화합물 10

1.25 mmol(1 g)의 디(μ-클로로)-비스[(디-피리딜아미노)플라틴(II)](화합물 3)을 10 ml의 디클로메탄에 현탁하고, -70℃로 냉각시킨다. 여기에, 2.496 mmol(134.8 mg)의 나트륨메틸레이트 및 2.496 mmol(347.4 mg)의 Hhpp로 이루어진 혼합물을 35 ml의 디클로메탄에 현탁하고 마찬가지로 -70℃로 냉각하여, 천천히 적하한다. 반응 혼합물은 황색이 된다. 48시간동안 실온에서 교반하면서 반응시킨다. 이후, 물질을 P4 프릿을 통해 여과시키고, 디클로메탄을 이용하여 수회동안 헹군다. 여과물을 농축하고, 진공상태에서 건조시킨다.

수율 1.04 g(83%)

상기 화합물을 질량 분석법을 이용하여 증명할 수 있다.

도 3i는 463 nm에서 방출 최대값을 갖는 화합물 10의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다.

디(μ-피라졸라토)-비스[(디피리딜아미노)플라틴(II)]의 합성 = 화합물 11

화합물 11

0.21 mmol(0.17 g)의 디(μ-클로로)-비스[(디-피리딜아미노)플라틴(II)(화합물 3)을 15 ml의 디클로메탄에 현탁한다. 그와 동시에, 0.42 mmol(28.9 mg)의 피라졸 및 0.42 mmol(22.9 mg)의 나트륨메틸레이트를 10 ml의 디클로메탄에 현탁한다. 두 개의 현탁액을 약 1시간동안 교반한 후, 피라졸-현탁액을 디(μ-클로로)-비스[(디-피리딜아미노)플라틴(II)]-현탁액에 첨가한다. 상기 혼합물을 약 48 시간동안 실온에서 교반한다. 혼합물의 채색은 황색으로 짙어진다. 48시간 후, 상기 물질을 P4 프릿을 통해 여과하고, 디클로메탄을 이용하여 수회에 걸쳐 헹군다. 이 때, 상기 용해물은 UV광(384 nm)에 의해 밝은 녹색으로 빛난다. 이어서, 상기 용해물을 진공 상태에서 건조시킨다.

수율: 0.03 g(16.4%)

도 3j는 524 nm일 때 방출 최대값을 갖는 화합물 11의 포토루미네슨스 스펙트럼을 나타낸다.

또한, 상기 열거한 합성 규정들에 따르면, 식 28에 맞는 금속 착화합물들이 제조될 수 있다.

식 28

금속 착화합물들에 대한 다른 예는 트리스-디피리딜이민-이리듐-III(식 29)이다. 이는 예를 들면 이하의 방법으로 제조될 수 있다: 디피리딜아민 및 이리듐아세틸아세토네이트를 화학량론적 비율로 글리세롤에 넣고, 비활성 가스에 노출시켜 12시간동안 환류로 가열한다. 이어서, 반응 혼합물에 물을 섞고, Ir-유도체를 클로로포름을 이용하여 추출한다. 클로로포름상을 농축한 후, 메탄올을 첨가하여 생성물을 침전시킨다.

식 29

도 4a는 트리스-디피리딜이민-이리듐-III의 흡수 스펙트럼(nm단위의 파장(λ)에 대한 흡수(A))을 나타낸다. 약 300 nm에서 이중 피크를 확인할 수 있다.

도 4b는 트리스-디피리딜이민-이리듐-III-착물의 PL-방출 스펙트럼(nm단위의 파장(λ)에 대한 세기(I))을 나타낸다. 약 430 nm에서 단일 피크를 확인할 수 있다.

금속 착화합물에 대한 다른 예는 트리스-디-1,2,4-벤조트리아진-3-일-메틴-이리듐-III(식 30)이며, 이는 이하의 방법으로 제조될 수 있다: 디벤조-1,2,4-트리아진-3-일-메탄 및 이리듐아세틸아세토네이트를 화학량론적 비율로 글리세롤에 넣고, 비활성 가스에 노출시켜 15 시간동안 환류로 가열한다. 이어서, 반응 혼합물에 물을 섞고, 클로로포름을 이용하여 Ir-유도체를 추출한다. 클로로포름상을 농축한 후, 메탄올을 첨가하여 생성물을 침전시킨다.

식 30

도 5a는 트리스-디-1,2,4-벤조트리아진-3-일-메틴-이리듐-III의 흡수 스펙트럼(nm단위의 파장(λ)에 대한 흡수(A))을 나타낸다. 약 280 nm에서 피크를 확인할 수 있다.

마지막으로, 도 5b는 트리스-디-1,2,4-벤조트리아진-3-일-메틴-이리듐-III-착물의 PL 방출 스펙트럼(nm단위의 파장(λ)에 대한 세기(I))을 나타내며, 약 420 nm에서 피크를 확인할 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태 및 실시예들은 임의적으로 달라질 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 예에 한정되지 않고 본 명세서에 상술되지 않은 다른 형성예들도 허용하고 있음을 주지해야 할 것이다.