KR100913610B1

KR100913610B1 - 금속착체를 포함하는 다성분 발광 나노입자　및 이를이용한 유기광전소자

Info

Publication number: KR100913610B1
Application number: KR1020070017626A
Authority: KR
Inventors: 정해룡; 권은상; 하치로 나카니시; 히데토시 오이카와; 히토시 카사이; 허달호; 채미영; 강의수
Original assignee: 제일모직주식회사; 고쿠리츠 다이가쿠 호진 도호쿠 다이가쿠
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2009-08-26
Also published as: KR20080077877A

Abstract

호스트에서 도판트로의 에너지 전달효율이 우수하여 이를 유기광전소자의 발광층에 응용할 경우 전체적인 발광효율을 증대시킬 수 있고 분산안정성이 우수한　유기광전소자용 다성분 발광 나노입자가　제공된다. 본 발명에 따른 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자는　호스트물질 및 이에 도핑되어 있는 희토류 금속계, 이리듐　금속계, 백금계 금속착체 도판트를 포함하며, 이들의 분산안정성과 입자크기를 제어해 주기 위하여 분산제를 포함한다.

금속착체, 유기광전소자, 발광층, 분산제

Description

금속착체를 포함하는 다성분 발광 나노입자　및 이를 이용한 유기광전소자{Multicomponent emitting nanoparticles　for organic photoelectric device comprising metal complex and organic photoelectric device thereby}

도 1은 실시예 1에 의해 제조한 나노입자의 전자현미경 사진이다.

도 2은 실시예 15에 의해 제조한 나노입자의 전자현미경 사진이다.

도 3은 비교예 2에 의해 제조한 나노입자의 전자현미경 사진이다.

도 4은 비교예 3에 의해 제조한 나노입자의 전자현미경 사진이다.

도 5는 실시예 1 ~ 4, 비교예 1에 대한 발광스펙트럼 결과 그래프이다.

도 6는 실시예 5　~ 9에 대한 발광스펙트럼 측정 결과 그래프이다.

도 7은 실시예 10 ~ 14에 대한 발광스펙트럼 측정 결과 그래프이다.

도 8은 실시예 15에 대한 발광스펙트럼 측정 결과 그래프이다.

도 9은 실시예 1 ~ 4, 비교예 1에서 제조된 나노입자 분산액에 대한 빛의 세기 측정 결과이다.

본 발명은 유기광전소자용 화합물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호스트(host)와 도판트(dopant)를 포함하는 유기광전소자의 발광층 형성용 다성분 나노입자에 있어서 도판트로서 금속착제를 사용하고, 인위적으로 호스트와 도판트 사이의 거리를 제어함으로서, 호스트에서 도판트로의 에너지 전달효율을 높여, 궁극적으로 이를 유기광전소자에 적용시 발광효율을 증대시킬 수 있는 분산안정성이 우수한 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자　및 이를 이용한 유기광전소자에 관한 것이다.

광전소자(photoelectric device)라 함은 넓은 의미로 빛 에너지를 전기에너지로 변환하거나, 그와 반대로 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 소자로서, 이러한 광전소자의 예로는 유기전계 발광소자, 태양전지, 트랜지스터 등이 있다.

이러한 광전소자 중에서도 특히 유기전계 발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diodes)는 최근 평판 디스플레이(flat panel display)의 수요가 증가함에 따라 주목받고 있다.

이러한 유기전계 발광소자는 유기 발광재료에 전류를 가하여 전기에너지를 빛으로 바꾸어주는 소자로서 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 기능성 유기물 층이 삽입된 구조로 이루어져 있다.

소자의 전기적인 특성은 LED와 유사하며 양극에서 정공(hole)이 주입되고 음극에서 전자(electron)가 주입된 후 각각의 정공과 전자는 서로 상대편 전극을 향해 이동하다가 재결합(recombination)에 의해 에너지가 높은 여기자(exiton)를 형 성하게 된다. 이때 형성된 여기자가 기저상태(ground state)로 이동하면서 특정한 파장을 갖는 빛이 발생하게 된다.

유기전기 발광현상은 W. Helfrich와 W.G Schneider(Phys.Rev. Lett.14.229,1965), M. Pope et al.(J.Chem.Phys.42,2540,1965) 등에 의해서 안트라센(anthracene) 단결정을 이용하여 실현된 이후, 꾸준한 상용화의 연구가 진행되었지만 발광효율의 저하, 소자 수명의 단축 등으로 상용화에 이르지 못하였다.

이를 극복하기 위해서 안정성이 우수한 재료의 개발 및 발광효율 개선이 필수적이다.

발광재료의 발광효율이 우수하면 동일 휘도를 나타낼 때 소모되는 전력량이 감소하게 되므로 상용화에 있어 발광재료의 효율 개선이 가장 시급한 과제이다.

최근 발광효율의 개선에 있어서, M.A Baldo (Nature,395,151,1998)는 삼중항 엑시톤을 발광재료로 사용하여 소자의 효율을 급격히 상승시켜 상용화의 토대를 구축하였다.

발광효율을 증대하기 위해서는 엑시톤을 최대로 이용해야 하는데 인광 발광체를 사용하면 100%에 가까운 내부 발광 효율을 얻어 고 효율의 소자를 제작할 수 있다.(J.Appl.Phys.90,5048, 2001)

뿐만 아니라 희토류 금속 이온, 예를 들면 유로피움(Eu), 테르비움(Tb) 등의 금속이온을 발광재료로 사용한 연구도 활발이 진행되고 있다.(Bull.Chem.Soc.Japan 43, 1995, 1970, Coordination Chemistry Reviews, 196, 165, 2006)

희석류 금속의 금지 천이(Forbidden transition)로부터의 발광은 발광 수명 이 매우 길고 특히 발광의 파장 폭이 매우 좁아 색의 순도를 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.

그러나 이러한 발광체들은 긴 디케이 라이프 타임(Decay lifetime)으로 인해 　자체 담금질(Quenching)이 일어나 효율이 감소하게 된다.

이와 같은 효율감소를 막기 위하여 호스트 물질에 도핑을 하는데 호스트 물질은 흡광효율이 높아야 하며, 효율적으로 엑시톤 에너지를 도판트인 발광체로 전달해야 한다.

따라서 호스트 물질에서 도판트 물질인 발광체로 엑시톤 에너지 전달효율에 따라 발광체의 발광효율이 결정된다.

기존에는 도판트인 발광체가 분자상태로 랜덤 (random)하게 호스트 메트릭스 안에 존재하며 엑시톤 에너지 전달에 의해 발광한다.그러나 호스트 물질와 도판트인 발광체의 거리가 멀리 있거나 불순물이 존재할 경우, 에너지 전달이 제대로 이루어지지 않아 발광 효율이 저하되는 단점이 있다.

이를 극복하기 위하여 도판트의 농도를 증가할 경우 상기 기술한 바와 같이 T-T 소멸에 의해 발광효율이 감소하는 문제점이 있다.(Applied physics letters, 74, 442, 1999)

　도판트 물질 상호간의 농도소광이 억제, 발광재료의 열화 방지, 소자의 안정성을 향상하기 위해 덴드리마 화합물을 금속착체와 사용하는 연구가 진행되고 있지만 정공과 전자의 재결합의 효율이 저하되고 정공과 전자의 재결합에 의해서 생성된 호스트 화합물의 여기 삼중항으로부터 금속착체로의 에너지 전달효율이 낮아 결과적으로 발광효율이 낮고 구동전압이 높아지는 단점이 있다.(Applied physics letters, 80, 2645, 2002)

현재 OLED 소자에서 사용되고 있는 풀 칼라(Full color) 구현 방법은 R(red) G(green) B(blue) 각각의 발광층을 이용하는 삼색발광법이다. RGB 유기막을 형성시키기 위해서, Metal Shadow Mask를 사용하여 선택된 저 분자 유기물을 원하는 pixel에만 진공증착 하는 방법이 주로 사용되고 있다.

그러나 이러한 진공증착법은 디스플레이 크기 확대에 한계를 가지고 있다.

즉, 기판사이즈가 커짐에 따라 Metal Shadow Mask의 정렬(Alignment)이 어려워지고, Metal Shodow Mask의 처짐현상이 발생하여 제작상 정밀도 및 마스크 두께로 인한 증착막의 불균일성으로 인하여 고해상도의 제품을 만들기가 어렵다.

또한 진공하에서 진행되므로 기판이 커짐에 따라 대용량의 챔버가 요구되어 생산코스트가 급격히 상승되는 문제점을 가지고 있다.

한편, 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 발광재료를 용융성(soluble) 상태로 제조한 다음 스핀 코팅 혹인 프린트 방법으로 간단히 박막을 형성할 수 있다.

이 경우, 제조공정이 간단하고 적은 비용으로 대면적화가 가능한 장점을 가지고 있으나, 저분자 유기전계 발광소자에 비하여 발광효율이 낮고 특히 분자상태로 존재하는 발광재료의 열 안정성 저하되어 광전소자의 수명특성 등 내구성이 저하되는 문제점이 대두 되고 있어 이에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

일본공개특허 2006-96697에는 유기 금속착체를 이온결합력, 이온-쌍극자 상호작용, 수소결합, 전하이동상호작용, 배위결합, 반데르발스 결합, 파이-파이 상호 작용 등의 결합력을 이용하여 포접 화합물에 결합시켜 제조되는 인광발광 유기금속착체의 미립자 분산액에 대한 내용이 기재되어 있다.

이 복합체에 사용되는 포접 화합물의 종류에는 크라운에테르 유도체, 스클로판(cyclophane) 유도체, 카릭스아렌(calixarene) 화합물, 카본나노튜브 유도체, 시크로텍스트린(cyclodextrin) 유도체, 크립탄드(Cryptand)유도체 등이다.

그러나 포접 화합물은 광전소자의 기능을 갖기 위해서 전자나 전공을 수송할 수 있는 작용기가 필요하며, 이와 같은 작용기를 갖는 　포접 화합물을 합성하는데 12시간 이상의 시간이 소요되는 단점이 있고, 또한 여과, 정제 등의 여러 제조 단계를 거치는 동안 포접화합물의 합성수율을 낮아지는 단점이 있다.

일단 포접화합물이 제조되면 다시 금속착체와 반응하여 복합체를 합성하므로 전체 제조공정이 매우 복잡하고, 특히 금속착체는 포접화합물에 화학적 결합에 의해 존재하고 있으므로 이 경우, 금속착체의 HOMO와 LUMO 사이의 에너지 갭이 영향을 받게 되어 색 순도가 낮아지는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 금속착체와 같이 금속을 함유하는 미립자를 나노스케일로 제조할 경우 미립자 상호 응집에 2차 입자 생성 및 침전으로 인해 실제적으로 소자의 제조시 균일한 막을 제조할 수 없는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 분산 안정성이 우수하고, 나노입자의 표면의 결함을 제거함으로서 높은 발광효율을 가지며,이를 유기광전소자의 발광 층에 응용할 경우, 균일한 박막 제조가 가능하며,　전체적인 발광효율을 증대시킬 수 있는 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자를　제공하는　데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 유기광전소자용 화합물을 발광층으로 하여 제조된 유기광전소자를 제공하는　데에 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자은 기본적으로 호스트, 도판트　및 분산제를 포함한다.

입자가 나노스케일로 작아지면 비표면적이 증대되고, 용액 중에서 브라운 운동에 의한 입자간의 충돌로 쉽게 응집되어 2차입자의 생성 또는 쉽게 침전된다. 특히 비중이 높은 금속착체를 사용하여 미립자를 제조할 경우, 미립자의 불안정에 의한 침전현상은 가속화된다.

또한 미립자는 제조과정에서 표면에 많은 결함을 가지고 있으며 이와 같은 결함은 발광효율을 낮게 하는 원인이 된다. 본 발명자들은 나노입자의 안정성을 향상하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 나노입자의 제조과정에서 분산제를 사용함으로서 상기 기술한 문제점을 해결하고, 우수한 분산 안정성과 발광효율이 우수한 다성분 발광나노입자의 제조를 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 사용되는 분산제로는 양이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양-음이온성 분산제, 비이온성 분산제, 고분자 분산제 등이 있다. 여기서 사용되는 양이온성 분산제, 음이온성 분산제 및 양-음이온성 분산제는 나노입자의 표면에 전하를 부여하여 전하 상호간의 반발력에 의해 입자의 안정성을 부여한다.

비이온성 분산제 및 고분자 분산제는 입자의 표면을 코팅되어, 흡착 고분자간의 엔트로피 반발에 의한 입체효과 및 입자사이의 침투압 효과에 의하여 분산액내에서 안정성을 가지게 된다. 입자 계면에 흡착된 고분자는 분산매와의 엔트로피 균형에서 결정되는 매우 안정한 램덤코일의 구조를 유지하고 있다.

또한 고분자층을 계면에 흡착한 나노입자가 서로 근접하게 되면 접촉부분에는 고분자 농도가 높게 되고 결과적으로 침투압효과에 의해서 분산매의 유입을 촉진하여 결국에는 분산액 내에서 입자의 안전성을 부여한다.

본 발명의 유기광전소자의 발광체 형성용 다성분 발광 나노입자는　상기에서 설명한 바와 같이 분산제와 함께 호스트(host)와 도판트(dopant)를 포함한다.

일반적으로 유기광전소자용 유기화합물의 특성 평가기준은 높은 발광양자효율을 가질 것, 성막성이 좋을 것, 캐리어 수송성이 높을 것 등이 있는데, 호스트(host)는 자체발광 능력은 낮지만 성막성이 높고 발광능력이 높은 물질이 혼합되는 기재(matrix) 재료이다.

호스트로 사용되는 재료는 전자　또는 정공을　주입할 수 있는 성질이 있고, 성막성이 좋고, 내열성이 높고, 여기에너지 레벨이 높고, 전하의 이동성이 우수하고, 발광스펙트럼이 도판트 흡수 스펙트럼과 중첩되어야 하며, 호모(Homo)와 루모(Lumo) 사이의 에너지 갭(gap)이 넓어야 한다.

이와 같은 성질을 만족하는 화합물의 종류로서 방향족 단환계 화합물, 방향족 축합 환계 화합물, 헤테로 단환계 화합물, 헤테로 축합 환계 화합물, 금속착체, 파이 공역계 고분자 화합물, 시스마 공역계 고분자화합물, 금속착체, 아민 유도체, 스틸벤계 화합물, 히드라존계 화합물 등이다.

본 발명에서는 이러한 성질을 만족시키는 호스트(host) 재료로서, 4,4'-비스(9-카바졸일)-2,2'-디메틸-비페닐(4,4'-Bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl, CDBP), 4,4',4"-트리(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tri(N-carbazolyl)triphenylamine, TCTA), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-페난트롤린(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-phenanthroline, BCP), 9,10-비스(4-(N-카바졸일)페닐)안트라센(9,10-bis(4-(N-carbazolyl)phenyl)anthracene, BCPA), 3-(비페닐-4-일)-4-페닐-5(4-터트-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸안트라센(3-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-5(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole, TAZ), 1,1-비스(4-비스(4-메틸페닐)-아미노페닐)-사이클로헥산(1,1-Bis(4-bis(4-methylphenyl)-aminophenyl)-cyclohexane, TAPC), 트리스-(8-하이드록시퀴놀론)알루미늄(Tris-(8-hydroxyquinolone)aluminum, Alq₃), 금속 프탈로시아닌(metal phthalocyanine), 4-비페닐옥솔레이토 알루미늄(III)비스(2-메틸-8-퀴놀리네이토)4-페닐페놀레이트(4-biphenyloxolato aluminum(III) bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate, BAlq), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenylbenzidine, TPD), 4,4'-비스{N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노}비페닐(4,4'-bis{N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino}biphenyl,α-NPD), N-(4-((1E)-2-(10-(4-(디페닐아미노)스티릴)안트라센-9-일)비닐)페닐)-N-페닐벤젠아민(N-(4-((1E)2-(10-(4-(diphenylamino)styryl)anthracene-9-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzeneamine, BSA-2), 4,4'-비스(2,2'디페닐비닐)-1,1'-비페닐(4,4'-bis(2,2'diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl, DPVBi), 2-터트-부틸페닐-5-비페닐-1,3,4-옥사디아졸(2-tert-butylphenyl-5-biphenyl-1,3,4-oxadiazole, PBD), 폴리(비닐카바졸)(poly(vinylcarbazole), PVK) 및 그의 유도체, 카바졸 치환된 폴리아세틸렌(carbazole substituted polyacetylenes, PAC), 폴리(p-페닐렌 비닐렌)(poly(p-phenylene vinylene), PPV) 및 그의 유도체, 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌-코-4,4'-비스페닐렌비닐렌](poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene-co-4,4'-bisphenylenevinylene], MEH-BP-PPV), 폴리(티오펜)(poly(thiophene), PAT) 및 그의 유도체, 폴리(9,9'-디알킬플루오렌)(poly(9,9'-dialkylfluorene), PDAF) 및 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌)(poly(p-phenylene), PPP) 및 그의 유도체, 폴리(1,4-나프탈렌 비닐렌)(poly(1,4-naphthalene vinylene), PNV) 및 그의 유도체, 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 및 그의 유도체, 폴리실란(polysilane) 및 그의 유도체, 폴리(아릴렌비닐렌)(poly(arylenevinylene), PAV) 및 그의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.

도판트(dopant)는 그 자체는 발광능력이 높은 화합물로서 호스트에 미량 혼합해서 사용하기 때문에 이를 게스트(guest) 또는 도판트(dopant)라고 한다.

도판트는 호스트에 도핑되어 발광을 일으키는 물질로서, 본 발명에서는 금속착체를 사용하였는데, 도판트에 의한 발광 의 종류는 (1)전자와 홀의 재결합(recombination)이 호스트　물질에서 일어나 먼저 호스트가 일중항 여기상태(excited)가 되고,　포스트 에너지 전달(Forster transfer)에 의하여 도판트가 일중항 여기 시킨후, intersystem crossing 과정을 통하여 다중항으로 여기　한 후 발광 (2)호스트의 일중항 또는 다중항 여기 후, 　덱스트 에너지 전달(Dexter transfer)에 의하여 도판트의 일중항 또는 다중항으로 여기 한 후 발광, (3) 도판트가 직접 일중항 또는 다중항 여기 및 발광 등으로 구분할 수 있다.

어느 경우에 있어서도 호스트 분자의 여기에너지 레벨이 도판트 분자의 여기에너지 레벨보다 높아야 하는데, 이는 재료의 선택조건으로 귀결된다.

즉, 청색재료의 호스트에 녹색재료의 도판트를 도핑한다든지, 녹색재료의 호스트에 적색재료의 도판트를 도핑한다든지 하는 여러가지 조합이 가능하다.

도판트 재료가 가져야 할 특성으로는 발광양자효율이 높을 것, 잘 응집되지 않을 것, 호스트 재료 속에 균일하게(uniformly) 분포될 것 등이 있다.

본 발명에서는 이러한 도판트로서 금속착체(metal complex)를 사용하였는데, 구체적으로 하기 구조식 1 내지 구조식 4 중에서 선택되는 하나 이상의 금속착체를 도판트로서 사용하였다.

<구조식 1>

<구조식 2>

상기 구조식 1와 구조식 2에서 M은 유로피움(Europium), 테르비움(Terbium), 세리움(Cerium) 또는 튜리윰(Thulium)을 나타내고,

n₁은 2에서 3 사이의 정수, n₂는 1에서 3 사이의 정수, n₃은 0에서 3사이의 정수를 나타내고,

X는 수소원소 또는 중수소원소를 나타내고, Y는 동일 또는 서로 다른 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 하이드록시기, 니트로기, 슬포닐기, 시아노기, 트리플로로메틸기, 슬포닉 산기, 인산기, 치환기를 가질 수 있는 아릴환기, 질소, 산소, 황, 규소 중 1개가 포함된 치환기를 가질 수 있는 헤테로 환기, 실릴기, 다이아조기, 멀캡토기 중 1개를 가질 수 있는 것을 나타내고,

L은 치환기를 가질 수 있는 아릴환, 치환기를 가질 수 있는 헤테로 아릴환, 페난트롤린, 치환기를 가질 수 있는 아릴환을 포함하는 포스폰옥사이드, 치환기를 가질 수 있는 아릴환을 포함하는 설폭사이드,또는 치환기를 가질 수 있는 아릴환을 포함하는 다이 포스폰옥사이드를 나타낸다.

<구조식 3>

상기 구조식 3에서, n=1 or 2 or 3 이며 a와 b는 각각 독립적으로 0(오각고리) 또는 1(육각고리)이다.

구조식 3의 고리는 각각 이중결합을 포함하거나 단일결합으로 이루어진 고리이며, 바람직하게는 방향족성 고리이다.

M은 팔면체 착물을 형성하는 금속원자이며, 상세하게는 이리듐이고;

L은 sp²　탄소 및 헤테로원자를 통해 M에 배위 결합된 1가 음이온의 2자리 리간드 이거나, 1가 음이온의 헤테로원자 및 헤테로원자의 비공유 전자쌍을 통해 배위 결합된 2자리 리간드로서, 예컨대 하기 화학식 1의 리간드이다.

<화학식 1>

　Y¹은 헤테로원자의 비공유 전자쌍을 통해 배위결합된 1자리 리간드 이며, Y²는 sp²　탄소 및 1가 음이온의 질소원자로 배위결합된 1자리 리간드이다.

상기 구조식 3에서, X¹　내지 X⁸는 각각 탄소원자 또는 헤테로원자를 나타내 며, X¹　내지 X⁸중 특정의 것이 탄소원자를 나타내는 경우, 탄소원자를 나타내는 X¹　내지 X⁸에 결합된 R¹　내지 R⁸은 각각 그 탄소원자에 결합된 치환기를 나타낸다.

X¹　내지 X⁸ 중 특정의 것이 질소나 산소 또는 황 원자를 나타내는 경우, X¹　내지 X⁸에 결합된 R¹　내지 R⁸은 각각 비공유 전자쌍을 나타내며, R¹　내지 R⁸로 표시되는 치환기들은 고리를 형성할 수 있다.

R¹　내지 R⁸로 표시되는 치환기는 각각 독립적으로, 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 이상의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상의 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상의 알콕시기, 할로겐원자, 나이트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 이상의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상의 알킬렌기이다.

<구조식 4>

상기 구조식 4에서 M은 백금을 나타내며, A, B, C, D는 이중 어느 2개가 치환기를 가질 수 있는 질소함유 헤테로 환을 나타내고 나머지 2개는 치환기를 가질 수 있는 아릴 환 또는 헤테로 환을 나타내거나, 혹은 A, B, C, D는 모두 치환기를 가질 수 있는 질소함유 헤테로 환을 나타내고,

S₁, S₂, S₃, S₄는 산소, 황, 2가의 치환기　또는 메틸렌 사슬을　나타낸다.

상기 구조식 1　또는 구조식 2으로 표시되는 희토류 금속착체는 구체적으로, 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(트리페닐포스핀옥사이드)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(triphenylphosphineoxide)europium(III), Eu(DBM)₃TPPO), 트리스(4,4,4-트리플루오로-1-(2-틸렌일-1,3-부탄디온어니온)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(4,4,4-trifluoro-1-(2-thylenil-1,3-butanedionanion)mono(phenanthroline)europium(III), {Eu(TTA)₃Phen}), 트리스(비페노일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(biphenoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(BDBBM)₃Phen), 트리스(디나프토일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dinaphthoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(DNM)₃Phen), 트리스(디(4-브로모)벤조일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(di(4-bromo)benzoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(DBrBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(5-아미노페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(5-aminophenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃NH-Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(4,7-디페닐페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(4,7-diphenylphenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃DP-Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(4,7-디메틸페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(4,7-dimethylphenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃DM-Phen), 트리스(벤조일아세토네이토)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(benzoylacetonato)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(BA)₃Phen),
트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)테르비움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)terbium(III), Tb(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)세리움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)cerium(III), Ce(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)튤륨(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)thulium(III), Tm(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)테르비움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)terbium(III), Tb(DBM)₃Phen), 및 트리스(아세틸아세토네이트)테르비움(III)(Tris(acetylacetonate)terbium(III), Tb(acac)₃)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 예로 들 수 있다.

구조식 3로 표시되는 이리듐 금속 착체(Iridium Metal Complex)로는 구체적으로, 이리듐(III)비스(2-페닐피리디네이토-N,C ^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-phenylpyridinato-N,C ^2')acetylacetonate, Ir(ppy)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-(4-톨일)피리디네이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-(4-toly)pyridinato-N,C^2')acetylacetonate, Ir(tpy)₂(acac)}, 이리듐(III)비스(7,8-벤조퀴놀리네이토-N,C^3')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(7,8-benzoquinolinato-N,C^3')acetylacetonate, Ir(bzq)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-페닐벤조티아졸레이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C^2')acetylacetonate, Ir(bt)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-페닐벤조티아졸레이토-N,C^2')피콜리네이트(Iridium(III)bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C^2') picolinate, Ir(bt)₂(pico)), 이리듐(III)비스(2-페닐벤조티아졸레이토-N,C^2')(N-메틸살리실이민-N,O)(Iridium(III)bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C^2')(N-methylsalicylimine-N,O), Ir(bt)₂(sal)), 이리듐(III)비스(2-(1-나프틸)벤조티아졸레이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-(1-naphthyl)benzothiazolate-N,C^2')acetylacetonate, Ir(bsn)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-페닐퀴놀일-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III) bis(2-phenylquinolyl-N,C^2')acetylacetonate, Ir(pq)₂(acac)), 이리듐(III)fac-트리스(2-페닐피리디네이토-N,C^2' )(Iridium(III) fac-tris(2-phenylpyridinato-N,C^2'), fac-Ir(ppy)₃), 이리듐(III)fac-트리스(7,8-벤조퀴놀리네이트-N,C^3')(Iridium(III) fac-tris(7,8-benzoquinolinate-N,C^3'),　fac-Ir(bzq)₃), 이리듐(III)비스(4,6-디플루오로페닐)-피리디네이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C^2')　acetylacetonate, FIr(acac)), 이리듐(III)비스(4,6-디플루오로페닐)-피리디네이토-N,C^2')피콜리네이트(Iridium(III) bis(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C^2')picolinate, FIrpic), 이리듐(III)트리스(1-페닐이소퀴놀린)(Iridium(III) tris(1-phenylisoquinoline), Ir(piq)₃), 이리듐(III)트리스(2-(4-톨일)피리디네이토-N,C2' (Iridium(III)tris(2-(4-tolyl)pyridinato-N,C^2' , Ir(tpy)₃), 이리듐(III)비스(디벤조[f,h]퀴녹살린)아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(dibenzo[f,h]quinoxaline)acetylacetonate, Ir(DBQ)₂(acac)) 및 이리듐(III)비스(1-페닐이소퀴놀리닐-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(1-phenylisoquinolinyl-N,C^2')　acetylacetonate, Ir(piq)₂(acac))로 이루어진 군에서 선택되는 것을 예로 들 수 있다.

상기 구조식 4로 표시되는 백금 금속착체는 구체적으로, 2,3,7,8,12,12,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀 플라티늄(II)(2,3,7,8,12,12,17,18-octaethyl-21H,23H-porphine platinum(II), PtOEP), 시스-비스[2-(2-티에닐)피리딘-N-C³]플라티늄(II)(cis-bis[2-(2-thienyl)pyridine-N-C³] platinum(II), Pt(thpy)₂), 2,8,12,17-테트라에틸-3,7,13,18-테트라메틸포르피린 플라티늄(II)(2,8,12,17-tetraethyl-3,7,13,18-tetramenthyl porphyrin platinum(II), PtOX) 및 플라티늄(II)(platinum(II))으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 예로 들 수 있다.

삭제

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 유기광전소자용 다성분 발광나노입자는　호스트에서 도판트로의 효과적인 에너지 전달과 나노 입자의 상호 충돌에 의한 엑시톤(exciton) 소멸 현상을 방지하기 위하여 호스트:도판트의 무게비를 0.1:1　~ 1000:1의 범위를 가지도록 해주는 것이 바람직하다.

본 발명의 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자는　그 크기가 나노스케 일(1~1,000nm)정도로서 이를 제조하기 위해서는 진공증착법, 용융검출법, 재침전법 등을 이용할 수 있는데, 진공증착법과 용융검출법은 고온-가열 조건이 수반되므로, 본 발명에서는 고온의 공정을 거치지 않아 온도에 의한 열화(degradation)가 없고 제조공정이 비교적 간단한 재침전법에 의해 제조된다.(일본공개특허 평6-79168)

재침전법(reprecipitaion)에 의해 본 발명의 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자를　제조하는 공정에 대하여 설명하면 아래와 같다.

먼저, 도판트로 사용되는 상기 금속착체 화합물을 가용성 용매에 용해한다.

가용성 용매는 도판트로 사용되는 금속착체를 완전히 용해시킬 수 있는 것으로서 후에 설명될 불용성 용매와는 무한하게 희석이 가능한 것이며, 구체적으로 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 엔-메틸 피롤리돈과 같은 아미드계 용매, 메탄올, 에탄올과 같은 탄소수 4 이하의 저급 알콜류 등이 있다.

이때, 금속착체가 용해되어 있는 금속착체 용액의 농도는 1×10^-7　~ 10M 의 농도범위를 가지는 것이 바람직한데, 이는 미결정을 농도 포화 없이 충분한 양 제조하기 위함이다.

다음으로, 상기와 같이 제조된 금속착체 용액에 호스트 화합물을 첨가하여 용해시킨다.

이때, 첨가되는 호스트 화합물의 양은 무게비를 기준으로 호스트:도판트가 0.1:1　~1000:1의 범위로 해주는 것이 바람직한데, 이는 호스트에서 도판트로의 효과적인 에너지 전달과 나노입자의 상호 충돌에 의한 엑시톤 소멸 현상을 방지하기 위함이다.

이때, 호스트-금속착체　도판트 나노입자의 안정성, 2차 입자의 생성 제어, 및 호스트-금속착체 도판트 나노입자의 표면에 존재하는 결함(defect)을 제거하여 발광효율을 증대시켜 주기 위하여 분산제를 첨가한다.

사용되는 분산제로는 양이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양-음이온성 분산제, 비이온성 분산제, 고분자 분산제 등이 있는데, 이들은 모두 상기 전체 조성에서 0.001~50wt%의 범위에서 첨가한다.

상기와 같은 분산제의 첨가량은 나노입자의 응집이나 나노입자의 박막 형성 및 발광특성을 고려한 범위이다.

양이온성 분산제로는 4급 암모늄염, 지방족 아민, 알콕시폴리아민, 지방족아민폴리글리콜에테르, 지방족 아민과 지방족 알콜에서 유도되는 디아민 및 폴리아민 등이 있다.

음이온성 분산제로는 지방산염, 알킬폴리인산에스테르염, 알킬황산에스테르염, 알킬아릴슬폰산염,　아릴황산에스테르 염, 아실메틸타우릴염, 알킬인산에스테르 염, 아릴인산에스테르염,　아릴슬폰산포르말린축합물, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염　등이 있다.

양-음이온성 분산제는 상기 기술한 양이온성 분산제의 양이온 구조와 음이온성 분산제의 음이온 구조가 한 분자 내에 포함되어 있는 화합물이다.

비이온성 분산제의 종류에는 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 , 폴리옥시 알킬아릴아민, 폴리옥시레틸렌지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르 등이 있다.

고분자 분산제로는 알킬하드록시셀룰로즈, 셀룰로즈 유도체, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트 및 그의 유도체, 폴리비닐알콜 및 초산 비닐 공중합체, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리이미드, 폴리아릴아민염 폴리에틸렌옥사이-폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리아크릴산염, 축합아릴렌슬폰산염, 폴리비닐황산염, 스틸렌-아크릴산염 공중합체 등이 있다.

다음으로, 상기와 같이 가용성 용매에 금속착체와 호스트 화합물이 용해되어 있는 용액을 마이크로　실린지(micro-syringe)를 이용하여 강하게 교반되고 있는 불용성 용매에 투입시켜 준다.

이때 사용되는 불용성 용매라 함은 도판트인 금속착체와 호스트 화합물에 대하여 용해되지 않거나 용해도가 1.0×10^-1g/L 이하로 낮은 용매로서 상기 가용성 용매와는 무한희석이 가능한 용매이다.

불용성 용매로는 구체적으로 물(H₂O), 시클로헥산, 데카린, 탄소수 4 이하의 저급 알콜류 등이 있다.

이와 같이 금속착체 도판트 화합물과 호스트 화합물이 용해되어 있는 용액을 강하게 교반되고 있는 불용성 용매에 주입시켜주게 되면 도핑된 상태로 용해되어 있는 호스트-금속착체 화합물이 불용성 용매와 만나면서 석출되는 형태로 재침 전(reprecipitation) 된다.

이때, 침전되는 입자의 크기는 나노　스케일, 즉 1 ~ 1,000nm의 직경을 가진 것으로서 매우 미세하다.

재침전법에 의하여 제조된 나노 스케일의 다성분 나노입자는 호스트와 도판트를 동시에 함유하고 있고, 공간적으로 강제적 접촉을 하고 있다.호스트-도판트계의 발광효율은 엑시톤을 제공하는 호스트 물질과 엑시톤을 받아 발광하는 도판트의 거리에 의해 영향을 받는다.

다성분 나노입자의 경우, 나노 스케일의 메트릭스(matrix)내에서 　호스트의 엑시톤은 포스트 에너지 전달 　또는 덱스트 에너지 전달 기작에 　도판트에 효율적으로 전달되며, 궁극적으로 발광효율이 증가한다.

또한 발광체가 나노입자이므로 단위당 비표면적이 증가되어 외부로부터 호스트 물질의 에너지전달이 쉽게 일어난다.

이렇게 여기된 호스트 물질의 엑시톤은 효율적으로 도판트에 전달되므로 결과적으로 발광효율이 증가된다. 다성분 나노입자의 호스트 메트릭스는 에너지를 포집하는 안테나와 같은 역할을 하며 효과적으로 엑시톤을 도판트에 전달한다.

또한 다성분 발광 나노입자는 도판트의 낮은 농도에서도 높은 발광효율을 나타내므로 자체 담금질(Quenching)을 방지 할 수 있다.

본 발명에 의한 다성분 발광 나노입자는 광전소자용 발광재료뿐만 아니라 표시디바이스, 디스플레이에 첨가해서 각종 발광광원, 조명장치의 형성재료로 사용될 수 있다. 예를 들면 액정표시장치의 백라이트 광원, 가정용 조명, 차내조명, 거리 의 조명등의 발광재료로 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 유기광전소자용 발광체 화합물에 의할 경우 발광효율이 매우 우수하다는 것을 구체적인 실시예들을 들어 설명한다. 다만, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.

1. 호스트- 금속착체 도판트 나노입자 분산액의 제조

< 실시예 1>

이리듐계 금속착체인 Iridium(III) bis(2-phenylquinolyl-N, C ^2') acetylacetonate (이하 Ir(piq)₂(acac)) 0.5mg을 가용성 용매인 테트라하이드로퓨란 15mL에 용해시켜 0.05mM의 Ir(piq)₂(acac)용액을 제조하였다.

여기에 호스트 재료인 폴리비닐카바졸(이하 PVK) 5.0mg을 용해하였다.

그 후, 강하게 교반되는 9.5mL의 불용성 용매인 물(H₂O)에 sodium dodecylbenzenesulfonate(SDBS) 0.5wt% 수용액 0.2mL를 주입한 다음, 500uL용 마이크로 실린지(micro- syringe)를 이용하여 이리듐 금속착체 및 폴리비닐카바졸이 용해된 테트라하이드로퓨란 용액 200uL를 주입하여 Ir(piq)₂(acac)-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 얻었다.　이렇게 제조된 다성분 나노입자 분산액 10mL 중 0.4mL를 취해서 직경 100nm 의 멤브레인 필터지를 이용하여 여과 및 진공펌프를 이용하여 12 시간 이상 건조한 후,　이리듐 착체 및 PVK 다 성분 나노입자 막을 제조하였다.

< 실시예 2 ~ 4>

분산제의 종류 및 불용성 용매의 량을 표 1과 같이 변화시켜 가면서 Ir(piq)₂(acac)-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 제조하였으며, 그 이외의 것은 상기 실시예 1과 동일하다.

< 비교예 1>

실시예 1과 동일하게 Ir(pq)₂(acac)　0.5mg 및 PVK 5.0mg 이 용해된 테트로하이드퓨란 용액을 강하게 교반되는 10mL의 물에 500uL용 마이크로 실린지를 이용하여 200uL를 주입하여 Ir(pq)₂(acac)-PVK 다성분 나노입자 분산액을 제조한 후, 이 중 0.4ML 를 취해서 직경 100nm 의 멤브레인 필터지를 이용하여 여과 및 진공펌프를 이용하여 12시간 이상 건조하였다.

< 실시예 5>

희토류 금속계 금속착체인 Tris(dibenzoylmethane) mono (triphenylphosphineoxide) europium(III) 이하(Eu(DMB)₃TPPO) 1.0mg을 가용성 용매인 테트라하이드로퓨란 9mL에 용해시켜 0.1mM의 Eu(DMB)₃TPPO 용액을 제조하였다.

그 후, 강하게 교반되는 9.5mL의 불용성 용매인 물(H₂O)에 폴리비닐피놀리돈 8.0 wt% 수용액 0.5mL를 주입한 다음, 500uL용 마이크로 실린지를 이용하여 유로피움 착체 및 폴리비닐카바졸이 용해된 테트라하이드로퓨란 용액 100uL를 주입하여 Eu(DBM)₃TPPO-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 얻었다.

< 실시예 6~9>

호스트 재료인 폴리비닐카바졸(PVK)의 첨가량을 표 2과 같이 변화시켜 가면서 Eu(DBM)₃TPPO-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 제조하였으며, 그 이외의 것은 상기 실시예 5과 동일하다.

구분	Eu(DBM)₃TPPO(mg)	PVK 첨가량(mg)	금속착제:PVK 중량비
실시예 5	1.0	5.0	1:5
실시예 6	1.0	10.0	1:10
실시예 7	1.0	25.0	1:25
실시예 8	1.0	50.0	1:50
실시예 9	1.0	100.0	1:100

< 실시예 10>

실시예 1과 동일하게 Ir(piq)₂(acac)　0.5mg을 가용성 용매인 테트라하이드로퓨란 15mL에 용해시켜 0.05mM의 Ir(piq)₂(acac)용액을 제조하였다.

여기에 호스트 재료인 폴리비닐카바졸(이하 PVK) 2.5mg을 용해하였다.

그 후, 강하게 교반되는 9.5mL의 불용성 용매인 물(H₂O)에 폴리비닐알콜 5.0 wt% 수용액 0.5mL를 주입한 다음, 500uL용 마이크로 실린지(micro- syringe)를 이용하여 이리듐 금속착체 및 폴리비닐카바졸이 용해된 테트라하이드로퓨란 용액 200uL를 주입하여 Ir(piq)₂(acac)-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 얻었다.　이렇게 제조된 다성분 나노입자 분산액 10mL 중 0.5mL를 취해서 직경 100nm 의 멤브레인 필터지를 이용하여 여과 및 진공펌프를 이용하여 12시간 이상 건조한 후,　이리듐 착체 및 PVK 다 성분 나노입자 막을 제조하였다.

< 실시예 11　~ 14>

호스트 재료인 폴리비닐카바졸(PVK)의 첨가량을 표 3과 같이 변화시켜 가면서 Ir(piq)₂(acac)-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 제조하였으며, 그 이외의 것은 상기 실시예 10과 동일하다.

< 실시예 15>

이리듐계 금속착체인 Iridium(III) bis(2-phenylquinolyl-N, C ^2') acetylacetonate (이하 Ir(piq)₂(acac)) 0.36mg을 가용성 용매인 테트라하이드로퓨란 13mL에 용해시켜 0.04mM의 Ir(pq)₂(acac)용액을 제조하였다.

여기에 호스트 재료로서 Bis-carbazole phenyl anthracene(이하 BCPA 3.6mg을 용해하였다.

그 후, 강하게 교반되는 9.5mL의 물에 폴리비닐피롤리돈 5.0 wt% 수용액 0.5mL를 주입한 다음, 500uL용 마이크로 실린지를 이용하여 이리듐 착체 및 BCPA이 용해된 테트라하이드로퓨란 용액 400uL를 주입하여 Ir(pq)₂(acac)-BCPA　다 성분 나노입자 분산액을 얻었다.　도 2은 실시예 15에 의해 제조한 나노입자의 전자현미경 사진이다

< 비교예 2>

실시예 1과 동일하게 제조된 0.05mM의 Ir(pq)₂(acac)용액을 강하게 교반되는 10mL의 물에 500uL용 마이크로 실린지를 이용하여 200uL를 주입하여 Ir(pq)₂(acac) 마이크로 결정 분산액을 제조한 후, 이 중 0.5ML 를 취해서 직경 100nm 의 멤브레인 필터지를 이용하여 여과 및 진공펌프를 이용하여 12시간 이상 건조하였다.

금속착체 입자의 전자현미경 사진을 도 3에 나타냈다.

< 비교예 3>

호스트 재료인 PVK 25 mg을 가용성 용매인 테트로하이드로퓨란 15mL에 용해시켜 PVK용액을 제조하여 강하게 교반되는 10mL의 물에 500uL용 마이크로 실린지를 이용하여 200uL를 주입하여 PVK　나노입자 분산액을 제조한 후, 이중 0.5mL를 취해서 　직경 100nm 의 멤브레인 필터지를 이용하여 여과 및 진공펌프를 이용하여 12시간 이상 건조하였다.

이와 같이 제조된 PVK 나노입자의 전자현미경 사진을 도 4에 나타냈다.

2. 전자현미경 사진의 분석

도 1의 상기 실시예 1에 의해 제조된 다성분 나노입자의 전자현미경을 살펴보면 호스트-금속착체 도판트 입자가 1㎛ 이하의 나노스케일 크기의 입자를 가지고 있음을 알 수 있다.　도 2는 저분자 호스트물질을 사용하여 제조한 다성분 나노입자의 전자현미경 사진으로서 호스트-도판트 입자가 500nm 이하의 입자크기를 가지고 있다. 도 3를 참조하면, 금속착체만을 재침전할 경우엔 입자의 크기가 1㎛　이상으로서　상기 실시예 1의 것에 비해 상대적으로 큰 입자크기를 나타내고 있음을 알 수 있다.

도 4을 참조하면, 호스트만을 재침전할 경우에도 도 1과 같이 500nm이하의 입자크기를 가지고 있음을 알 수 있다.

상기 전자현미경 사진 결과를 종합할 때, 본 발명의 금속착체는 그 자체를 재침전법에 의해 침전시킬 경우 입자크기의 제어가 어렵고 상대적으로 큰 입자크기를 가지고 있으나, 이를 호스트 물질에 도핑시켜 재침전시킬 경우 입자크기를 1-1000nm의 나노 스케일, 보다 구체적으로는 500nm이하의 미세크기로 제어하는 것이 가능함을 알 수 있다.

3. 물성의 평가

(1) 발광스펙트럼의 관찰

상기에서 제조된 나노입자 분산액 또는 나노입자 막을 Hitachi사 F-2500 Spectrophotometer를 이용하여 여기 파장 280nm에서 발광스펙트럼을 측정하였다.

단, 도 5는 실시예 1~4, 비교예 1에 대한 발광스펙트럼 결과 그래프이고, 도 6는 실시예 5~9에 대한 발광스펙트럼 측정 결과 그래프이고, 도 7은 실시예 10~14에 대한 발광스펙트럼 측정 결과 그래프이며, 도 8은 실시예 15에 대한 발광스펙트럼 측정 결과 그래프이다.

(2) 발광 세기( intensity )의 측정

상기 실시예 1 ~ 4, 비교예 1에서 제조된 분산액을 365nm 파장의 자외선 램프 아래 두고 각 분산액에서 발광하는 빛의 세기를 디지털 카메라를 이용하여 촬영하였다.

도 9은 다성분 나노입자 분산액에 대한 빛의 세기 측정 결과를 나타낸다.　

4. OLED 소자의 제조

상기 실시예 5　~ 9로부터 얻어진 Eu(DBM)₃TPPO-PVK 다 성분 나노입자 분산액을 이용하여 OLED 소자(샘플 A ~ E)를 제작하였고 종래의 기술과 비교하기 위하여 　호스트 화합물 PVK　에 Ir(piq)₂(acac)를 7% 의 중량비로 하여 OLED소자(비교 A)를 제작하였다.

이때, 양극은 코닝(Corning)사의 15Ψ/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 20mm× 20mm×0.7mm 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수 속에서 각 5 분 동안 초음파 세정한 후, 30 분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다.

그 후, 상기 기판 상부에 PEDOT을 스핀코팅 하였다.

그 후 PEDOT 상부에 발광층으로서 위의 실시예들로부터 얻은 나노 입자가 분산된 용액을 두께 600Å 로 스핀코팅하였다.

그 후 상기 발광층 상부에 Balq를 진공 증착하여 50Å 두께의 홀 블로킹층을 형성한 다음, 이어서 상기 홀 블로킹층 상부에 Alq3를 진공 증착하여 200Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다.

상기 전자 수송층 상부에 LiF 10Å (전자 주입층)과 Al 3000Å (음극)을 순차적으로 진공 증착하여 LiF/Al 전극을 형성함으로써 유기 전기 발광 소자를 제조하였다.

이와 같이 제조된 유기전계 발광소자의 특성을 파악하기 위하여 초기 구동전압(Von; turn-on voltage), 최대 휘도(cd/m²) 및 휘도 1000cd/m²에서의 각각 구동전압(V), 전류 효율(cd/A), 전력 효율(lm/W)를 측정하였으며, 이러한 결과를 표 4에 나타내었다.

6. 결과의 분석

도 5의 상기 실시예 1~4, 비교예 1에 의해 제조된 제조된 이리듐 착체가 함유된 다 성분 나노입자 막의 발광스펙트럼을 나타냈다. 분산제를 사용할 경우, 분산제를 사용하지 않은 경우에 비교하여, 매우 높은 발광효율을 나타냈다.

이것은 분산제가 나노입자의 표면에 균일하게 분포하여서 나노 입자 상호간의 2차 응집을 방지 하여 나노입자 상호간의 담금질(Quenching)을 방지하여 결과적으로 발광효율이 증가한다.

또한 분산제를 사용하면 나노입자의 표면에 생성된 결함을 제거함으로 전체적인 다성분 나노입자의 발광효율은 증가한다.

도 6의 상기 실시예 5~9 에 의해 제조된 제조된 유로피움 착체가 함유된 다성분 나노입자의 발광스펙트럼, 도 7의의 상기 실시예 10~14에 의해 이리듐이 함유된 다성분 나노입자 분산액의 발광스펙트럼을 살펴보면 호스트의 무게비가 증가할수록 　발광의 세기가 증가 되는 것을 알 수 있다.

이것은 호스트의 나노 입자의 개수가 증가할수록 호스트에서 도판트로 효율적인 에너지 전달에 의해 빛의 세기가 증가하고 있음을 나타낸다.

도 8의 실시예 15에 의해 제조된 이리듐 착체-BCPA 다성분 나노입자 분산액의 발광스펙트럼은 발광의 파장 폭이 매우 좁은 것을 알 수 있다. 이것은 호스트 물질의 종류에 따라 색의 순도를 조절할 수 있음을 나타낸다.

도 9는 실시예 1~4, 비교예 1에 의해 제조된 다성분 나노입자 분산액을 365nm 파장의 자외선 램프 아래 두고 각 분산액에서 발광하는 빛의 세기를 디지털 카메라를 이용하여 촬영한 사진이다.

분산제를 사용할 경우, 용액중에서 매우 균일하게 분산되어 있고 3개월 이상의 분산안정성을 나타냈다. 반면 분산제를 사용하지 않고 제조할 경우, 제조된 나노입자는 약 1시간 이내에 침전되는 것을 알 수 있다.

이와 같이 균일하게 제조된 나노입자 분산액을 사용하여 발광 나노소자의 발광층을 제조할 경우 균일한 박막제조가 가능하다.

표 4에는 OLED 소자(샘플 A ~ E)　와 비교예 A 에 따라 제조된 유기전계 발광소자의 효율특성, 색좌표, 휘도특성을 정리하여 나타내었다.

표 4를 참조하면, 　본 발명에 의해 제조한 소자의 경우, 종래의 기술에 의해 제조된 소자에 비해 　초기 구동전압(Von; turn-on voltage)　은 1.6V-1.8V 정도의 감소를 나타내었고, 휘도 1000cd/m²에서의 구동전압은 종래의 비교예 A 보다 2.3V 이상 감소한 우수한 결과를 나타내고 있다.

이것은 　다성분 나노입자로 형성되어 도판트와 호스트가 나노 크기의 아주 작은 입자로 제조되어 효과적인 에너지 전달에 의하여 기존보다 우수한 발광효율과 휘도가 나타난다.

이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 실시예에 따른 유기광전소자용 다성분 발광 나노입자를　이용하여 유기광전소자, 특히 OLED의 발광층을 제조하게 되면　호스트에서 도판트로의 에너지 전달 효율이 좋아지게 되고 균일한 박막을 형막을 형성 할 수 있다.　이로 인해 OLED의 발광효율이 증가하게 된다.

Claims

정공 또는 전자를 수송할 수 있는 호스트　화합물 ; 및

금속착체를 함유하는 도판트　화합물을 분산제 하에서 1 내지 1000 nm 범위의 나노 크기로 분산 혼합하여 제조하고,

상기 호스트　화합물과 도판트　화합물의 혼합 중량비는 0.1:1 ~ 1000:1인 것인 다성분 발광 나노입자.

　　　
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 다성분 발광 나노입자의 크기가 1 내지 500 nm 범위인 것을 특징으로 하는 다 성분 발광 나노입자.

　
제 1 항에 있어서,

상기 다성분 발광 나노입자에 양이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양-음이온성 분산제, 비이온성 분산제 및 고분자 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.
제 4　항에 있어서,

상기 양이온성 분산제는 4급 암모늄염, 지방족 아민, 알콕시폴리아민, 지방족아민폴리글리콜에테르, 지방족 아민과 지방족 알콜에서 유도되는 디아민, 및 폴리아민으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

　
제 4항에 있어서,

상기 음이온성 분산제는 지방산염, 알킬폴리인산에스테르염, 알킬황산에스테르염, 알킬아릴술폰산염,　아릴황산에스테르 염, 아실메틸타우릴염, 알킬인산에스테르 염, 아릴인산에스테르염,　아릴술폰산포르말린축합물, 및 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는　다성분 발광 나노입자.

　
제 4항에 있어서,

상기 양-음이온성 분산제는 양이온 구조와 음이온 구조가 한 분자 내에 포함되어 있는 것임을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

　
제 4　항에 있어서,

상기 비이온성 분산제는 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 , 폴리옥시알킬아릴아민, 폴리옥시레틸렌지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 및 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

　
제 4　항에 있어서,

상기 고분자 분산제는 알킬하드록시셀룰로즈, 셀룰로즈 유도체, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트 및 그의 유도체, 폴리비닐알콜 및 초산 비닐 공중합체, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리이미드, 폴리아릴아민염 폴리에틸렌옥사이-폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리아크릴산염, 축합아릴렌술폰산염, 폴리비닐황산염, 및 스틸렌-아크릴산염 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

　
제 4　항에 있어서,

상기 분산제의 총함량이 0.001　내지 50wt%인 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

　
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 호스트　화합물은 구체적으로, 4,4'-비스(9-카바졸일)-2,2'-디메틸-비페닐(4,4'-Bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl, CDBP), 4,4',4"-트리(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tri(N-carbazolyl)triphenylamine, TCTA), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-페난트롤린(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-phenanthroline, BCP), 9,10-비스(4-(N-카바졸일)페닐)안트라센(9,10-bis(4-(N-carbazolyl)phenyl)anthracene, BCPA), 3-(비페닐-4-일)-4-페닐-5(4-터트-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸안트라센(3-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-5(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole, TAZ), 1,1-비스(4-비스(4-메틸페닐)-아미노페닐)-사이클로헥산(1,1-Bis(4-bis(4-methylphenyl)-aminophenyl)-cyclohexane, TAPC), 트리스-(8-하이드록시퀴놀론)알루미늄(Tris-(8-hydroxyquinolone)aluminum, Alq₃), 금속 프탈로시아닌(metal phthalocyanine), 4-비페닐옥솔레이토 알루미늄(III)비스(2-메틸-8-퀴놀리네이토)4-페닐페놀레이트(4-biphenyloxolato aluminum(III) bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate, BAlq), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenylbenzidine, TPD), 4,4'-비스{N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노}비페닐(4,4'-bis{N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino}biphenyl,α-NPD), N-(4-((1E)-2-(10-(4-(디페닐아미노)스티릴)안트라센-9-일)비닐)페닐)-N-페닐벤젠아민(N-(4-((1E)2-(10-(4-(diphenylamino)styryl)anthracene-9-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzeneamine, BSA-2), 4,4'-비스(2,2'디페닐비닐)-1,1'-비페닐(4,4'-bis(2,2'diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl, DPVBi), 2-터트-부틸페닐-5-비페닐-1,3,4-옥사디아졸(2-tert-butylphenyl-5-biphenyl-1,3,4-oxadiazole, PBD), 폴리(비닐카바졸)(poly(vinylcarbazole), PVK) 및 그의 유도체, 카바졸 치환된 폴리아세틸렌(carbazole substituted polyacetylenes, PAC), 폴리(p-페닐렌 비닐렌)(poly(p-phenylene vinylene), PPV) 및 그의 유도체, 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌-코-4,4'-비스페닐렌비닐렌](poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene-co-4,4'-bisphenylenevinylene], MEH-BP-PPV), 폴리(티오펜)(poly(thiophene), PAT) 및 그의 유도체, 폴리(9,9'-디알킬플루오렌)(poly(9,9'-dialkylfluorene), PDAF) 및 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌)(poly(p-phenylene), PPP) 및 그의 유도체, 폴리(1,4-나프탈렌 비닐렌)(poly(1,4-naphthalene vinylene), PNV) 및 그의 유도체, 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 및 그의 유도체, 폴리실란(polysilane) 및 그의 유도체, 폴리(아릴렌비닐렌)(poly(arylenevinylene), PAV) 및 그의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

　
제 1 항에 있어서,

상기 도판트는 하기 구조식 1 내지　구조식 4에 나타낸 금속　착체 중 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

<구조식 1>

　

<구조식 2>

　

(상기 구조식 1 및 구조식 2에서 M은 유로피움(Europium), 테르비움(Terbium), 세리움(Cerium) 또는 튤륨(Thulium)을 나타내고,

n₁은 2에서 3 사이의 정수, n₂는 1에서 3 사이의 정수, n₃은 0에서 3 사이의 정수를 나타내고,

X는 수소원소 또는 중수소원소를 나타내고, Y는 동일 또는 서로 다른 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 하이드록시기, 니트로기, 술포닐기, 시아노기, 트리플로로메틸기, 술포닉 산기, 인산기, 　치환기를 가질 수 있는 아릴환기, 질소, 산소, 황, 규소 중 1개가 포함된 치환기를 가질 수 있는 헤테로 환기, 실릴기, 다이아조기, 멀캡토기 중 1개를 가질 수 있는 것을 나타내고,

L은 치환기를 가질 수 있는 아릴환, 치환기를 가질 수 있는 헤테로 아릴환, 페난트롤린, 치환기를 가질 수 있는 아릴환을 포함하는 포스폰옥사이드, 치환기를 가질 수 있는 아릴환을 포함하는 설폭사이드,또는 치환기를 가질 수 있는 아릴환을 포함하는 다이 포스폰옥사이드를 나타냄.)

<구조식 3>

　

(상기 구조식 3에서, n=1 or 2 or 3 이며 a와 b는 각각 독립적으로 0(오각고리) 또는 1(육각고리)이고,

구조식 3의 고리는 각각 이중결합을 포함하거나 단일결합으로 이루어진 고리이며,

M은 팔면체 착물을 형성하는 금속원자이고,

L은 sp²　탄소 및 헤테로원자를 통해 M에 배위 결합된 1가 음이온의 2자리 리간드 이거나, 1가 음이온의 헤테로원자 및 헤테로원자의 비공유 전자쌍을 통해 배위 결합된 2자리 리간드이고,

　Y¹은 헤테로원자의 비공유 전자쌍을 통해 배위결합된 1자리 리간드 이며, Y²는 sp²　탄소 및 1가 음이온의 질소원자로 배위결합된 1자리 리간드이고,

X¹　내지 X⁸는 각각 탄소원자 또는 헤테로원자를 나타내며, X¹　내지 X⁸중 특정의 것이 탄소원자를 나타내는 경우, 탄소원자를 나타내는 X¹　내지 X⁸에 결합된 R¹　내지 R⁸은 각각 그 탄소원자에 결합된 치환기를 나타내고,

X¹　내지 X⁸중 특정의 것이 질소나 산소 또는 황 원자를 나타내는 경우, X¹　내지 X⁸에 결합된 R¹　내지 R⁸은 각각 비공유 전자쌍을 나타내며,

R¹　내지 R⁸로 표시되는 치환기는 각각 독립적으로, 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 이상의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상의 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상의 알콕시기, 할로겐원자 또는 나이트로기이고, 이 때, R¹　내지 R⁸로 표시되는 치환기들은 고리를 형성할 수 있음.)

<구조식 4>

　

(상기 구조식 4에서 M은 백금을 나타내며, A, B, C, D 중에서 어느 2개가 치환기를 가질 수 있는 질소함유 헤테로 환을 나타내고 나머지 2개는 치환기를 가질 수 있는 아릴 환 또는 헤테로 환을 나타내거나, 혹은 A, B, C, D는 모두 치환기를 가질 수 있는 질소함유 헤테로 환을 나타내고,

S₁, S₂, S₃및 S₄는 각각 독립적으로 산소, 황,　2가의 치환기 또는 메틸렌 사슬을 나타냄.)

　
제 13　항에 있어서,

상기 구조식 3의 L은 하기 화학식 1의 리간드로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.

<화학식 1>

　

　
제13항에 있어서,

상기 구조식 1　또는 구조식 2으로 표시되는 금속착체는 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(트리페닐포스핀옥사이드)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(triphenylphosphineoxide)europium(III), Eu(DBM)₃TPPO), 트리스(4,4,4-트리플루오로-1-(2-틸렌일-1,3-부탄디온어니온)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(4,4,4-trifluoro-1-(2-thylenil-1,3-butanedionanion)mono(phenanthroline)europium(III), {Eu(TTA)₃Phen}), 트리스(비페노일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(biphenoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(BDBBM)₃Phen), 트리스(디나프토일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dinaphthoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(DNM)₃Phen), 트리스(디(4-브로모)벤조일메탄)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(di(4-bromo)benzoylmethane)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(DBrBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(5-아미노페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(5-aminophenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃NH-Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(4,7-디페닐페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(4,7-diphenylphenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃DP-Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(4,7-디메틸페난트롤린)유로피움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(4,7-dimethylphenanthroline)europium(III), Eu(DBM)₃DM-Phen), 트리스(벤조일아세토네이토)모노(페난트롤린)유로피움(III)(Tris(benzoylacetonato)mono(phenanthroline)europium(III), Eu(BA)₃Phen),

트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)테르비움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)terbium(III), Tb(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)세리움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)cerium(III), Ce(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)튤륨(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)thulium(III), Tm(DBM)₃Phen), 트리스(디벤조일메탄)모노(페난트롤린)테르비움(III)(Tris(dibenzoylmethane)mono(phenanthroline)terbium(III), Tb(DBM)₃Phen), 및 트리스(아세틸아세토네이트)테르비움(III)(Tris(acetylacetonate)terbium(III), Tb(acac)₃)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.
제13항에 있어서,

상기 구조식 3로 표시되는 금속착체는 이리듐(III)비스(2-페닐피리디네이토-N,C ^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-phenylpyridinato-N,C ^2')acetylacetonate, Ir(ppy)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-(4-톨일)피리디네이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-(4-toly)pyridinato-N,C^2')acetylacetonate, Ir(tpy)₂(acac)}, 이리듐(III)비스(7,8-벤조퀴놀리네이토-N,C^3')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(7,8-benzoquinolinato-N,C^3')acetylacetonate, Ir(bzq)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-페닐벤조티아졸레이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C^2')acetylacetonate, Ir(bt)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-페닐벤조티아졸레이토-N,C^2')피콜리네이트(Iridium(III)bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C^2') picolinate, Ir(bt)₂(pico)), 이리듐(III)비스(2-페닐벤조티아졸레이토-N,C^2')(N-메틸살리실이민-N,O)(Iridium(III)bis(2-phenylbenzothiozolato-N,C^2')(N-methylsalicylimine-N,O), Ir(bt)₂(sal)), 이리듐(III)비스(2-(1-나프틸)벤조티아졸레이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(2-(1-naphthyl)benzothiazolate-N,C^2')acetylacetonate, Ir(bsn)₂(acac)), 이리듐(III)비스(2-페닐퀴놀일-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III) bis(2-phenylquinolyl-N,C^2')acetylacetonate, Ir(pq)₂(acac)), 이리듐(III)fac-트리스(2-페닐피리디네이토-N,C^2' )(Iridium(III) fac-tris(2-phenylpyridinato-N,C^2'), fac-Ir(ppy)₃), 이리듐(III)fac-트리스(7,8-벤조퀴놀리네이트-N,C^3')(Iridium(III) fac-tris(7,8-benzoquinolinate-N,C^3'),　fac-Ir(bzq)₃), 이리듐(III)비스(4,6-디플루오로페닐)-피리디네이토-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C^2')　acetylacetonate, FIr(acac)), 이리듐(III)비스(4,6-디플루오로페닐)-피리디네이토-N,C^2')피콜리네이트(Iridium(III) bis(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C^2')picolinate, FIrpic), 이리듐(III)트리스(1-페닐이소퀴놀린)(Iridium(III) tris(1-phenylisoquinoline), Ir(piq)₃), 이리듐(III)트리스(2-(4-톨일)피리디네이토-N,C2' (Iridium(III)tris(2-(4-tolyl)pyridinato-N,C^2' , Ir(tpy)₃), 이리듐(III)비스(디벤조[f,h]퀴녹살린)아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(dibenzo[f,h]quinoxaline)acetylacetonate, Ir(DBQ)₂(acac)) 및 이리듐(III)비스(1-페닐이소퀴놀리닐-N,C^2')아세틸아세토네이트(Iridium(III)bis(1-phenylisoquinolinyl-N,C^2')　acetylacetonate, Ir(piq)₂(acac))로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.
제13항에 있어서,

상기 구조식 4로 표시되는 금속착체는 2,3,7,8,12,12,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀 플라티늄(II)(2,3,7,8,12,12,17,18-octaethyl-21H,23H-porphine platinum(II), PtOEP), 시스-비스[2-(2-티에닐)피리딘-N-C³]플라티늄(II)(cis-bis[2-(2-thienyl)pyridine-N-C³] platinum(II), Pt(thpy)₂), 2,8,12,17-테트라에틸-3,7,13,18-테트라메틸포르피린 플라티늄(II)(2,8,12,17-tetraethyl-3,7,13,18-tetramenthyl porphyrin platinum(II), PtOX) 및 플라티늄(II)(platinum(II))으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다성분 발광 나노입자.
제 1 항의 다성분 발광 나노입자를 포함하는 발광체.

　
제 18　항의 발광체를 포함하는 유기광전소자.
제13항에 있어서,

상기 구조식 3의 고리는 방향족성 고리인 것인 다성분 발광 나노입자.