KR100974008B1 - Phosphorescent polymer and organic light emitting device having the same - Google Patents
Phosphorescent polymer and organic light emitting device having the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100974008B1 KR100974008B1 KR1020090033566A KR20090033566A KR100974008B1 KR 100974008 B1 KR100974008 B1 KR 100974008B1 KR 1020090033566 A KR1020090033566 A KR 1020090033566A KR 20090033566 A KR20090033566 A KR 20090033566A KR 100974008 B1 KR100974008 B1 KR 100974008B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polymer
- ppy
- tpa
- piq
- phosphorescent
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
- C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
- C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
- C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
- H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
- H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1074—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/185—Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인광 발광성 중합체 및 그를 포함하는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of displays, and more particularly, to a phosphorescent polymer and an organic electroluminescent device comprising the same.
최근, 유기 전계발광 소자(Organic Light Emitting Device: OLED) 제조를 위한 인광 물질의 관심이 높아지고 있다. 이는 인광 물질의 최대 내부 양자 효율이 100%에 가깝기 때문이다.Recently, the interest of phosphorescent materials for manufacturing organic light emitting devices (OLEDs) has been increasing. This is because the maximum internal quantum efficiency of the phosphor is close to 100%.
그러나, 유기 전계발광 소자에 적용될 수 있는 고효율 인광 물질들은 매우 제한적이다. 즉, Eu, Tb, Ru, Rh, Os 등의 전이금속을 이용한 인광 물질들의 개발이 진행되고 있으나, 이들은 휘도가 낮고 물질의 안정성(상분리)이 떨어져 실제 소자에 적용하기에는 한계가 있다.However, high efficiency phosphor materials that can be applied to organic electroluminescent devices are very limited. That is, the development of phosphorescent materials using transition metals such as Eu, Tb, Ru, Rh, Os, etc., is progressing, but they have a low luminance and low stability (phase separation), so there is a limit to applying them to actual devices.
이 때문에, 신규 발광 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서, 공액 고분자인 폴리플루오렌의 알킬기 체인에 높은 발광 효율을 갖는 이리듐을 도판트로서 결합하는 연구가 진행되고 있다.For this reason, research on a novel light emitting material is being actively conducted. Among them, studies are being conducted to bind iridium having high luminous efficiency as a dopant to an alkyl group chain of polyfluorene which is a conjugated polymer.
그러나, 이러한 인광 도판트를 포함하는 공액 고분자는 그 양자 효율이 저분 자 정공 물질과 인광 도판트를 사용하는 것보다 다소 떨어진다. 이는 공액 고분자가 인광 염료보다 낮은 삼중항 에너지 상태를 가지므로, 방출된 삼중항 에너지가 정공 공액 고분자로 돌아가기 때문이다. 또한, 인광 도판트로부터 정공 공액 고분자로의 열에너지의 전이는 OLED의 인광 발광 효율을 감소시킨다.However, conjugated polymers containing such phosphorescent dopants have somewhat lower quantum efficiencies than those using low molecular hole materials and phosphorescent dopants. This is because the conjugated polymer has a lower triplet energy state than the phosphorescent dye, and the emitted triplet energy returns to the hole conjugated polymer. In addition, the transfer of thermal energy from the phosphorescent dopant to the hole conjugated polymer reduces the phosphorescence efficiency of the OLED.
따라서, 높은 외부 양자 효율을 이루기 위해서는 낮은 삼중항 에너지 상태와 인광 소멸 현상을 갖지 않는 새로운 정공 고분자의 개발이 필요하다.Therefore, in order to achieve high external quantum efficiency, it is necessary to develop a new hole polymer having no low triplet energy state and no phosphorescence phenomena.
본 발명의 일 측면은 우수한 발광 특성을 갖는 인광 발광성 중합체 및 그를 포함하는 유기 전계발광 소자를 제공한다.One aspect of the present invention provides a phosphorescent polymer having excellent luminescent properties and an organic electroluminescent device comprising the same.
본 발명의 일 측면은 습식법으로 성막할 수 있는 인광 발광성 중합체 및 그를 포함하는 유기 전계발광 소자를 제공한다.One aspect of the present invention provides a phosphorescent polymer that can be formed by a wet method and an organic electroluminescent device comprising the same.
본 발명의 일 측면은 내구성이 향상되고, 긴 수명 시간을 갖는 유기 전계발광 소자를 제공한다.One aspect of the present invention provides an organic electroluminescent device having improved durability and long life time.
본 발명의 일 측면에 따른 인광 발광성 중합체는 비공액 고분자를 함유하는 주쇄에 페닐피리딘 또는 페닐이소퀴놀린 구조를 갖는 이리듐 착체 함유기가 결합되어 있다.Phosphorescent polymer according to an aspect of the present invention is bonded to an iridium complex containing group having a phenylpyridine or phenylisoquinoline structure in the main chain containing a non-conjugated polymer.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 유기 전계발광 소자는 상기 인광 발광성 중합체를 포함하는 발광층을 갖는다.On the other hand, the organic electroluminescent device according to an aspect of the present invention has a light emitting layer comprising the phosphorescent polymer.
본 발명의 일 측면에 따른 인광 발광성 중합체는 우수한 발광 특성을 보이면서도 매우 높은 외부 양자 효율을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 인광 발광성 중합체는 일반적으로 이용되는 유기 용매에 대한 용해도가 매우 우수하여 습식법으로 결함 없는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 상기 인광 발광성 중합체는 열적으로 안정하면서도 장시간 발광이 가능하므로, 그를 포함하는 유기 전계발광 소자의 열적 내 구성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 수명이 연장될 수 있다.The phosphorescent polymer according to an aspect of the present invention may exhibit very high external quantum efficiency while exhibiting excellent luminescence properties. In addition, the phosphorescent polymer is very excellent in solubility in organic solvents generally used to form a defect-free thin film by the wet method. In addition, since the phosphorescent polymer is thermally stable and can emit light for a long time, the thermal durability of the organic electroluminescent device including the same can be improved and its life can be extended.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 인광 발광성 중합체 및 그를 포함하는 유기 전계발광 소자에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a phosphorescent polymer according to an aspect of the present invention and an organic electroluminescent device including the same will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따른 인광 발광성 중합체는 비공액 고분자를 함유하는 주쇄에 페닐피리딘(phenylpyridine: ppy) 또는 페닐이소퀴놀린(phenylisoquinoline: piq) 구조를 갖는 이리듐 착체 함유기가 결합되어 있다.Phosphorescent polymer according to an aspect of the present invention is an iridium complex containing group having a phenylpyridine (ppy) or phenylisoquinoline (piq) structure is bonded to the main chain containing a non-conjugated polymer.
상기 인광 발광성 중합체는, 하기 화학식 1a 내지 화학식 1d 중 어느 하나로 표시되는 금속 착체 함유 구조 단위를 함유할 수 있다.The phosphorescent polymer may contain a metal complex-containing structural unit represented by any one of the following Formulas 1a to 1d.
화학식 1a에서, A는 비공액 고분자를 나타내고, D는 단결합 또는 산소원자, 페닐렌기, 알킬렌기 또는 알콕실렌기를 나타내고, L은 유기 배위자를 나타내고, w는 1 내지 3의 정수이고, d는 1 또는 2이다.In Formula 1a, A represents a non-conjugated polymer, D represents a single bond or an oxygen atom, a phenylene group, an alkylene group or an alkoxylene group, L represents an organic ligand, w is an integer of 1 to 3, d is 1 Or two.
화학식 1b에서, A는 비공액 고분자를 나타내고, D는 단결합 또는 산소원자, 페닐렌기, 알킬렌기 또는 알콕실렌기를 나타내고, L은 유기 배위자를 나타내고, w는 1 내지 3의 정수이고, d는 1 또는 2이다.In Formula 1b, A represents a non-conjugated polymer, D represents a single bond or an oxygen atom, a phenylene group, an alkylene group or an alkoxylene group, L represents an organic ligand, w is an integer of 1 to 3, d is 1 Or two.
화학식 1c에서, A는 비공액 고분자를 나타내고, L은 유기 배위자를 나타내고, w는 1 내지 3의 정수이다.In formula (1c), A represents a nonconjugated polymer, L represents an organic ligand, w is an integer of 1 to 3.
화학식 1d에서, A는 비공액 고분자를 나타내고, L은 유기 배위자를 나타내 고, w는 1 내지 3의 정수이다.In Formula 1d, A represents a nonconjugated polymer, L represents an organic ligand, w is an integer from 1 to 3.
상기 인광 발광성 중합체는 금속 착체 함유 구조 단위의 함유 비율이 O.1 내지 10 몰%인 것이 바람직하다.The phosphorescent polymer preferably has a content ratio of 0.1 to 10 mol% of the metal complex-containing structural unit.
상기 인광 발광성 중합체는 분자 중에 카바졸(carbazole: Cz) 골격, 트리페닐아민(triphenylamine: TPA) 골격 중 1종 이상의 골격을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphorescent polymer preferably has at least one of a carbazole (Cz) skeleton and a triphenylamine (TPA) skeleton in the molecule, but is not limited thereto.
상기 인광 발광성 중합체에서 금속 착체 함유 구조 단위에서의 상기 A가 카바졸 골격 및 트리페닐아민 골격 중 1종 이상의 골격을 갖는 비공액 고분자인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the phosphorescent polymer, the A in the metal complex-containing structural unit is preferably a non-conjugated polymer having at least one of a carbazole skeleton and a triphenylamine skeleton, but is not limited thereto.
상기 인광 발광성 중합체의 제조 방법은 금속 착체 함유 화합물과 비공액 고분자를 반응시키는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The method of preparing the phosphorescent polymer may include reacting a metal complex-containing compound with a nonconjugated polymer, but is not limited thereto.
본 발명의 일 측면에 따른 유기 전계발광 소자는 상기한 인광 발광성 중합체에 의해 형성된 발광층을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 유기 전계발광 소자는 양극/발광층/음극, 양극/정공 주입층/(정공 수송층)/발광층/음극, 양극/발광층/전자 주입층/(전자 수송층)/음극, 양극/정공 주입층/(정공 수송층)/발광층/전자 주입층/(전자 수송층)/음극 등의 구조 중에서 어느 하나의 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 유기 전계발광 소자는 탠덤형 또는 트리플형일 수 있으며, 이 경우 상기 구조가 동일하게 적층되거나, 또는 이종의 구조가 적층될 수 있다.The organic electroluminescent device according to an aspect of the present invention may have a light emitting layer formed by the above-described phosphorescent polymer, but is not limited thereto. Here, the organic electroluminescent device may be an anode / light emitting layer / cathode, an anode / hole injection layer / (hole transport layer) / light emitting layer / cathode, an anode / light emitting layer / electron injection layer / (electron transport layer) / cathode, anode / hole injection layer / It may have any one of a structure such as (hole transporting layer) / light emitting layer / electron injection layer / (electron transporting layer) / cathode. In addition, the organic electroluminescent device may be a tandem type or triple type, in which case the structures may be stacked in the same manner, or heterogeneous structures may be stacked.
본 발명의 일 측면에 따른 인광 발광성 중합체를 얻기 위한 단량체로서 사용 되는 금속 착체 함유 화합물은, 비공액 고분자에 페닐피리딘 구조를 갖는 금속 착체 함유기 및 페닐이소퀴놀린 구조를 갖는 금속 착체 함유기 중에서 적어도 1종의 금속 착체 함유기가 결합되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The metal complex-containing compound used as the monomer for obtaining the phosphorescent polymer according to one aspect of the present invention is at least one of a metal complex-containing group having a phenylpyridine structure and a metal complex-containing group having a phenylisoquinoline structure in the nonconjugated polymer. The metal complex-containing group of the species is bound, but is not limited thereto.
상기 금속 착체 함유 화합물로서, 주쇄에 정공 전달 물질로 비피리딜(bipyridyl: BP)과 트리페닐아민 또는 카바졸 구조를 갖는 이리듐 착체물은 니트록시드에 의한 리빙 라디칼 중합(Nitroxide Mediated Radical Polymerization: NMRP)을 통해 인광 고분자와 결합될 수 있다.As the metal complex-containing compound, an iridium complex having a bipyridyl (BP) and a triphenylamine or carbazole structure as a hole transporting material in the main chain is a living radical polymerization by nitroxide (Nitroxide Mediated Radical Polymerization: NMRP). May be combined with the phosphorescent polymer.
본 발명의 일 측면에 따른 사이클로메탈레이트 이리듐(III)은 인광 도판트로써 높은 외부 양자 효율을 가질 수 있다.Cyclometallate iridium (III) according to one aspect of the present invention may have a high external quantum efficiency as a phosphorescent dopant.
이하, 하기 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the technical spirit of the present invention is not limited or limited thereto.
실시예 1: 개시제(화합물-1) 합성Example 1: Initiator (Compound-1) Synthesis
반응 개시제(화합물-1)는, 하기 반응식 1과 같이, 2-하이드록시에틸 페닐 TEMPO (2-hydroxyethyl phenyl Tetramethylpiperidinooxy)와 4,4‘-비스-크로로메틸-(2,2’)비피리디닐(4,4'-bis-chloromethyl-(2,2')bipyridinyl)을 이용하여 합성하였다. 새로운 니트록시드 물질의 확인은 질량분석과 1H-NMR를 통해서 진행하였다.The reaction initiator (Compound-1) is 2-hydroxyethyl phenyl Tetramethylpiperidinooxy and 4,4'-bis-chloromethyl- (2,2 ') bipyridinyl as shown in
실시예 2: 단량체 합성Example 2: Monomer Synthesis
실시예 2-1: 화합물-2 합성Example 2-1: Compound-2 Synthesis
화합물-2인 다이페닐-[4-(4-비닐-벤질록시메틸)-페닐]-아민(Diphenyl-[4-(4-vinyl-benzyloxymethyl)-phenyl]-amine)을 하기 반응식 2를 통해 합성하였다.Diphenyl- [4- (4-vinyl-benzyloxymethyl) -phenyl] -amine (Diphenyl- [4- (4-vinyl-benzyloxymethyl) -phenyl] -amine), which is Compound-2, was synthesized through
실시예 2-2: 화합물-3 합성Example 2-2: Compound-3 Synthesis
화합물-3인 스타일렌이 연결된 카바졸 단량체를 하기 반응식 3을 통해 80% 이상의 수율로 합성하였다.Carbazole monomers to which the styrene-linked compound-3 was synthesized were synthesized in a yield of 80% or more through the following
실시예 3: 이리듐 착체물 합성Example 3: Synthesis of Iridium Complex
실시예 3-1: 화합물-5 합성Example 3-1: Compound-5 Synthesis
하기 반응식 4와 같이, 페닐피리딘(ppy) 리간드 및 이리듐 클로라이드 하이드레이트(iridium chloride hydrate)를 에톡시에탄올과 물에서 일반적인 합성 반응을 통해 반응시켜 [Ir(ppy)2Cl]2(화합물-4)를 합성한 다음, 상기 합성된 화합물-4를 헥사플루오로포스페이트 짝 음이온를 가지는 아세토니트릴에서 시아나이드 그룹의 치환을 통해 [Ir(ppy)2(NC-CH3)2]+PF6 -(화합물-5)를 합성하였다.As shown in
실시예 3-2: 화합물-8 합성Example 3-2: Compound-8 Synthesis
하기 반응식 5와 같이, 화합물-6(페닐이소퀴놀린: pig) 리간드 및 이리듐 클로라이드 하이드레이트(iridium chloride hydrate)를 에톡시에탄올과 물에서 일반적인 합성 반응을 통해 반응시켜 [Ir(piq)2Cl]2(화합물-7)을 합성한 다음, 상기 합성된 화합물-7을 헥사플루오로포스페이트 짝 음이온를 가지는 아세토니트릴에서 시아나이드 그룹의 치환을 통해 [Ir(piq)2(NC-CH3)2]+PF6 -(화합물-8)를 합성하였다.As shown in
실시예 4: 이리듐 착체 화합물 합성Example 4: Synthesis of Iridium Complex Compound
실시예 4-1: Example 4-1: ppyppy Ir-BP의 합성Synthesis of Ir-BP
[Ir(ppy)2(NCCH3)2]+PF6 -(화합물-5) (160 mg, 0.22mmol)과 4,4'-디메틸 비피리딘 (36.8 mg, 0.20 mmol)을 디클로로메탄(10 mL)에 용액화한 후, 질소하에서 2시간 동안 교반하였다. 이후, 결과물을 디클로로메탄(2 mL)에 다시 용액화하여 펜탄(100 mL)에 적가하였다. 이후, 발생한 침전물을 여과한 후, 펜탄을 이용하여 세척하였 다. 이후, 발생한 고체를 상온에서 진공하에 건조하여 표제 화합물을 얻었다(하기 반응식 6 참조). [Ir (ppy) 2 (NCCH 3) 2] + PF 6 - ( compound -5) (160 mg, 0.22mmol) and 4,4'-dimethyl-bipyridine (36.8 mg, 0.20 mmol) in dichloromethane (10 mL Solution), and stirred under nitrogen for 2 hours. The resultant was then re-solution in dichloromethane (2 mL) and added dropwise to pentane (100 mL). Thereafter, the generated precipitate was filtered and washed with pentane. Thereafter, the resulting solid was dried under vacuum at room temperature to obtain the title compound (see
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.60 (m, 2 H), 7.91 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.74 (m, 4H), 7.67 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.53 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 7.16 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.03 (t, J = 6.9 Hz, 4 H), 6.90 (t, J = 6.3 Hz, 2 H), 6.30 (d, J = 7.5 Hz, 2 H), 2.61 (br s, 6H) 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.60 (m, 2 H), 7.91 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.74 (m, 4H), 7.67 (d, J = 8.1 Hz, 2H) , 7.53 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 7.16 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.03 (t, J = 6.9 Hz, 4H), 6.90 (t, J = 6.3 Hz, 2H) , 6.30 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 2.61 (br s, 6H)
실시예 4-2: Example 4-2: piqpiq Ir-BP의 합성Synthesis of Ir-BP
[Ir(piq)2(NCCH3)2]+PF6 -(화합물-8) (180 mg, 0.22 mmol)와 4,4'-디메틸 비피리딘 (36.8 mg, 0.20 mmol)을 디클로로메탄(10 mL)에 용액화한 후, 질소하에서 2시간 동안 교반하였다. 이후, 결과물을 디클로로메탄(2 mL)에 다시 용액화하여 펜탄(100 mL)에 적가하였다. 이후, 발생한 침전물을 여과한 후, 펜탄을 이용하여 세척하였다. 이후, 발생한 고체를 상온에서 진공하에 건조하여 표제 화합물을 얻었다(하기 반응식 7 참조). [Ir (piq) 2 (NCCH 3) 2] + PF 6 - ( compound -8) (180 mg, 0.22 mmol ) and 4,4'-dimethyl-bipyridine (36.8 mg, 0.20 mmol) in dichloromethane (10 mL Solution), and stirred under nitrogen for 2 hours. The resultant was then re-solution in dichloromethane (2 mL) and added dropwise to pentane (100 mL). Thereafter, the generated precipitate was filtered and washed with pentane. Thereafter, the resulting solid was dried under vacuum at room temperature to obtain the title compound (see Scheme 7 below).
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.93 (m, 2 H), 8.57 (s, 2 H), 8.26 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.90 (m, 2H), 7.77 (m, 4H), 7.55 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.41 (q, J = 14 Hz and 6.3 Hz, 4H), 7.13 (m, 2H), 6.88 (t, J = 7.5 Hz, 2 H), 6.30 (d, J = 6.9 Hz, 2 H), 2.59 (br s, 6H). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.93 (m, 2 H), 8.57 (s, 2 H), 8.26 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.90 (m, 2H), 7.77 (m , 4H), 7.55 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.41 (q, J = 14 Hz and 6.3 Hz, 4H), 7.13 (m, 2H), 6.88 (t, J = 7.5 Hz, 2H) , 6.30 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 2.59 (br s, 6H).
실시예 5: 중합체 합성Example 5: Polymer Synthesis
실시예 5-1: BP-TPA의 합성Example 5-1 Synthesis of BP-TPA
반응은 개시제로 화합물-1을 사용하여 디페닐에테르를 가지고 벌크 단량체 화합물-2를 통해서 반응을 진행하였다(하기 반응식 8 참조). 이와 같은 이동 라디칼중합을 이용하여 낮은 다분산지수(PDI)를 가진 좋은 중합체를 얻을 수 있었다. 다음과 같이 얻어진 BP-TPA 고분자는 산소원자를 통해 스타일렌이 결합된 측쇄를 가진 트리페닐아민과 정공 전달이 우수한 기능기로 구성되어 있고, 아울러 말단에 TEMPO (Tetramethylpiperidinooxy) 니트록시가 존재하는 구조를 가졌다.The reaction proceeded through the bulk monomer compound-2 with diphenyl ether using compound-1 as an initiator (see Scheme 8 below). By using such mobile radical polymerization, a good polymer having a low polydispersity index (PDI) was obtained. The BP-TPA polymer obtained as follows was composed of triphenylamine having a side chain bonded to styrene through an oxygen atom, and a functional group having excellent hole transport, and also had a structure in which TEMPO (Tetramethylpiperidinooxy) nitroxy existed at the end.
실시예 5-2: BP-Cz의 합성Example 5-2: Synthesis of BP-Cz
반응은 개시제로 화합물-1을 사용하여 디페닐에테르를 가지고 벌크 단량체 화합물-3을 통해서 반응을 진행하였다(하기 반응식 9 참조). 이와 같은 이동 라디칼중합을 이용하여 낮은 다분산지수(PDI)를 가진 좋은 중합체를 얻을 수 있었다. 다음과 같이 얻어진 BP-Cz 고분자는 정공 전달 물질로 잘 알려진 카바졸 그룹이 구성되어 있고, 아울러 말단에 TEMPO (Tetramethylpiperidinooxy) 니트록시가 존재하는 구조를 가졌다.The reaction proceeded through the bulk monomer compound-3 with diphenylether using compound-1 as the initiator (see Scheme 9 below). By using such mobile radical polymerization, a good polymer having a low polydispersity index (PDI) was obtained. The BP-Cz polymer obtained as follows was composed of a carbazole group, which is well known as a hole transporting material, and had a structure in which TEMPO (Tetramethylpiperidinooxy) nitroxy existed at its end.
실시예 6: 비피리딘을 통한 중합체의 착물화Example 6: Complexation of Polymers Through Bipyridine
실시예 6-1: Example 6-1: ppyppy Ir-TPA의 합성Synthesis of Ir-TPA
[Ir(ppy)2(NCCH3)2]+PF6 -(화합물-5) (40 mg, 0.055 mmol)와 BP-TPA 중합체 (100 mg)를 디클로로메탄(10 mL)에 용액화한 후, 질소하 상온에서 2시간 교반하였다. 이때, 용액의 색깔은 반응이 진행됨에 따라 황갈색에서 황토색으로 변해 갔다. 이후, 결과물을 농축한 후, 다시 디클로로메탄(2 mL)에 녹인 후, 메탄올(300 mL)에 적가하였다. 이후, 발생한 침전물을 여과한 후, 메탄올을 이용하여 세척하였다. 이후, 발생한 고체를 상온에서 진공하에 건조하여 표제 화합물을 얻었다(하기 반응식 10 참조).[Ir (ppy) 2 (NCCH 3 ) 2 ] + PF 6 − (Compound-5) (40 mg, 0.055 mmol) and BP-TPA polymer (100 mg) in solution with dichloromethane (10 mL), The mixture was stirred at room temperature under nitrogen for 2 hours. At this time, the color of the solution changed from yellowish brown to ocher color as the reaction proceeded. Thereafter, the resultant was concentrated, dissolved in dichloromethane (2 mL), and then added dropwise to methanol (300 mL). Thereafter, the generated precipitate was filtered and washed with methanol. Thereafter, the resulting solid was dried under vacuum at room temperature to obtain the title compound (see
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.54 (br s, bipyridine H), 8.28 (br s, bipyridine H), 7.86 (br s, Ar H), 7.68 (br s, Ar H), 7.45 (br s, Ar H), 7.24 (br m, Ar H), 7.08 (br s, Ar H), 4.60-4.30 (br m, -CH 2OCH 2 -), 3.53 (br m, -OCH 2 -), 2.00-0.80 (br m, -CH 2CH-). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.54 (br s, bipyridine H ), 8.28 (br s, bipyridine H ), 7.86 (br s, Ar H ), 7.68 (br s, Ar H ), 7.45 (br s, Ar H), 7.24 ( br m, Ar H), 7.08 (br s, Ar H), 4.60-4.30 (br m, -
실시예 6-2: Example 6-2: ppyppy Ir-Cz의 합성Synthesis of Ir-Cz
[Ir(ppy)2(NCCH3)2]+PF6 -(화합물-5) (40 mg, 0.055 mmol)와 BP-Cz 중합체 (100 mg)를 디클로로메탄(10 mL)에 용액화한 후, 질소하 상온에서 2시간 교반하였다. 이때, 용액의 색깔은 반응이 진행됨에 따라 황갈색에서 황토색으로 변해갔다. 이후, 결과물을 농축한 후, 다시 디클로로메탄(2 mL)에 녹인 후, 메탄올(300 mL)에 적가하였다. 이후, 발생한 침전물을 여과한 후, 메탄올을 이용하여 세척하였다. 이후, 발생한 고체를 상온에서 진공하에 건조하여 표제 화합물을 얻었다(하기 반응식 10 참조). [Ir (ppy) 2 (NCCH 3) 2] + PF 6 - and then the solution Chemistry (Compound -5) (40 mg, 0.055 mmol ) and BP-Cz polymer (100 mg) in dichloromethane (10 mL), The mixture was stirred at room temperature under nitrogen for 2 hours. At this time, the color of the solution changed from yellowish brown to ocher color as the reaction proceeded. Thereafter, the resultant was concentrated, dissolved in dichloromethane (2 mL), and then added dropwise to methanol (300 mL). Thereafter, the generated precipitate was filtered and washed with methanol. Thereafter, the resulting solid was dried under vacuum at room temperature to obtain the title compound (see
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.26 (br s, Ar H), 8.08 (br m, bipyridine H), 7.15 (br m, Ar H), 6.99 (br s, aromatic H), 4.50-4.20 (br m, -CH 2OCH 2 -), 3.39 (s, 2 H), 2.00-0. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.26 (br s, Ar H ), 8.08 (br m, bipyridine H ), 7.15 (br m, Ar H ), 6.99 (br s, aromatic H ), 4.50-4.20 (br m, - C H 2 OC H 2 -), 3.39 (s, 2 H), 2.00-0.
실시예 6-3: Example 6-3: piqpiq Ir-TPA의 합성Synthesis of Ir-TPA
[Ir(piq)2(NCCH3)2]+PF6 -(화합물-8) (60 mg, 0.075 mmol)와 BP-TPA 중합체 (80 mg)를 디클로로메탄(10 mL)에 용액화한 후, 질소하 상온에서 2시간 교반하였다. 이후, 결과물을 농축한 후, 다시 디클로로메탄(2 mL)에 녹인 후, 메탄올(300 mL)에 적가하였다. 이후, 발생한 침전물을 여과한 후, 메탄올을 이용하여 세척하였다. 이후, 발생한 고체를 상온에서 진공하에 건조하여 표제 화합물을 얻었다(하기 반응식 11 참조). [Ir (piq) 2 (NCCH 3) 2] + PF 6 - and then the solution Chemistry (Compound -8) (60 mg, 0.075 mmol ) and BP-TPA polymer (80 mg) in dichloromethane (10 mL), The mixture was stirred at room temperature under nitrogen for 2 hours. Thereafter, the resultant was concentrated, dissolved in dichloromethane (2 mL), and then added dropwise to methanol (300 mL). Thereafter, the generated precipitate was filtered and washed with methanol. Thereafter, the resulting solid was dried under vacuum at room temperature to obtain the title compound (see Scheme 11 below).
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.46 (br m, bipyridine H), 8.08 (br m, bipyridine H), 7.15 (br m, aromatic H), 6.99 (br s, aromatic H), 4.50-4.20 (br m, -CH 2OCH 2 -), 3.39 (s, 2 H), 2.00-0.70 (br m, -CH 2CH-). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.46 (br m, bipyridine H ), 8.08 (br m, bipyridine H ), 7.15 (br m, aromatic H ), 6.99 (br s, aromatic H ), 4.50-4.20 (br m, - C H 2 OC H 2 -), 3.39 (s, 2 H), 2.00-0.70 (br m, - C H 2 C H-).
실시예 6-4: Example 6-4: piqpiq Ir-Cz의 합성Synthesis of Ir-Cz
[Ir(piq)2(NCCH3)2]+PF6 -(화합물-8) (40 mg, 0.048 mmol)와 BP-Cz 중합체 (80 mg)를 디클로로메탄(10 mL)에 용액화한 후 질소하 상온에서 2시간 교반하였다. 이때, 용액의 색깔은 반응이 진행됨에 따라 황갈색에서 황토색으로 변해갔다. 이후, 결과물을 농축한 후, 다시 디클로로메탄(2 mL)에 녹인 후, 메탄올(300 mL)에 적가하였다. 이후, 발생한 침전물을 여과한 후, 메탄올을 이용하여 세척하였다. 이후, 발생한 고체를 상온에서 진공하에 건조하여 표제 화합물을 얻었다(하기 반응식 11 참조). [Ir (piq) 2 (NCCH 3) 2] + PF 6 - ( compound -8) (40 mg, 0.048 mmol ) and BP-Cz polymer (80 mg) with nitrogen and then a solution Chemistry in dichloromethane (10 mL) Stir at room temperature for 2 hours. At this time, the color of the solution changed from yellowish brown to ocher color as the reaction proceeded. Thereafter, the resultant was concentrated, dissolved in dichloromethane (2 mL), and then added dropwise to methanol (300 mL). Thereafter, the generated precipitate was filtered and washed with methanol. Thereafter, the resulting solid was dried under vacuum at room temperature to obtain the title compound (see Scheme 11 below).
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.46 (br m, bipyridine H), 8.08 (br m, bipyridine H), 7.15 (br m, aromatic H), 6.99 (br s, aromatic H), 4.50-4.20 (br m, -CH 2OCH 2-), 3.39 (s, 2 H), 2.00-0.70 (br m, -CH 2CH-). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.46 (br m, bipyridine H ), 8.08 (br m, bipyridine H ), 7.15 (br m, aromatic H ), 6.99 (br s, aromatic H ), 4.50-4.20 (br m, -C H 2 OC H 2- ), 3.39 (s, 2 H ), 2.00-0.70 (br m, -C H 2 C H- ).
상술한 바와 같은 실시예 6을 통해 얻어진 이리듐 중합체의 수율은 80 내지 90%였다. 상기 이리듐 중합체는 일반적인 유기용매에서 쉽게 녹기 때문에 이리듐 중합체 용액을 스핀코팅과 같은 방식으로 엷은 박막에 형성시킬 수 있었다.The yield of the iridium polymer obtained through Example 6 as described above was 80 to 90%. Since the iridium polymer was easily dissolved in a general organic solvent, the iridium polymer solution could be formed on a thin film in the same manner as spin coating.
물리적 특성 평가Physical property evaluation
여러 화합물들에 대한 흡광도측정, 광학특성, 전기 화학적 특성을 측정하고, 그 결과에 대해 아래와 같이 평가하였다.Absorbance, optical and electrochemical properties of various compounds were measured and the results were evaluated as follows.
광학 특성 평가Optical properties evaluation
도 1은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA 및 piqIr-Cz의 고체상태에서의 파장에 따른 자외선-가시광 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing ultraviolet-visible light absorption spectra of wavelengths in the solid state of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA and piq Ir-Cz.
도 1을 참조하면, 이리듐 착체물의 모든 흡수 스펙트럼은 일반적인 정공 전달 물질보다 월등하게 상승하였다. ppyIr-TPA와 piqIr-TPA의 이리듐 중합체의 경우 306 nm에서 강한 흡수밴드이 관찰 되었으며, 이는 TPA의 π-π* 여기자 상태에 기인하는 것으로 분석할 수 있다. 한편, 카바졸을 포함하는 ppyIr-Cz와 piqIr-Cz의 경우에는 카바졸의 π-π* 여기자 상태에 기인하여 270 내지 350 nm에서 완벽한 형태의 흡광밴드를 보였다.Referring to FIG. 1, all the absorption spectra of the iridium complex were significantly higher than the general hole transport material. The iridium polymers of ppy Ir-TPA and piq Ir-TPA showed strong absorption bands at 306 nm, which can be attributed to the π-π * exciter state of TPA. On the other hand, ppy Ir-Cz and piq Ir-Cz containing carbazole showed perfect absorption bands at 270 to 350 nm due to the π-π * exciton state of carbazole.
도 2는 클로로포름에서 단량체와 ppyIr-BP, ppyIr-BP의 파장에 따른 자외선-가시광 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the ultraviolet-visible absorption spectrum according to the wavelength of the monomers, ppy Ir-BP, ppy Ir-BP in chloroform.
도 2를 참조하면, 장파장(380 내지 450 nm)에서 약한밴드가 관찰되는 것은 Ir에서 ppy(또는 piq)의 전하 전이에 기인하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 이러한 낮은 에너지 흡수는 MLCT(금속-리간드간의 전하이동)에 의한 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be determined that weak bands are observed at long wavelengths (380 to 450 nm) due to charge transfer of ppy (or piq ) at Ir. In addition, this low energy absorption can be judged by MLCT (charge transfer between metal and ligand).
도 3은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA 및 piqIr-Cz의 고체상태에서의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the emission spectrum in the solid state of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA and piq Ir-Cz.
도 3을 참조하면, 상기의 모든 착물은 유기용매상 뿐만 아니라 고체 상태에서도 강한 발광도를 보여주었다. 비록, BP-TPA와 BP-Cz는 UV 램프의 장파장에서 발광이 관찰되지 않았지만, ppyBP-TPA와 ppyBP-Cz의 경우에는 발광을 보여주었다. 이를 통해, 노랑색의 발광은 중합체 구조의 사이클로메탈레이트 이리듐 착물에서 기인한다는 것을 알 수 있었다. 한편, 발광 스펙트럼은 400 nm에서 여기 시켰을 때, 리간드의 종류에 따라 570 내지 590nm에서 완만한 발광밴드를 보여주었다.Referring to FIG. 3, all of the complexes showed strong luminescence not only in the organic solvent phase but also in the solid state. Although BP-TPA and BP-Cz did not show luminescence at the long wavelength of the UV lamp, ppy BP-TPA and ppy BP-Cz showed luminescence. Through this, yellow light emission was found to be due to the cyclometalate iridium complex of the polymer structure. On the other hand, when the emission spectrum was excited at 400 nm, the emission spectrum showed a gentle emission band at 570 to 590 nm depending on the type of ligand.
열적 특성 평가Thermal characteristic evaluation
도 4는 BP-TPA, ppyIr-TPA 및 ppyIr-Cz의 열분석 결과로서, 온도에 따른 무게 변화를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the change in weight with temperature as a result of thermal analysis of BP-TPA, ppy Ir-TPA and ppy Ir-Cz.
도 4를 참조하면, 이리듐 착물이 없는 BP-TPA의 경우 200℃에서 열분해가 일어나기 시작하여 230℃에서 5%의 무게가 줄어듬을 관찰하였다. 인광체 이리듐 착물 중합체는 250℃에서 5%의 무게손실이 나타내고 있어 상대적으로 열 안정성이 높음을 확인하였다. 이를 통해, 인광체 이리듐 착물 중합체의 열적 안정성은 있으며, 이리듐 착물의 열적 영향이 없음을 알 수 있었다.Referring to FIG. 4, in the case of BP-TPA without iridium complex, pyrolysis began to occur at 200 ° C., and a weight loss of 5% was observed at 230 ° C. FIG. The phosphor iridium complex polymer showed a weight loss of 5% at 250 ° C., thus confirming relatively high thermal stability. Through this, it was found that there is thermal stability of the phosphor iridium complex polymer and there is no thermal effect of the iridium complex.
전계발광 특성 평가Electroluminescence Characteristics Evaluation
도 5는 유기 전계발광 소자에서 전압에 따른 전류 밀도, 및 전압에 따른 휘 도를 보여주는 그래프이다. 여기서, 유기 전계발광 소자는 ITO/Ir-중합체/BCP/Alq3/Al로 구성된 것을 사용하였다. 도 6은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA 및 piqIr-Cz의 전류 밀도에 따른 외부 양자 효율을 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing current density according to voltage and luminance according to voltage in an organic electroluminescent device. Here, the organic electroluminescent element used was composed of ITO / Ir-polymer / BCP / Alq 3 / Al. 6 is a graph showing the external quantum efficiency according to the current density of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA and piq Ir-Cz.
도 5를 참조하면, ppyIr-TPA를 발광층으로 한 소자에서의 전류 밀도가 ppyIr-Cz를 발광층으로 한 소자보다 더 높았다. 또한, ppyIr-TPA를 발광층으로 사용했을 때 최대 휘도가 32V에서 100 cd/m2 보다 높게 나타난 반면, ppyIr-Cz를 발광층으로 사용했을 때는 10 cd/m2 보다 낮았다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 양자 효율은 piqIr-Cz를 사용한 장치보다 3배이상 높은 1.0%를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 정공 전달 물질로 카바졸보다 트리페닐아민이 월등히 우수한 것을 알 수 있었다.Referring to FIG. 5, the current density in the device using ppy Ir-TPA as the light emitting layer was higher than that in the device using ppy Ir-Cz as the light emitting layer. In addition, when ppy Ir-TPA was used as the light emitting layer, the maximum luminance was higher than 100 cd / m 2 at 32 V , whereas when ppy Ir-Cz was used as the light emitting layer, it was lower than 10 cd / m 2 . In addition, as shown in FIG. 6, the external quantum efficiency was 1.0% higher than that of the device using piq Ir-Cz. Based on these results, it was found that triphenylamine was much superior to carbazole as the hole transport material.
정공 전달층의 휘도, 양자 효율, 에너지 효율에 대한 영향을 조사하기 위해서, 정공 전달 물질로 poly(p-phenylenevinylene) (PPV) 또는 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)를 ITO 위에 삽입하여 방식으로 배열을 구성하였다.In order to investigate the effects on the brightness, quantum efficiency and energy efficiency of the hole transport layer, poly (p-phenylenevinylene) (PPV) or poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) was inserted on the ITO as the hole transport material. The array was constructed.
도 7은 ppyIr-TPA 및 piqIr-TPA를 포함하고 정공 주입층으로 PPV를 사용 하는 PLED의 외부 양자 효율을 보여주는 그래프로서, PLED는 ITO/PPV/Ir- polymer/BCP/Alq3/Al로 구성되었다. 도 8은 ppyIr-Cz 및 piqIr-Cz를 포함하고 정공 주입층으로 PEDOT를 사용 하는 PLED의 외부 양자 효율을 보여주는 그래프로서, PLED는 ITO/PEDOT/Ir-polymer/BCP/Alq3/Al로 구성되었다.FIG. 7 is a graph showing the external quantum efficiency of PLED containing ppy Ir-TPA and piq Ir-TPA and using PPV as the hole injection layer, where PLED is ITO / PPV / Ir-polymer / BCP / Alq 3 / Al. Configured. FIG. 8 is a graph showing the external quantum efficiency of PLED containing ppy Ir-Cz and piq Ir-Cz and using PEDOT as the hole injection layer, where PLED is ITO / PEDOT / Ir-polymer / BCP / Alq 3 / Al. Configured.
도 7을 참조하면, PPV없이 구성한 소자보다 PPV를 사용한 소자에서 전류 밀도가 더 낮은 것을 확인 할 수 있으며, 30V에서의 최대 휘도 역시 40 cd/m2 보다 낮음을 알 수 있었다. 또한, PPV를 사용한 소자의 최대 양자 효율은 0.06 내지 0.2%로 나타났다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the current density is lower in the device using PPV than the device configured without the PPV, and the maximum luminance at 30V is also lower than 40 cd / m 2 . In addition, the maximum quantum efficiency of the device using PPV was found to be 0.06 to 0.2%.
도 8을 참조하면, PEDOT를 사용한 소자의 경우 PPV를 사용한 소자와 전류 밀도는 유사하나 전계발광도는 매우 낮은 것으로 나타났다.Referring to FIG. 8, the device using PEDOT was similar in current density to the device using PPV, but the electroluminescence was very low.
결과적으로, 정공 전달 물질이 없는 소자보다 있을 경우 더 낮은 효과가 나타남을 알 수 있었다. 이는 삼중항-삼중항 소멸에 의해 전류 밀도가 증가함에 따라서 효율은 낮아지기 때문이다. 비록, 인광 중합체를 발광층으로 사용할 경우라도 두 종류의 정공 전달 물질(TPA, Cz)과 두 종류의 리간드(ppy, piq)로 구성될 경우 1 cd/m2의 작동 전압은 21 V이다. 이는 단량체 화합물-2와 화합물-3의 스타일렌의 존재로 설명될 수 있다. 즉, 스타일렌은 잘 알려진 절연체로 전하 주입과 전하 전달 특성을 가지고 있지 않기 때문으로 설명할 수 있다.As a result, it can be seen that the lower effect is shown when the device than the hole-transfer material. This is because the efficiency decreases as the current density increases due to triplet-triplet extinction. Even when the phosphorescent polymer is used as the light emitting layer, the operating voltage of 1 cd / m 2 is 21 V when composed of two kinds of hole transport materials (TPA, Cz) and two kinds of ligands (ppy, piq). This can be explained by the presence of styrene of monomer compound-2 and compound-3. In other words, Styrene is a well-known insulator because it does not have charge injection and charge transfer characteristics.
이리듐 중합체의 발광은 인광체의 일중항 또는 삼중항 여기상태에서 삼중항 여기상태로 에너지 전이에 의해 설명할 수 있다. 일반적인 발광은 트리페닐아민이 나 카바졸의 여기상태에서 이리듐 착물 쪽으로 에너지 전이와 관계되며, 주입된 정공과 전하가 발광층에서 재결합되어야 한다.The luminescence of the iridium polymer can be explained by the energy transfer from the singlet or triplet excited state of the phosphor to the triplet excited state. Typical luminescence involves energy transfer from the triphenylamine or carbazole to the iridium complex in the excited state, and the injected holes and charges must be recombined in the emitting layer.
도 9는 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz의 전계발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing electroluminescence spectra of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz.
도 9를 참조하면, 각각의 피크는 리간드의 종류에 따라 노랑-빨강의 610 nm, 빨강의 640 nm의 발광을 보였다.9, each peak showed yellow-red 610 nm red and 640 nm red light depending on the type of ligand.
도 10은 유기 전계발광 소자 상에서 각 중합체의 색좌표를 보여주는 그래프이다. 여기서, 유기 전계발광 소자는 ITO/Ir-polymer/BCP/Alq3/Al으로 구성되었다.10 is a graph showing color coordinates of each polymer on an organic electroluminescent device. Here, the organic electroluminescent device was composed of ITO / Ir-polymer / BCP / Alq 3 / Al.
도 10을 참조하면, ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz 각각을 포함하는 유기 전계발광 소자의 색좌표는 각각 (0.51,0.48), (0.55,0.45), (0.58,0.41), (0.60,0.38)였다.Referring to FIG. 10, the color coordinates of the organic electroluminescent device including ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz are respectively (0.51,0.48), (0.55,0.45), and ( 0.58,0.41) and (0.60,0.38).
전기화학적 특성 평가Electrochemical Characterization
도 11은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz의 순환 전압 전류 값을 보여주는 그래프이다.11 is a graph showing cyclic voltage current values of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz.
고분자 필름의 산화 환원 전위는 순환 전압 전류법(CV)에 의해 결정하였으며, 백금의 작업전극, 상대전극, Ag/Ag+(0.01 M in ACN) 기준전극을 사용하였다. 전기화학적 자료는 모두 국내의 Fc+/Fc를 기준으로 측정하였다.The redox potential of the polymer film was determined by cyclic voltammetry (CV), and a working electrode, a counter electrode, and an Ag / Ag + (0.01 M in ACN) reference electrode were used. All electrochemical data were measured based on domestic Fc + / Fc.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, ppyIr-TPA의 산화 과정은 0.40 V에서 시작하여 0.56 V와 0.62 V에서 최고점을 보였으며, 이를 통해 중합체의 정공 주입 능력이 향상됨을 알 수 있었다.As shown in (a) of FIG. 11, the oxidation process of ppy Ir-TPA started at 0.40 V and peaked at 0.56 V and 0.62 V, thereby improving the hole injection ability of the polymer.
산화 과정은 금속의 HOMO에서 정공의 주입, 즉, 전자의 이동과 밀접한 관계를 가지고 있다. 반면에 ppyIr-TPA의 황원은 -1.14V에서 시작하여 -1.37 V에서 최고점을 보였다. 이를 통해, 산화 과정은 트리페닐아민 부분에서 기인하지만 환원은 리간드의 피리딜 고리에서 기인한다는 것을 알 수 있었다.The oxidation process is closely related to the injection of holes, ie the movement of electrons, in the metal HOMO. On the other hand, the sulfur source of ppy Ir-TPA started at -1.14V and peaked at -1.37V. This suggests that the oxidation process is due to the triphenylamine moiety but the reduction is due to the pyridyl ring of the ligand.
에너지 레벨 평가Energy level assessment
도 12는 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz의 전자 에너지를 보여주는 그래프이다.12 is a graph showing electron energy of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz.
이리듐 중합체의 HOMO, LUMO 에너지 레벨은 CV와 흡수 스펙트럼의 개시점을 통해서 측정하였다.HOMO and LUMO energy levels of the iridium polymer were measured through the CV and the starting point of the absorption spectrum.
도 12를 참조하면, 상기의 두 물질은 유사한 HOMO 레벨(~5.10 eV)을 가지고 있지만 LUMO 레벨은 카바졸 단위가 있는 이리듐 중합체 보다 트리페닐아민 단위를 가진 이리듐 중합체가 더 높게 나타났다. 그러므로, 전자는 카바졸 단위가 있는 이리듐 중합체보다 트리페닐아민 단위를 가진 이리듐 중합체에서 보다 쉽게 발광층으로 주입되고, 이는 발광층에서 전자와 정공의 균형을 이루어 디바이스의 효율을 높였다. 게다가, 정공 주입층으로 PPV나 PEDOT를 사용했을 경우 정공의 흐름이 너무 빨랐다. 이 때문에, 발광층 사이에서 전자와 정공의 불균형이 이루어져 소자 효율 이 저하되었다.Referring to FIG. 12, the two materials had similar HOMO levels (˜5.10 eV) but the LUMO levels were higher for iridium polymers with triphenylamine units than for iridium polymers with carbazole units. Therefore, electrons are more easily injected into the light emitting layer in the iridium polymer having triphenylamine units than the iridium polymer with the carbazole unit, which balances electrons and holes in the light emitting layer, thereby increasing the efficiency of the device. In addition, when PPV or PEDOT was used as the hole injection layer, the hole flow was too fast. For this reason, an electron and hole imbalance occurred between the light emitting layers, resulting in a decrease in device efficiency.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the embodiments of the present invention have been described above, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.
도 1은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA 및 piqIr-Cz의 고체상태에서의 파장에 따른 자외선-가시광 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing ultraviolet-visible light absorption spectra of wavelengths in the solid state of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA and piq Ir-Cz.
도 2는 클로로포름에서 단량체와 ppyIr-BP, ppyIr-BP의 파장에 따른 자외선-가시광 흡수 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the ultraviolet-visible absorption spectrum according to the wavelength of the monomers, ppy Ir-BP, ppy Ir-BP in chloroform.
도 3은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA 및 piqIr-Cz의 고체상태에서의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the emission spectrum in the solid state of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA and piq Ir-Cz.
도 4는 BP-TPA, ppyIr-TPA 및 ppyIr-Cz의 열분석 결과로서, 온도에 따른 무게 변화를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the change in weight with temperature as a result of thermal analysis of BP-TPA, ppy Ir-TPA and ppy Ir-Cz.
도 5는 유기 전계발광 소자에서 전압에 따른 전류 밀도, 및 전압에 따른 휘도를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing current density according to voltage and luminance according to voltage in an organic electroluminescent device.
도 6은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA 및 piqIr-Cz의 전류 밀도에 따른 외부 양자 효율을 보여주는 그래프이다.6 is a graph showing the external quantum efficiency according to the current density of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA and piq Ir-Cz.
도 7은 ppyIr-TPA 및 piqIr-TPA를 포함하고 정공 주입층으로 PPV를 사용 하는 PLED의 외부 양자 효율을 보여주는 그래프이다.7 is a graph showing the external quantum efficiency of PLEDs containing ppy Ir-TPA and piq Ir-TPA and using PPV as the hole injection layer.
도 8은 ppyIr-Cz 및 piqIr-Cz를 포함하고 정공 주입층으로 PEDOT를 사용 하는 PLED의 외부 양자 효율을 보여주는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing the external quantum efficiency of a PLED including ppy Ir-Cz and piq Ir-Cz and using PEDOT as a hole injection layer.
도 9는 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz의 전계발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing electroluminescence spectra of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz.
도 10은 유기 전계발광 소자 상에서 각 중합체의 색좌표를 보여주는 그래프이다.10 is a graph showing color coordinates of each polymer on an organic electroluminescent device.
도 11은 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz의 순환 전압 전류 값을 보여주는 그래프이다.11 is a graph showing cyclic voltage current values of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz.
도 12는 ppyIr-TPA, ppyIr-Cz, piqIr-TPA, piqIr-Cz의 전자 에너지를 보여주는 그래프이다.12 is a graph showing electron energy of ppy Ir-TPA, ppy Ir-Cz, piq Ir-TPA, and piq Ir-Cz.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090033566A KR100974008B1 (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Phosphorescent polymer and organic light emitting device having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090033566A KR100974008B1 (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Phosphorescent polymer and organic light emitting device having the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100974008B1 true KR100974008B1 (en) | 2010-08-12 |
Family
ID=42759299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090033566A KR100974008B1 (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Phosphorescent polymer and organic light emitting device having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100974008B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003231692A (en) | 2001-12-04 | 2003-08-19 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Organic compound, organic el element and display |
JP2007308499A (en) | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Samsung Sdi Co Ltd | Photoluminescent polynuclear copper complex and organoelectroluminescent element obtained utilizing the same |
JP2008127387A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Gwangju Inst Of Science & Technology | Iridium complex, carbazole derivative and copolymer containing them |
-
2009
- 2009-04-17 KR KR1020090033566A patent/KR100974008B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003231692A (en) | 2001-12-04 | 2003-08-19 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Organic compound, organic el element and display |
JP2007308499A (en) | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Samsung Sdi Co Ltd | Photoluminescent polynuclear copper complex and organoelectroluminescent element obtained utilizing the same |
JP2008127387A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Gwangju Inst Of Science & Technology | Iridium complex, carbazole derivative and copolymer containing them |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pei et al. | Efficient energy transfer to achieve narrow bandwidth red emission from Eu3+-grafting conjugated polymers | |
Li et al. | Solution‐processible carbazole dendrimers as host materials for highly efficient phosphorescent organic light‐emitting diodes | |
JP4566185B2 (en) | Conjugated polymers and blends containing carbazole, their preparation and use | |
Ding et al. | Solution‐Processible Red Iridium Dendrimers based on Oligocarbazole Host Dendrons: Synthesis, Properties, and their Applications in Organic Light‐Emitting Diodes | |
US8314549B2 (en) | Metal-containing dendrimers | |
US20090278445A1 (en) | Crosslinkable hole-transporting materials for organic light-emitting devices | |
US20090153021A1 (en) | Large-bandgap host materials for phosphorescent emitters | |
JP2018508626A (en) | Organic light-emitting polymer containing light-emitting repeating unit in polymer main chain and device using the same | |
Park et al. | Vinyl-type polynorbornene with 9, 9′-(1, 1′-biphenyl)-4, 4′-diylbis-9H-carbazole side groups as a host material for highly efficient green phosphorescent organic light-emitting diodes | |
Chuang et al. | Polymers with alkyl main chain pendent biphenyl carbazole or triphenylamine unit as host for polymer light emitting diodes | |
Zhang et al. | Deep blue light-emitting polymers with fluorinated backbone for enhanced color purity and efficiency | |
Sun et al. | Multi-substituted dibenzo [a, c] phenazine derivatives as solution-processable thermally activated delayed fluorescence materials for orange–red organic light-emitting diodes | |
Zhang et al. | Improving the performance of phosphorescent polymer light-emitting diodes using morphology-stable carbazole-based iridium complexes | |
Zhu et al. | Synthesis of new iridium complexes and their electrophosphorescent properties in polymer light-emitting diodes | |
US20040202892A1 (en) | Polymer, polymer for forming organic electroluminescence device, polymer composition for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device | |
Huang et al. | Platinum (ii) polymetallayne-based phosphorescent polymers with enhanced triplet energy-transfer: synthesis, photophysical, electrochemistry, and electrophosphorescent investigation | |
JP5501864B2 (en) | Thin film and compound used therefor | |
Lian et al. | Novel phosphorescent polymers containing both ambipolar segments and functionalized Ir III phosphorescent moieties: synthesis, photophysical, redox, and electrophosphorescence investigation | |
EP2566932A1 (en) | Polymer-based organic electroluminescent device | |
Morais et al. | Photo and electroluminescence of a phenylene vinylene conjugated polymer containing bipirydine units and chelated europium complex | |
Ying et al. | Novel orange-red light-emitting polymers with cyclometaled iridium complex grafted in alkyl chain | |
Liang et al. | Solution-processable deep red-emitting supramolecular phosphorescent polymer with novel iridium complex for organic light-emitting diodes | |
Chen et al. | Metallo-homopolymer and metallo-copolymers containing light-emitting poly (fluorene/ethynylene/(terpyridyl) zinc (II)) backbones and 1, 3, 4-oxadiazole (OXD) pendants | |
Zhou et al. | Orange-emitting supramolecular phosphorescent polymer with different counterions for polymer light-emitting diodes | |
Zhang et al. | Synthesis and characterization of carbazole-based dendrimers as bipolar host materials for green phosphorescent organic light emitting diodes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130627 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140508 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150723 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160721 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180726 Year of fee payment: 9 |