KR101318125B1 - 유기금속 착체 및 이를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목적은 전자와 정공의 재결합 효율을 증가시킬 수 있는 유기금속 착체를 제공하는 것이다. 본 발명의 하나의 양상은 화학식 I의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
화학식 I
Figure 112011018195976-pct00168
위의 화학식 I에서,
R1 및 R2는 각각 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이고,
M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소이다.
유기금속 착체, 발광 소자, 발광 장치, 전자 장치

Description

유기금속 착체 및 이를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 장치{Organometallic complex, and light-emitting element, light-emitting device and electronic device using the organometallic complex}
본 발명은 전류 여기에 의해 광을 방출할 수 있는 물질, 특히 전류 여기에 의해 광을 방출하는 유기금속 착체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 물질을 사용하는 발광 소자 및 발광 장치에 관한 것이다.
한 쌍의 전극들 사이에 발광 물질을 함유하는 층을 갖는 발광 소자는 픽셀, 광원 등으로서 사용되고, 디스플레이 장치 또는 조명 시스템과 같은 발광 장치에 제공된다. 발광 소자의 한 쌍의 전극들 사이에 전류가 흐르는 경우, 여기된 발광 물질로부터 형광 또는 인광이 방출된다.
형광과 비교시, 전류 여기시의 인광의 이론적인 내부 양자 효율은 형광보다 3배 높다. 따라서, 인광을 방출하는 발광 물질을 사용하는 경우에 형광을 방출하는 발광 물질을 사용하는 경우보다 높은 방출 효율을 수득하는 것으로 생각되며, 따라서 지금까지 인광 방출 물질이 개발되어 오고 있다.
예를 들면, 중심 금속이 이리듐인 금속 착체가 문헌 1[참조: New Iridium Complexes as Highly Efficient Orange-Red Emitters in Organic Light-Emitting Diodes", Jiun-Pey Duan et al., Advanced Materials 2003 15 No.3, February 5, pp 224-228]에 언급되어 있다. 당해 문헌 1에 따르면, 이러한 금속 착체는 발광 소자용 재료로서 사용될 수 있다.
전류 여기에 의해 광을 방출하는 발광 소자의 경우, 전류가 흐르는 것만으로는 불충분하고, 전자와 정공을 효과적으로 재결합시키는 것이 필요하다. 전자와 정공의 재결합 효율을 증가시킴으로써 여기 에너지가 효율적으로 발생되어 방출 효율이 향상된다.
지금까지, 방출 효율을 증가시키기 위해서 내부 양자 효율이 높은 물질이 사용되는 것으로 널리 알려져 있고 개발되어 왔지만, 재결합 효율을 증가시킬 수 있는 물질은 아직 충분히 개발되지 못했다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 전자와 정공의 재결합 효율을 증가시킬 수 있는 유기금속 착체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 인광을 방출할 수 있는 유기금속 착체 및 방출 효율이 우수한 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상은 화학식 I의 구조를 포함하는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00001
위의 화학식 I에서, R1 및 R2는 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 또한, M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소이다. 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다. 또한, 9족에 속하는 원소 중에서는 이리듐이 특히 바람직하고, 10족에 속하는 원소 중에서는 백금이 특히 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 II의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00002
위의 화학식 II에서, R5 및 R6은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 또한, M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소인데, M이 9족에 속하는 원소인 경우, n은 2이고, M이 10족에 속하는 원소인 경우, n은 1이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드(monoanionic ligand), 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드(monoanionic bidentate-chelate ligand) 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다. 또한, 9족에 속하는 원소 중에서는 이리듐이 특히 바람직하고, 10족에 속하는 원소 중에서는 백금이 특히 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 III의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00003
위의 화학식 III에서, R9 및 R10은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 IV의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00004
위의 화학식 IV에서, R13 및 R14는 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 V의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00005
위의 화학식 V에서, R17 및 R18은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R19는 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 VI의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00006
위의 화학식 6에서, R20 및 R21은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R22는 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
화학식 II, IV 및 VI의 유기금속 착체에서, L은 바람직하게는 화학식 1 내지 7의 리간드로부터 선택된 리간드이다. 화학식 1 내지 7의 리간드는 모두 1가 음이온성 리간드이다.
Figure 112007074344328-pct00007
Figure 112007074344328-pct00008
Figure 112007074344328-pct00009
Figure 112007074344328-pct00010
Figure 112007074344328-pct00011
Figure 112007074344328-pct00012
Figure 112007074344328-pct00013
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 VII의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00014
위의 화학식 VII에서, R23 내지 R26은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R27 및 R28은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 또한, M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 또한, 9족에 속하는 원소 중에서는 이리듐이 특히 바람직하고, 10족에 속하는 원소 중에서는 백금이 특히 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 VIII의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00015
위의 화학식 VIII에서, R29 내지 R32는 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R33 및 R34는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 또한, M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소인데, M이 9족에 속하는 원소인 경우, n은 2이고, M이 10족에 속하는 원소인 경우, n은 1이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 또한, 9족에 속하는 원소 중에서는 이리듐이 특히 바람직하고, 10족에 속하는 원소 중에서는 백금이 특히 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 IX의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00016
위의 화학식 IX에서, R35 내지 R38은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R39 및 R40은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 X의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00017
위의 화학식 X에서, R41 내지 R44는 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R45 및 R46은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XI의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00018
위의 화학식 XI에서, R47 내지 R50은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R51은 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XII의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00019
위의 화학식 XII에서, R52 내지 R55는 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R56은 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
화학식 VIII, X 및 XII의 유기금속 착체에서, L은 바람직하게는 화학식 1 내지 7의 리간드로부터 선택된 리간드이다. 화학식 1 내지 7의 리간드는 모두 1가 음이온성 리간드이다.
화학식 1
Figure 112007074344328-pct00020
화학식 2
Figure 112007074344328-pct00021
화학식 3
Figure 112007074344328-pct00022
화학식 4
Figure 112007074344328-pct00023
화학식 5
Figure 112007074344328-pct00024
화학식 6
Figure 112007074344328-pct00025
화학식 7
Figure 112007074344328-pct00026
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XIII의 구조를 포함하는 유기금속 착체이다.
Figure 112011018195976-pct00220
위의 화학식 XIII에서, R57 내지 R60은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R63 및 R64는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 또한, M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 또한, 9족에 속하는 원소 중에서는 이리듐이 특히 바람직하고, 10족에 속하는 원소 중에서는 백금이 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
삭제
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XIV의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112013025056804-pct00221
위의 화학식 XIV에서, R65 내지 R68은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R71 및 R72는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 또한, M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소인데, M이 9족에 속하는 원소인 경우, n은 2이고, M이 10족에 속하는 원소인 경우, n은 1이다. L은 1가 음이온성 리간드, 예를 들면, β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 또한, 9족에 속하는 원소 중에서는 이리듐이 특히 바람직하고, 10족에 속하는 원소 중에서는 백금이 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
삭제
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XV의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00029
위의 화학식 XV에서, R73 내지 R78은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R79 및 R80은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹 및 -CF3 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XVI의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00030
위의 화학식 XVI에서, R81 내지 R86은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R87 및 R88은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹 및 -CF3 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XVII의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00031
위의 화학식 XVII에서, R89 내지 R94는 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R95는 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹 및 -CF3 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 XVIII의 구조를 갖는 유기금속 착체이다.
Figure 112007074344328-pct00032
위의 화학식 XVIII에서, R96 내지 R101은 각각 전자 흡인 그룹이다. 또한, R102는 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이다. L은 β-디케톤 구조를 갖는 1가 음이온성 리간드, 카복실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드 또는 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 1가 음이온성 바이덴테이트-킬레이트 리간드이다. 여기서, 전자 흡인 그룹은 바람직하게는 할로겐 그룹 및 -CF3 그룹 중의 어느 하나이다. 할로겐 그룹에서 플루오로 그룹이 화학적 안정성이 유리하므로 특히 바람직하다. 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹은 바람직하게는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 이소프로필 그룹 또는 2급 부틸 그룹이다.
화학식 XIV, XVI 및 XVIII의 유기금속 착체에서, L은 바람직하게는 화학식 1 내지 7의 리간드로부터 선택된 리간드이다. 화학식 1 내지 7의 리간드는 모두 1가 음이온성 리간드이다.
화학식 1
Figure 112007074344328-pct00033
화학식 2
Figure 112007074344328-pct00034
화학식 3
Figure 112007074344328-pct00035
화학식 4
Figure 112007074344328-pct00036
화학식 5
Figure 112007074344328-pct00037
화학식 6
Figure 112007074344328-pct00038
화학식 7
Figure 112007074344328-pct00039
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 I 내지 XVIII 중의 어느 하나의 유기금속 착체를 포함하는 발광 소자이다. 당해 발광 소자는 바람직하게는 화학식 I 내지 XVIII 중의 어느 하나의 유기 금속 착체를 함유하는 층이 전극들 사이에 제공되고 전극들 사이에 전류가 흐를 때 화학식 I 내지 XVIII 중의 어느 하나의 유기금속 착체가 발광하는 구조를 갖는다. 상기한 바와 같이 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 발광 물질로서 사용하는 발광 소자는 재결합 효율이 높고 효율적으로 발광한다.
본 발명의 또 다른 양상은 화학식 I 내지 XVIII 중의 어느 하나의 유기금속 착체를 포함하는 발광 소자를 픽셀 또는 광원으로서 사용하는 발광 장치이다. 본 발명에 따르는 발광 소자가 효율적으로 발광하기 때문에, 본 발명에 따르는 발광 소자를 사용함으로써 낮은 전력 소모로 구동할 수 있는 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 발명을 구현함으로써, 재결합 효율이 높은 발광 소자를 제조하는 데 사용될 수 있는 유기금속 착체를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 인광을 효율적으로 방출시킬 수 있는 발광 소자를 제조하는 데 사용될 수 있는 유기금속 착체를 얻을 수 있다.
본 발명의 하나의 양상은 화학식 I의 유기금속 착체 중에서 특히 R5 및 R6이 각각 플루오로 그룹이고, R3이 수소 또는 메틸 그룹이고, R8이 수소이고, M이, n이 2인 경우에 이리듐(Ir)인 유기 금속 착체이다. 리간드는 바람직하게는 아세틸아세토네이트 리간드, 테트라키스(1-피라졸릴)보레이트 리간드 또는 피콜리네이트 리간드이다.
본 발명에 의해서 재결합 효율이 높고 효율적으로 발광하는 발광 소자를 얻 을 수 있다. 또한, 인광을 방출할 수 있고 내부 양자 효율이 높은 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한, 발광 및 재결합이 높은 휘도 영역에서도 효율적으로 반복되는 발광 소자를 얻을 수 있다.
본 발명을 구현함으로써, 효율적으로 발광할 수 있고 낮은 전력 소모로 구동할 수 있는 발광 장치를 얻을 수 있다.
첨부된 도면에서,
도 1은 본 발명에 따르는 발광 장치의 한 예를 설명하는 도면이고,
도 2는 본 발명이 적용된 발광 장치를 설명하는 도면이고,
도 3은 본 발명이 적용된 발광 장치에 포함된 회로를 설명하는 다이아그램이고,
도 4는 본 발명이 적용된 발광 장치의 상부도이고,
도 5는 본 발명이 적용된 발광 장치의 프레임 운용(frame operation)의 한 예를 설명하는 다이아그램이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명이 적용된 발광 장치의 단면도이고,
도 7은 본 발명이 적용된 발광 장치를 설명하는 도면이고,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명이 적용된 전자 장치를 설명하는 도면이고,
도 9는 합성예 1에서 합성된, 본 발명에 따르는 유기금속 착체의 1H-NMR을 보여주는 그래프이고,
도 10은 합성예 1에서 합성된, 본 발명에 따르는 유기금속 착체의 흡수 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 11은 합성예 2에서 합성된, 본 발명에 따르는 유기금속 착체의 1H-NMR을 보여주는 그래프이고,
도 12는 합성예 2에서 합성된, 본 발명에 따르는 유기금속 착체의 흡수 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 13은 합성예 1에서 합성된 유기금속 착체를 함유하는 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면이고,
도 14는 양태 2의 발광 장치의 전류 밀도-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 15는 양태 2의 발광 장치가 작동되는 경우의 전압-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 16은 양태 2의 발광 장치가 작동되는 경우에 휘도-전류 효율을 보여주는 그래프이고,
도 17은 양태 2의 발광 장치가 작동되는 경우에 얻어진 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 18은 합성예 2에서 합성된 유기금속 착체를 함유하는 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면이고,
도 19는 양태 3의 발광 장치의 전류 밀도-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 20은 양태 3의 발광 장치가 작동되는 경우에 전압-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 21은 양태 3의 발광 장치가 작동되는 경우에 휘도-전류 효율 특성을 보여주는 그래프이고,
도 22는 양태 3의 발광 장치가 작동되는 경우에 얻어진 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 23은 합성예 3에서 합성된, 본 발명에 따르는 유기금속 착체의 1H-NMR을 보여주는 그래프이고,
도 24는 합성예 3에서 합성된, 본 발명에 따르는 유기금속 착체의 흡수 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 25는 합성예 4에서 합성된 유기금속 착체의 1H-NMR을 보여주는 그래프이고,
도 26은 합성예 4에서 합성된 유기금속 착체의 흡수 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 27은 양태 4 내지 7의 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면이고,
도 28은 양태 4의 발광 장치의 전류 밀도-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 29는 양태 4의 발광 장치가 작동되는 경우에 전압-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 30은 양태 4의 발광 장치가 작동되는 경우에 휘도-전류 효율 특성을 보여주는 그래프이고,
도 31은 양태 4의 발광 장치가 작동되는 경우에 얻어지는 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 32는 합성예 5에서 합성된, 유기금속 착체의 1H-NMR을 보여주는 그래프이고,
도 33은 합성예 5에서 합성된 유기금속 착체의 흡수 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 34는 양태 5의 발광 장치의 전류 밀도-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 35는 양태 5의 발광 장치가 작동되는 경우에 전압-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 36은 양태 5의 발광 장치가 작동되는 경우에 휘도-전류 효율을 보여주는 그래프이고,
도 37은 양태 5의 발광 장치가 작동되는 경우에 얻어진 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 38은 양태 6 및 7의 발광 장치의 전류 밀도-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 39는 양태 6 및 7의 발광 장치가 작동되는 경우에 전압-휘도 특성을 보여주는 그래프이고,
도 40은 양태 6 및 7의 발광 장치가 작동되는 경우에 휘도-전류 효율 특성을 보여주는 그래프이고,
도 41A 내지 도 41C는 양태 6 및 7의 발광 장치가 작동되는 경우에 얻어진 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이고,
도 42는 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 농도와 방출 효율간의 관계를 보여주는 그래프이고,
도 43은 합성예 6에서 합성된 유기금속 착체의 1H-NMR을 보여주는 그래프이고,
도 44는 합성예 6에서 합성된 유기금속 착체의 흡수 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
본 발명의 실시 양태들을 이하에서 설명할 것이다. 본 발명은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며 당해 기술 분야의 숙련가는 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않으면서 이의 양태 및 설명에 있어서 다양한 변화 및 변형이 가능함을 쉽게 이해한다. 따라서, 본 발명은 아래에 제시될 실시 양태들의 설명에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[실시 양태 1]
화학식 8 내지 55의 유기금속 착체를 본 발명의 예로써 제공할 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
Figure 112007074344328-pct00040
Figure 112007074344328-pct00041
Figure 112007074344328-pct00042
Figure 112007074344328-pct00043
Figure 112007074344328-pct00044
Figure 112007074344328-pct00045
Figure 112007074344328-pct00046
Figure 112007074344328-pct00047
Figure 112007074344328-pct00048
Figure 112007074344328-pct00049
Figure 112007074344328-pct00050
Figure 112007074344328-pct00051
Figure 112007074344328-pct00052
Figure 112007074344328-pct00053
Figure 112007074344328-pct00054
Figure 112007074344328-pct00055
Figure 112007074344328-pct00056
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Figure 112007074344328-pct00058
Figure 112007074344328-pct00059
Figure 112007074344328-pct00060
Figure 112007074344328-pct00061
Figure 112007074344328-pct00062
Figure 112007074344328-pct00063
Figure 112007074344328-pct00064
Figure 112007074344328-pct00065
Figure 112007074344328-pct00066
Figure 112007074344328-pct00067
Figure 112007074344328-pct00068
Figure 112007074344328-pct00069
Figure 112007074344328-pct00070
Figure 112007074344328-pct00071
Figure 112007074344328-pct00072
Figure 112007074344328-pct00073
Figure 112007074344328-pct00074
Figure 112007074344328-pct00075
Figure 112007074344328-pct00076
Figure 112007074344328-pct00077
Figure 112007074344328-pct00078
Figure 112007074344328-pct00079
Figure 112007074344328-pct00080
Figure 112007074344328-pct00081
Figure 112007074344328-pct00082
Figure 112007074344328-pct00083
Figure 112007074344328-pct00084
Figure 112007074344328-pct00085
Figure 112007074344328-pct00086
Figure 112007074344328-pct00087
상기한 바와 같은 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 전자를 쉽게 포착할 수 있다. 이는 전자 흡인 그룹이 본 발명에 의해 리간드로 도입되기 때문인 것으로 고려된다. 또한, 유기금속 착체가 전자를 쉽게 포착하기 때문에, 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 사용함으로써 캐리어-재결합 효율이 향상되고 효율적으로 발광 하는 발광 소자를 제조할 수 있다. 또한, 유기금속 착체를 사용함으로써 여기 및 발광이 높은 휘도로 발광시에도 효율적으로 반복될 수 있는 발광 소자를 제조할 수 있다. 이는 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 사용함으로써 삼중항 여기 상태의 여기 수명 등으로 인한 비방출 전이가 쉽게 증가되지 못하기 때문이다.
화학식 8 내지 31 중의 어느 하나의 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 아래에 설명된 반응식 a-1 내지 a-3에 도시된 바와 같은 합성 방법으로 얻을 수 있다. 반응식 a-1에 도시된 바와 같이, 전자 흡인 그룹을 함유하는 리간드를 합성한다. 이어서, 합성된 전자 흡인 그룹 함유 리간드를 반응식 a-2에 도시한 바와 같이 이리듐(III) 클로라이드 하이드로클로라이드 수화물과 혼합하고 이리듐에 배위시킨다. 또한, 반응식 a-3에 도시한 바와 같이, 1가 음이온성 리간드를 이리듐에 배위시킨다.
[반응식 a-1]
Figure 112007074344328-pct00088
[반응식 a-2]
Figure 112007074344328-pct00089
[반응식 a-3]
Figure 112007074344328-pct00090
반응식 a-1 내지 반응식 a-3에서, R103 및 R104는 각각 플루오로 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 또는 알콕시카보닐 그룹이다. 또한, R105 및 R106은 각각 수소 또는 메틸 그룹이다. 또한, L은 아세틸아세톤 또는 피콜린산이다.
본 발명에 따르는 유기금속 착체의 합성방법은 반응식 a-1 내지 반응식 a-3에 도시된 합성방법으로 제한되는 것은 아님을 주지하여야 한다. 예를 들면, 반응식 a-1에서 얻어진 리간드의 경우, 다음과 같이, R105 및 R106이 둘 다 알킬 그룹으로 치환된 리간드가 얻어질 수 있다: 페닐 그룹의 파라 위치가 전자 흡인 그룹으로 치환된 2,3-디페닐-1,4-디하이드로피라진-5,6-디온이 재료로서 사용되는 경우, POCl3등을 사용함으로써 5번 위치 및 6번 위치가 염소화된 이염소화 화합물이 형성되고, 수득된 이염소화 화합물과 알킬 금속을 커플링시킨다. 또한, 테트라클로로플라티네이트 칼륨과 같은 백금 함유 염을 이리듐(III) 클로라이드 하이드로클로라이드 수화물 대신에 사용함으로써, 중심 금속으로서 백금을 함유하는, 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 수득할 수 있다. 또한, 디메틸 말로네이트, 살리실알데히드, 살리실리덴아민 또는 테트라피라졸레이토 보로네이트와 같은 리간드를 아세틸아세톤 또는 피콜린산 대신에 사용함으로써, 화학식 2, 4 내지 7의 리간드를 함유하는 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 수득할 수 있다.
화학식 32 내지 55 중의 어느 하나의 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 반응식 b-1 내지 반응식 b-3에 도시된 합성방법에 의해 얻을 수 있다. 반응식 b-1에 도시한 바와 같이, 전자 흡인 그룹 함유 리간드를 합성한다. 이어서, 합성된 전자 흡인 그룹 함유 리간드를 반응식 b-2에 도시된 바와 같이 이리듐(III) 클로라이드 하이드로클로라이드 수화물과 혼합하고, 이리듐에 배위시킨다. 또한, 반응식 b-3에 도시된 바와 같이, 1가 음이온성 리간드를 이리듐에 배위시킨다.
[반응식 b-1]
Figure 112007074344328-pct00091
[반응식 b-2]
Figure 112007074344328-pct00092
[반응식 b-3]
Figure 112007074344328-pct00093
반응식 b-1 내지 반응식 b-3에서, R107 내지 R110은 각각 플루오로 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 또는 알콕시카보닐 그룹이다. 또한, R111 및 R112는 각각 수소 또는 메틸 그룹이다. 또한, L은 아세틸아세톤 또는 피콜린산이다. 반응식 b-1의 반응에서 사용된 디케톤은, 3번 위치 및 5번 위치가 플루오로 그룹 또는 -CF3 그룹과 같은 전자 흡인 그룹으로 치환된 그리냐드 시약(Grignard reagent)과 1,4-디메틸피페라진-2,3-디온을 반응시킴으로써 수득할 수 있다.
본 발명에 따르는 유기금속 착체의 합성방법은 반응식 b-1 내지 반응식 b-3에 도시된 합성방법으로 제한되는 것은 아님을 주지하여야 한다. 테트라클로로플라티네이트 칼륨과 같은 백금 함유 염을 이리듐(III) 클로라이드 하이드로클로라이 드 수화물 대신에 사용함으로써, 중심 금속으로서 백금을 함유하는, 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 수득할 수 있다. 또한, 디메틸 말로네이트, 살리실알데히드, 살리실리덴아민 또는 테트라피라졸레이토 보로네이트와 같은 리간드를 아세틸아세톤 또는 피콜린산 대신에 사용함으로써, 화학식 2, 4 내지 7의 리간드를 함유하는 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 수득할 수 있다.
[실시 양태 2]
본 발명에 따르는 유기금속 착체를 발광 물질로서 사용하는 발광 소자의 예를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 제1 전극(151)과 제2 전극(152) 사이에 발광층(163)을 포함하는 발광 소자를 도시한다. 발광층(163)은 화학식 I, III, V, VII, IX, XI, XIII, XV 및 XVII 중의 어느 하나의 구조를 갖는 본 발명에 따르는 유기금속 착체 또는 화학식 II, IV, VI, VIII, X, XII, XIV, XVI 및 XVIII 중의 어느 하나의 구조를 갖는 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 함유한다.
제1 전극(151)과 제2 전극(152) 사이에 정공 주입층(161), 정공 수송층(162), 전자 수송층(164), 전자 주입층(165) 등이 발광층(163) 이외에 구비된다. 이들 층은, 제1 전극(151)의 전위가 제2 전극(152)의 전위보다 높도록 전압이 인가되는 경우, 정공이 제1 전극(151)측으로부터 주입되고 전자가 제2 전극(152)측으로부터 주입되도록 적층되어 있다.
이러한 발광 소자에서, 제1 전극(151)측으로부터 주입된 정공과 제2 전 극(152)측으로부터 주입된 전자는 발광층(163)에서 재결합하고, 유기금속 착체는 여기 상태로 존재한다. 여기된 유기금속 착체가 기저 상태(ground state)로 돌아갈 때 광을 방출한다. 이런식으로, 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 발광 물질로서 작용한다. 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 전자를 쉽게 포착하는 특성을 갖기 때문에, 캐리어가 효율적으로 재결합된다. 따라서, 상기한 바와 같이, 유기금속 착체를 함유하는 본 발명에 따르는 발광 소자는 효율적으로 발광한다.
여기서, 발광층(163)은 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 함유하는 층이다. 발광층(163)은 본 발명에 따르는 유기금속 착체로만 형성된 층일 수 있다. 그러나, 농도 소광(concentration quenching)이 일어나는 경우, 발광층(163)은 발광 물질보다 에너지 갭이 큰 물질로 이루어진 층에 발광 물질이 혼합 분산되어 있는 층인 것이 바람직하다. 발광층(163)에 분산되어 있는 본 발명에 따르는 유기금속 착체에 의해, 발광이 농도로 인해 소광되는 것이 방지된다. 여기서, 에너지 갭은 LUMO 준위와 HOMO 준위 사이의 에너지 갭을 나타낸다.
본 발명에 따르는 유기금속 착체를 분산시키는 데 사용되는 물질은 특별히 제한되지 않고, 2,3-비스(4-디페닐아미노페닐)퀴녹살린(약어: TPAQn) 또는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약어: NPB)와 같은 아릴아민 골격을 갖는 화합물 이외에 카바졸 유도체, 예를 들면, 4,4'-디(N-카바졸릴)비페닐(약어: CBP) 또는 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민(약어: TCTA); 금속 착체, 예를 들면, 비스[2-(2-하이드록시페닐)피리디네이토]아연(약어: Znpp2), 비스[2-(2-하이드록시페 닐)벤즈옥사졸레이트]아연(약어: Zn(BOX)2); 등이 바람직하다. 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 분산된 상태로 존재하도록 하나 또는 둘 이상의 이들 물질은 선택 혼합된다. 다수의 화합물을 함유하는 층이 동시증착을 사용하여 형성될 수 있다. 여기서, 동시증착은 원료가 하나의 처리 챔버에 제공된 다수의 공급원으로부터 각각 기화되고, 기화된 물질이 기상 상태로 혼합되어 대상에 부착되는 증착 방법을 나타낸다.
또한, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 특별히 제한되지 않고, 산화인듐주석(ITO), 산화규소를 함유하는 산화인듐주석 또는 산화아연을 2 내지 20% 함유하는 산화인듐 이외에 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 등을 사용하여 형성시킬 수 있다. 더구나, 알루미늄 이외에, 마그네슘과 은의 합금, 알루미늄과 리튬의 합금 등이 또한 제1 전극(151)을 형성시키는 데 사용될 수 있다. 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 형성방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 스퍼터링, 증착 등이 사용될 수 있음을 주지하여야 한다. 산화인듐주석 등을 사용하거나 은, 알루미늄 등을 사용하여 두께가 수 nm 내지 수십 nm로 되도록 제1 전극(151)과 제2 전극(152) 중 하나 또는 둘 다를 형성시켜 방출된 광이 외부로 추출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 정공 수송층(162)을 도 1에 도시한 바와 같이 제1 전극(151)과 발광층(163) 사이에 제공될 수 있다. 여기서, 정공 수송층(162)은 제1 전극(151)측으로부터 주입된 전공을 발광층(163)으로 수송하는 작용을 하는 층이다. 정공 수송 층(162)을 제공함으로써 제1 전극(151)과 발광층(163) 사이의 거리는 더 길어질 수 있다. 그 결과, 제1 전극(151)에 함유된 금속으로 인해 발광이 소광되는 것이 억제될 수 있다. 정공 수송층(162)은 바람직하게는 정공 수송성이 높은 물질을 사용하여 형성시키고, 특히, 정공 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 물질을 사용하여 형성시킨다. 정공 수송성이 높은 물질은 전자 이동도보다 높은 정공 이동도를 갖는 물질을 가리키며, 정공 이동도 대 전자 이동도의 비(=정공 이동도/전자 이동도)가 100보다 크다는 것을 주지하여야 한다. 다음은 정공 수송층(162)을 형성시키는 데 사용될 수 있는 물질의 특정예로서 주어질 수 있다: 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약어: NPB); 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약어: TPD); 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약어: TDATA); 4,4',4"-트리스(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약어: MTDATA); 4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐(약어: DNTPD); 1,3,5-트리스[N,N-디(m-톨릴)아미노]벤젠(약어: m-MTDAB); 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민(약어: TCTA); 프탈로시아닌(약어: H2Pc); 구리 프탈로시아닌(약어: CuPc); 바나딜프탈로시아닌(약어: VOPc) 등. 또한, 정공 수송층(162)은 상기 물질로 형성된 둘 이상의 층이 결합된 다층일 수 있다.
또한, 전자 수송층(164)이 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제2 전극(152)과 발광층(163) 사이에 제공될 수 있다. 여기서, 전자 수송층(164)은 제2 전극(152)으로부터 주입된 전자를 발광층(163)으로 수송하는 작용을 하는 층이다. 전자 수 송층(164)을 제공함으로써, 제2 전극(152)과 발광층(163) 사이의 거리는 길어질 수 있다. 그 결과, 제2 전극(152)에 함유된 금속으로 인해 발광이 소광되는 것이 억제될 수 있다. 전자 수송층(164)은 바람직하게는 전자 수송성이 높은 물질을 사용하여 형성시키고, 특히 전자 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 물질을 사용하여 형성시킨다. 전자 수송성이 높은 물질은 정공 이동도보다 전자 이동도가 높은 물질을 나타내고, 전자 이동도 대 정공 이동도의 비(=전자 이동도/정공 이동도)의 값이 100보다 큼을 주지하여야 한다. 다음은 전자 수송층(164)을 형성시키는 데 사용될 수 있는 물질의 특정 예로서 주어질 수 있다: 금속 착체, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약어: Alq3); 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약어: Almq3); 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리네이토)베릴륨(약어: BeBq2); 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)-4-페닐페놀레이트-알루미늄(약어: BAlq); 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤즈옥사졸레이트]아연(약어: Zn(BOX)2); 또는 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아조레이토]아연(약어: Zn(BTZ)2) 이외에 2-(4-비페닐릴)-5-(4-3급-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약어: PBD); 1,3-비스[5-(p-3급-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약어: OXD-7); 3-(4-3급-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약어: TAZ); 3-(4-3급-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약어: p-EtTAZ); 바토페난트롤린(약어: BPhen); 바토쿠프로인(약어: BCP); 4,4-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약어: BzOs) 등. 또한, 전자 수송 층(164)은 상기 물질로 형성된 둘 이상의 층이 결합된 다층일 수 있다.
정공 수송층(162)과 전자 수송층(164)은 각각 상기 물질 이외에 양극성 물질을 사용하여 형성시킬 수 있다. 양극성 물질은 다음 물질을 나타낸다: 전자 또는 정공의 캐리어의 이동도를 나머지 캐리어의 이동도와 비교하는 경우, 하나의 캐리어 이동도 대 나머지 캐리어 이동도의 비의 값이 100 이하, 바람직하게는 10 이하이다. 양극성 물질의 경우, 예를 들면, TPAQn; 2,3-비스{4-[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]페닐}-디벤조[f,h]퀴녹살린(약어: NPADiBzQn) 등이 제시될 수 있다. 양극성 물질에서 정공 및 전자 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 물질을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 정공 수송층(162)과 전자 수송층(164)은 동일한 양극성 물질을 사용하여 형성시킬 수 있다.
또한, 정공 주입층(161)이 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제1 전극(151)과 정공 수송층(162) 사이에 제공될 수 있다. 정공 주입층(161)은 정공이 제1 전극(151)으로부터 정공 수송층(162)으로 주입되는 것을 보조하는 기능을 하는 층이다. 정공 주입층(161)을 제공함으로써, 제1 전극(151)과 정공 수송층(162) 사이의 이온화 포텐셜(ionization potential) 차가 경감되어, 정공이 쉽게 주입된다. 정공 주입층(161)은 바람직하게는 이온화 포텐셜이 정공 수송층(162)을 형성하는 물질의 이온화 포텐셜보다 낮고 제1 전극(151)을 형성하는 물질의 이온화 포텐셜보다 높은 물질을 사용하거나 정공 수송층(162)과 제1 전극(151) 사이에 1 내지 2nm의 박막으로 제공되는 경우에 에너지 밴드가 굴곡되는 물질을 사용하여 형성시킨다. 정공 주입층(161)을 형성하는 데 사용될 수 있는 물질의 특정예로는, 프탈로시아닌 계 화합물, 예를 들면, 프탈로시아닌(약어: H2Pc) 또는 구리 프탈로시아닌(CuPc), 중합체, 예를 들면, 폴리(에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌설폰산) 용액(PEDOT/PSS) 등을 들 수 있다. 즉, 정공 주입층(161)은 정공 주입층(161)의 이온화 포텐셜이 정공 수송층(162)의 이온화 포텐셜보다 비교적 낮은 물질을 선택하여 형성시킬 수 있다. 전공 주입층(161)을 제공하는 경우, 제1 전극(151)은 바람직하게는 산화인듐주석과 같은 일 함수가 높은 물질을 사용하여 형성시킨다.
또한, 전자 주입층(165)이 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제2 전극(152)과 전자 수송층(164) 사이에 제공될 수 있다. 여기서, 전자 주입층(165)은 전자가 제2 전극(152)으로부터 전자 수송층(164)으로 주입되는 것을 보조하는 기능을 하는 층이다. 전자 주입층(165)을 제공함으로써, 제2 전극(152)과 전자 수송층(164) 사이의 전자 친화도 차가 경감되어 전자가 쉽게 주입된다. 전자 주입층(165)은 바람직하게는 전자 친화도가 전자 수송층(164)을 형성하는 물질의 전자 친화도보다 높고 제2 전극(152)을 형성하는 물질의 전자 친화도보다 낮은 물질을 사용하거나 전자 수송층(164)과 제2 전극(152) 사이에 1 내지 2nm의 박막으로 제공됨으로써 에너지 밴드가 굴곡되는 물질을 사용하여 형성시킨다. 다음은 전자 주입층(165)을 형성하는 데 사용될 수 있는 물질의 특정 예로서 제공될 수 있다: 무기 물질, 예를 들면, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속의 불화물, 알칼리 토금속의 불화물, 알칼리 금속의 산화물 또는 알칼리 토금속의 산화물. 무기 물질 이외에, BPhen, BCP, p-EtTAZ, TAZ 또는 BzO와 같은 전자 수송층(164)을 형성시키는 데 사용될 수 있는 물질이 또한 이들 물질로부터 전자 친화도가 전자 수송층(164)을 형 성하기 위한 물질의 전자 친화도보다 높은 물질을 선택함으로써 전자 주입층(165)을 형성하는 물질로서 사용될 수 있다. 즉, 전자 주입층(165)은 전자 주입층(165)의 전자 친화도가 전자 수송층(164)의 전자 친화도보다 상대적으로 높은 물질을 선택하여 형성시킬 수 있다. 전자 주입층(165)이 제공되는 경우, 제1 전극(151)은 바람직하게는 알루미늄과 같이 일 함수가 낮은 물질을 사용하여 형성시킨다.
상기한 바와 같은 본 발명의 발광 소자에서, 정공 주입층(161), 정공 수송층(162), 발광층(163), 전자 수송층(164) 및 전자 주입층(165)은 각각 증착, 잉크 젯, 피복 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 각각 스퍼터링, 증착 등에 의해 형성될 수 있다.
또한, 정공 발생층이 정공 주입층(161) 대신에 제공될 수 있거나 전자 발생층이 전자 주입층(165) 대신에 제공될 수 있다.
여기서, 정공 발생층은 정공을 발생시키는 층이다. 정공 발생층은 정공 이동도가 전자 이동도보다 높은 물질들로부터 선택된 하나 이상의 물질과 정공 이동도가 전자 이동도보다 높은 물질에 대해 전자 수용성을 나타내는 물질을 혼합하여 형성시킬 수 있다. 또한, 정공 발생층은 양극성 물질들로부터 선택된 하나 이상의 물질과 양극성 물질에 대해 전자 수용성을 나타내는 물질을 혼합하여 형성시킬 수도 있다. 여기서, 정공 이동도가 전자 이동도보다 높은 물질로서는 정공 수송층(162)을 형성하는 데 사용될 수 있는 물질과 동일한 물질이 사용될 수 있다. 또한, 양극성 물질로서는 TPAQn과 같은 상기한 바와 같은 양극성 물질이 사용될 수 있다. 정공 이동도가 전자 이동도보다 높은 물질들과 양극성 물질들 중에서 골격 에 트리페닐아민 구조를 포함하는 물질을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 정공은 골격에 트리페닐아민 구조를 갖는 물질을 사용함으로써 보다 쉽게 발생시킬 수 있다. 또한, 전자 수용성을 나타내는 물질로서는 산화몰리브덴, 산화바나듐, 산화루테늄 또는 산화레늄과 같은 금속 산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 전자 발생층은 전자를 발생시키는 층이다. 전자 발생층은 전자 이동도가 정공 이동도보다 높은 물질과 전자 이동도가 정공 이동도보다 높은 물질에 대해 전자 공여성을 나타내는 물질을 혼합하여 형성시킬 수 있다. 또한, 전자 발생층은 양극성 물질들로부터 선택된 하나 이상의 물질과 양극성 물질에 전자 공여성을 나타내는 물질을 혼합하여 형성시킬 수도 있다. 여기서, 전자 이동도가 정공 이동도보다 높은 물질로서는 전자 수송층(164)을 형성하는 데 사용될 수 있는 물질과 동일한 물질이 사용될 수 있다. 또한, 양극성 물질로서는 TPAQn과 같은 양극성 물질이 사용될 수 있다. 또한, 전자 공여성을 나타내는 물질로서는 알칼리 금속 그룹 및 알칼리 토금속 그룹으로부터 선택된 물질, 구체적으로는, 산화리튬(Li2O), 산화칼슘(CaO), 산화나트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O), 산화마그네슘(MgO) 등으로부터 선택된 하나 이상의 물질이 또한 전자 공여성을 나타내는 물질로서 사용될 수 있다. 또한, 알칼리 금속 불화물 또는 알칼리 토금속 불화물, 구체적으로는 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 등으로부터 선택된 하나 이상의 물질이 전자 공여성을 나타내는 물질로서 사용될 수도 있다. 또한, 알칼리 금속 질화물, 알칼리 토금속 질화물 등, 구체적으로는 질화칼슘, 질화마그네슘 등으로부터 선택된 하나 이상의 물질이 전자 공여성을 나타내는 물질로서 사용될 수도 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르는 발광 소자에 있어서, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 제공하느냐의 여부는 본 발명을 수행하는 주체에 의해 임의로 결정될 수 있다. 정공 수송층 및 전자 수송층이 제공되는 경우, 전극, 정공 주입층 또는 전자 주입층에 함유된 금속으로 인한 소광이 감소될 수 있음을 주지하여야 한다. 또한, 전자 주입층, 정공 주입층 등을 제공함으로써, 전극으로부터 전자 또는 정공이 효율적으로 주입될 수 있다.
[실시 양태 3]
본 발명에 따르는 유기금속 착체를 발광 물질로서 함유하는 발광 소자는 효율적으로 발광할 수 있으므로, 본 발명에 따르는 픽셀용 발광 소자를 사용함으로써 낮은 전력 소모로 작동될 수 있는 발광 장치를 얻을 수 있다.
당해 실시 양태에 있어서, 디스플레이 기능을 갖는 발광 장치의 회로 구조 및 구동 방법을 도 2 내지 도 5를 참조로 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 발광 장치의 개략적인 상부도이다. 도 2에서, 픽셀부(6511), 소스-시그널 라인 드라이버 회로(6512), 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(6513) 및 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(6514)를 기판(6500) 상에 제공한다. 소스-시그널 라인 드라이버 회로(6512), 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(6513) 및 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(6514)는 배선 그룹을 통해 외부 입력 단자인 FPC(플렉시블 인쇄 회로)(6503)에 접속되어 있다. 또한, 소스-시그널 라인 드라이버 회로(6512), 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(6513) 및 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(6514)는 비디오 시그널, 클록 시그널, 스타트 시그널 및 리셋 시그널과 같은 시그널을 FPC(6503)로부터 수용한다. 또한, 인쇄 배선판(PWB)(6504)이 FPC(6503)에 부착되어 있다. 상기한 바와 같이 항상 픽셀부(6511)와 같은 기판 상에 드라이버 회로부를 제공할 필요는 없다. 예를 들면, 드라이버 회로부는 배선 패턴이 형성되어 있는 FPC에 IC 칩이 탑재되어 있는 TCP를 사용하여 기판 외부에 제공될 수 있다.
픽셀부(6511)에서, 칼럼으로 연장된 다수의 소스-시그널 라인이 줄로 배열되어 있다. 또한, 전류 공급 라인이 줄로 배열되어 있고, 줄로 연장되어 있는 다수의 게이트-시그널 라인이 칼럼으로 배열되어 있다. 또한, 각각 발광 소자를 포함하는 다수 쌍의 회로가 배열된다.
도 3은 하나의 픽셀을 작동하기 위한 회로를 보여주는 다이아그램이다. 도 3에 도시된 회로는 제1 트랜지스터(901), 제2 트랜지스터(902) 및 발광 소자(903)를 포함한다.
제1 트랜지스터(901)와 제2 트랜지스터(902)는 각각 게이트 전극, 드레인 영역 및 소스 영역을 포함하고 드레인 영역과 소스 영역 사이에 채널 영역을 포함하는 3단자 소자이다. 여기서, 소스 영역과 드레인 영역은 트랜지스터의 구조 또는 작동 조건에 따라서 상호 스위칭되므로, 어느 것이 드레인 영역 또는 소스 영역인지 확인하기는 어렵다. 따라서, 당해 실시 양태에서, 소스 또는 드레인으로서 작용하는 영역을 각각 트렌지스터의 제1 전극 및 제2 전극이라고 한다.
게이트-시그널 라인(911)과 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)를 스위치(918)에 의해 전기적으로 접속되거나 접속되지 않도록 제공한다. 게이트 시그널 라인(911)과 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)를 스위치(919)에 의해 전기적으로 접속되거나 접속되지 않도록 제공한다. 또한, 소스-시그널 라인(912)을 소스-시그널 라인 드라이버 회로(915)와 전원(916) 중의 어느 하나에 스위치(920)를 통해 전기적으로 접속되도록 제공한다. 제1 트랜지스터(901)의 게이트를 게이트-시그널 라인(911)에 전기적으로 접속시키고, 제1 트랜지스터의 제1 전극을 소스-시스널 라인(912)에 전기적으로 접속시키며, 제2 전극을 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극에 전기적으로 접속시킨다. 제2 트랜지스터(902)의 제1 전극은 전류 공급 라인(917)에 전기적으로 접속시키고, 제2 전극은 발광 소자(903)에 포함된 하나의 전극에 전기적으로 접속시킨다. 스위치(918)은 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)에 포함될 수 있고, 스위치(919)는 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)에 포함될 수 있으며, 스위치(920)는 소스-시그널 라인 드라이버 회로(915)에 포함될 수 있음을 인지하여야 한다.
또한, 픽셀부에서의 트랜지스터, 발광 소자 등의 배열은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 도 4의 상부도에 도시된 배열이 사용될 수 있다. 도 4에서, 제1 트랜지스터(1001)의 제1 전극은 소스-시그널 라인(1004)에 접속되고, 제2 전극은 제2 트랜지스터(1002)의 게이트 전극에 접속된다. 또한, 제2 트랜지스터(1002)의 제1 전극은 전류 공급 라인(1005)에 접속되고, 제2 전극은 발광 소자의 전극(1006)에 접속된다. 한쌍의 게이트-시그널 라인(1003)은 제1 트랜지스터(1001)의 게이트 전극으로서 작용한다.
이어서, 구동 방법을 설명한다. 도 5는 시간에 따른 프레임(frame)에 대한 작동을 예시하는 다이아그램이다. 도 5에서, 수평 방향은 시간의 경과를 나타내고 수직 방향은 게이트 시그널 라인의 순서를 나타낸다.
본 발명에 따르는 발광 장치를 화상 표시에 사용하는 경우, 스크린에 대한 재기록 작업이 디스플레이 기간에 반복된다. 재기록 횟수는 특별히 제한되지 않지만, 재기록 횟수는 화상 관찰자가 깜빡임을 인지하지 못하도록 초당 약 60회 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 스크린(하나의 프레임)에 대해 재기록 작업이 수행되는 기간을 1프레임 피리어드(one frame period)이라고 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 1프레임은 기록 피리어드 (501a), (502a), (503a) 및 (504a)와 유지 피리어드(retention period) (501b), (502b), (503b) 및 (504b)를 각각 포함하는 4개의 서브 프레임 (501), (502), (503) 및 (504)로 분할된다. 유지 피리어드에서, 발광 시그널이 주어진 발광 소자는 방출 상태로 된다. 각각의 서브 프레임에서 유지 피리어드의 길이의 비는 제1 서브 프레임(501):제2 서브 프레임(502):제3 서브 프레임(503):제4 서브 프레임(504) = 23:22:21:20 = 8:4:2:1이다. 이는 4비트 그러데이션(gradation)이 가능하도록 한다. 그러나, 비트의 수 또는 그러데이션의 수는 여기서 기재된 것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 8비트 그러데이션을 수행하도록 8개의 서브 프레임이 제공될 수 있다.
1프레임에서의 작동을 설명한다. 먼저, 서브 프레임(501)에서, 기록 작동이 제1 줄로부터 마지막 줄까지 순차적으로 수행된다. 따라서, 기록 피리어드(501a) 의 개시 시간은 줄에 따라 상이하다. 기록 피리어드(501a)가 종료된 경우, 줄은 유지 피리어드(501b)로 수차적으로 이동한다. 유지 피리어드(501b)에서, 발광 시그널이 주어진 발광 소자는 방출 상태로 된다. 또한, 유지 피리어드(501b)가 종료된 경우, 줄은 그 다음 서브 프레임(502)으로 순차적으로 이동하고, 기록 작업이 서브 프레임(501)의 경우와 마찬가지로 제1 줄로부터 마지막 줄까지 순차적으로 수행된다. 상기한 바와 같은 작동은 서브 프레임(504)의 유지 피리어드(504b)까지 반복되어 서브 프레임(504)에서의 작동을 종료한다. 서브-프레임(504)에서의 작동이 종료될 때 줄은 그 다음 프레임으로 이동한다. 따라서, 광이 각각의 서브 프레임에서 방출되는 총 시간이 각각의 발광 소자의 1프레임에 대한 방출 시간이다. 하나의 픽셀에서의 다양한 조합을 갖는 각각의 발광 소자에 대한 방출 시간을 변화시킴으로써 광도 및 색도가 상이한 다양한 디스플레이 색을 제조할 수 있다.
서브 프레임(504)에서와 같이, 마지막 줄에 대한 기록이 종료되기 전에 기록이 이미 종료되었고 유지 피리어드로 이동되는 줄의 체류 기간의 강제 종결이 필요한 경우, 유지 피리어드(504b) 이후에 소거 피리어드(504c)가 제공되고 강제로 비방출 상태로 되도록 줄을 제어하는 것이 바람직하다. 이어서, 강제로 비방출 상태로 된 줄을 특정 피리어드(당해 피리어드를 비방출 피리어드(504d)라고 한다) 동안 비방출 상태에서 유지시킨다. 이어서, 마지막 줄의 기록 피리어드(504a)가 종료된 직후, 제1 줄로부터 출발하여 그 다음 서브 프레임(또는 그 다음 프레임)의 기록 피리어드로 줄을 순차적으로 이동시킨다. 이는 서브 프레임(504)의 기록 피리어드(504a)가 그 다음 서브 프레임의 기록 피리어드와 중첩되는 것을 방지할 수 있 다.
서브 프레임 (501) 내지 (504)가 당해 실시 양태에서는 최장 유지 피리어드로부터 최단 유지 피리어드로 배열되지만, 당해 실시 양태에서와 같은 배열이 항상 필요한 것은 아니다. 예를 들면, 서브 프레임 (501) 내지 (504)는 최단 유지 피리어드로부터 최장 피리어드로의 순서로 배열될 수 있거나 랜덤한 순서로 배열될 수 있다. 또한, 서브 프레임은 다수의 프레임으로 추가로 분할될 수 있다. 즉, 게이트 시그널 라인의 스캐닝을 동일한 화상 시그널을 제공하는 동안 복수회 수행할 수 있다.
이제, 도 3에 도시된 회로의 기록 피리어드 및 소거 피리어드에서의 작동을 설명한다.
먼저, 기록 피리어드에서의 작동을 설명한다. 기록 피리어드에서, 제n 줄(여기서, n은 자연수이다)의 게이트 시그널 라인(911)은 스위치(918)를 통해 기록 게이트 시그널 라인 드라이버 회로(913)에 전기적으로 접속되고 소거 게이트 시그널 라인 드라이버 회로(914)에는 접속되지 않는다. 또한, 소스-시그널 라인(912)은 스위치(920)를 통해 소스-시그널 라인 드라이버 회로(915)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 시그널이 제n 줄(여기서, n은 자연수이다)의 게이트-시그널 라인(911)에 접속된 제1 트랜지스터(901)의 게이트에 입력되어 제1 트랜지스터(901)를 가동시킨다. 이어서, 이 때, 화상 시그널이 소스-시그널 라인(912)의 제1 칼럼에서 마지막 칼럼으로 동시에 입력된다. 소스-시그널 라인(912)으로부터 각각의 칼럼으로 입력된 화상 시그널은 서로 독립적임을 주지하여야 한다. 소스-시그널 라인(912)으로부터 입력된 화상 시그널은 각각의 소스-시그널 라인(912)에 접속된 제1 트랜지스터(901)를 통해 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극으로 입력된다. 이 때, 발광 소자(903)가 발광하는지의 여부는 제2 트랜지스터(902)에 입력된 시그널에 따라서 결정된다. 예를 들면, 제2 트랜지스터(902)가 P-채널 트랜지스터인 경우, 발광 소자(903)는 낮은 준위의 시그널을 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극으로 입력함으로써 발광한다. 한편, 제2 트랜지스터(902)가 N-채널 트랜지스터인 경우, 발광 소자(903)는 높은 준위 시그널을 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극으로 입력함으로써 발광한다.
그 다음, 소거 피리어드에서의 작동을 설명한다. 소거 피리어드에서, 제n 줄(여기서, n은 자연수이다)의 게이트-시그널 라인(911)은 스위치(919)를 통해 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)에 전기적으로 접속되고 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)에는 접속되지 않는다. 또한, 소스-시그널 라인(912)은 스위치(920)를 통해 전원(916)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 시그널이 제n 줄(여기서, n은 자연수이다)의 게이트-시그널 라인(911)에 접속된 제1 트랜지스터(901)의 게이트로 입력되어 제1 트랜지스터(901)를 가동시킨다. 이어서, 이 때, 소거 시그널이 소스 시그널 라인(912)의 제1 칼럼으로부터 마지막 칼럼으로 동시에 입력된다. 각각의 소스 시그널 라인(912)으로부터 입력된 소거 시그널을 각각의 소스-시그널 라인(912)에 접속된 제1 트랜지스터(901)를 통해 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극에 입력한다. 이 때, 전류 공급 라인(917)으로부터 발광 소자(903)로의 전류 공급이 제2 트랜지스터(902)로 입력된 시그널에 의해 중단된다. 이어서, 발광 소자(903)는 강제적으로 발광하지 않게 된다. 예를 들면, 제2 트랜지스터(902)가 P-채널 트랜지스터인 경우, 발광 소자(903)는 고준위 시그널을 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극으로 입력시킴으로써 발광하지 않는다. 한편, 제2 트랜지스터(902)가 N-채널 트랜지스터인 경우, 발광 소자(903)는 저준위 시그널을 제2 트랜지스터(902)의 게이트 전극으로 입력시킴으로써 발광하지 않는다.
제n 줄(여기서, n은 자연수이다)에 있어서, 소거 시그널이 소거 피리어드에서 위에서 기재한 바와 같은 작동에 의해 입력됨을 주지하여야 한다. 그러나, 위에서 기재한 바와 같이, 다른 줄[제m 줄(여기서, m은 자연수이다)이라고 한다]은 제n 줄이 소거 피리어드에 있는 동안 기록 피리어드에 있다. 이러한 경우, 동일한 칼럼에서의 소스 시그널 라인을 사용하여 소거 시그널을 제n 줄에 입력하고 기록 시그널을 제m 줄에 입력할 필요가 있다. 따라서, 다음에 설명하는 작동이 바람직하다.
제n 줄의 발광 소자(903)가 위에서 설명한 바와 같은 소거 피리어드에서의 작동에 의해 발광하지 않게 된 직후, 게이트-시그널 라인(911)과 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)는 서로 접속되지 않게 되고, 스위치(920)가 스위칭되어 소스-시그널 라인(912)과 소스-시그널 라인 드라이버 회로(915)를 접속시킨다. 이어서, 소스-시그널 라인(912)을 소스-시그널 라인 드라이버 회로(915)에 접속시키는 이외에, 게이트-시그널 라인(911)을 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)에 접속시킨다. 이어서, 시그널이 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)로부터 제m 줄의 게이트-시그널 라인(911)에 선택적으로 입력되어 제1 트랜 지스터(901)를 가동시키고, 기록 시그널이 소스-시그널 라인 드라이버 회로(915)로부터 소스 시그널-라인(912)의 제1 칼럼으로부터 마지막 칼럼으로 입력된다. 이러한 시그널은 제m 줄의 발광 소자(903)가 발광 상태 또는 비발광 상태로 존재하도록 한다.
제m 줄에 대한 기록 피리어드가 상기한 바와 같이 종료된 직후, 제(n+1) 줄에 대한 소거 피리어드가 개시된다. 당해 목적을 위해서, 게이트-시그널 라인(911)과 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)가 상호 접속되지 않게 되고, 스위치(920)가 스위칭되어 소스-시그널 라인(912)과 전원(916)을 접속시킨다. 또한, 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)에 접속되지 않은 게이트-시그널 라인(911)은 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)에 접속시킨다. 이어서, 시그널이 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)로부터 제(n+1) 줄의 게이트-시그널 라인(911)에 선택적으로 입력되어 제1 트랜지스터(901)를 가동시키고, 소거 시그널이 전원(916)으로부터 입력된다. 이렇게 제(n+1) 줄에 대한 소거 피리어드가 종료된 직후, 제(m+1) 줄에 대한 기록 피리어드가 개시된다. 이어서, 마지막 줄에 대한 소거 피리어드가 종료될 때까지 동일한 방식으로 소거 피리어드와 기록 피리어드가 반복될 수 있다.
제m 줄에 대한 기록 피리어드가 제n 줄에 대한 소거 피리어드와 제(n+1) 줄의 소거 피리어드 사이에 제공되어 있는 예가 당해 실시 양태에 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 제m 줄에 대한 기록 피리어드가 제(n+1) 줄에 대한 소거 피리어드와 제n 줄의 소거 피리어드에 또한 제공될 수 있다.
또한, 당해 실시 양태에서, 비방출 피리어드(504d)가 서브 프레임(504)에서와 같이 제공되는 경우, 소거 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(914)와 하나의 게이트-시그널 라인(911)이 상호 접속되지 않게 되고 기록 게이트-시그널 라인 드라이버 회로(913)와 다른 게이트-시그널 라인(911)이 상호 접속되게 되는 작동이 반복된다. 이러한 유형의 작동은 비방출 피리어드가 특별히 제공되지 않은 프레임에서도 수행될 수 있다.
[실시 양태 4]
본 발명에 따르는 발광 소자를 포함하는 발광 장치의 단면의 예를 도 6a 내지 도 6c를 참조로 설명한다.
도 6a 내지 도 6c 각각에서, 점선으로 둘러싸인 부분이 본 발명에 따르는 발광 소자(12)를 구동하기 위해 제공된 트랜지스터이다. 발광 소자(12)는 본 발명에 따르는 발광 소자로서, 정공을 발생시키는 층, 전자를 발생시키는 층 및 발광 물질을 함유하는 층이 제1 전극(13)과 제2 전극(14) 사이에 적층되어 있는 층(15)을 갖는, 본 발명에 따르는 발광 소자이다. 트랜지스터(11)의 드레인과 제1 전극(13)은 제1 층간 절연막(16)(16a, 16b 및 16c)을 통해 운행되는 배선(17)에 의해 상호 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 발광 소자(12)는 인접하는 또 다른 발광 소자로부터 분리층(18)에 의해 분리되어 있다. 본 발명에 따르는 이러한 구조를 갖는 발광 장치를 당해 실시 양태에서는 기판(10) 상에 제공한다.
도 6a 내지 도 6c 각각에 도시된 트랜지스터(11)는 게이트 전극이 중심에 반도체층을 갖는 기판의 반대편에 제공되어 있는 상부-게이트 TFT임을 주지하여야 한다. 그러나, 트랜지스터(11)의 구조는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 하부 게이트 TFT를 사용할 수 있다. 하부 게이트 TFT의 경우, 패널을 형성하는 반도체 층 위에 보호막이 형성되어 있는 TFT(채널 보호된 TFT)가 사용될 수 있거나, 패널을 형성하는 반도체층의 일부가 오목한 TFT(채널 에칭된 TFT)가 사용될 수 있다.
또한, 트랜지스터(11)를 형성하는 반도체층은 결정성 또는 무정형이거나 준결정형(semi-amorphous) 등일 수 있다.
다음은 준결정형 반도체를 설명한다. 준결정형 반도체는 무정형과 결정성(단결정 또는 다결정성) 구조의 중간 구조를 갖는 반도체이며 자유 에너지 면에서 안정한 제3 상태를 갖고 짧은 거리 질서(range order) 및 격자 변형을 갖는 결정성 영역을 포함한다. 또한, 0.5 내지 20nm의 결정 입자가 적어도 준결정형 반도체의 막 영역에 포함된다. 라만 스펙트럼(Raman spectrum)은 520cm-1 미만의 파수측으로 이동한다. 규소 결정 격자로부터 유도되는 것으로 여겨지는 회절 피크 (111) 및 (220)가 X-선 회절에 의해 관찰된다. 준결정형 반도체는 불포화 결합(dangling bond)을 종결시키기 위해 수소 또는 할로겐을 적어도 1원자% 이상 함유한다. 준결정형 반도체는 소위 미세결절성 반도체라고도 하고 SiH4, Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4 등으로부터 선택된 기체를 사용한 글로 방전 분해(플라즈마 CVD 사용)에 의해 형성된다. 이들 기체는 각각 H2로 희석될 수 있거나, He, Ar, Kr 및 Ne 중 의 하나 이상의 희유 원소와 H2와의 혼합물로 희석될 수 있다. 희석 비는 1:2 내지 1:1000의 범위 내에서 설정된다. 압력은 0.1 내지 133Pa의 범위 내에서 설정된다. 전력 주파수는 1 내지 120MHz, 바람직하게는 13 내지 60MHz로 설정된다. 기판 가열 온도는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 100 내지 250℃로 설정될 수 있다. 막에 포함된 불순물 원소로서는 산소, 질소 및 탄소와 같은 대기 성분에 대한 불순물의 각각의 농도는 바람직하게는 1×1020/cm3 이하로 설정된다. 특히, 산소 농도는 5×1019/cm3 이하, 바람직하게는 1×1019/cm3 이하로 설정된다. 준결정형 반도체를 사용하는 TFT(박막 트랜지스터)의 이동도는 대략 1 내지 10cm2/Vsec임은 주지되어야 한다.
또한, 반도체층용 결정성 반도체의 구체적인 예로는 단결정성 또는 다결정성 규소 및 규소-게르마늄이 있고, 레이저 결정화에 의해 형성될 수 있거나 니켈과 같은 원소를 사용하는 고상 성장과 함께 결정화에 의해 형성될 수 있다.
반도체층을 형성시키기 위해서 무정형 물질, 예를 들면, 무정형 규소를 사용하는 경우, 발광 장치는 트랜지스터(11)와 다른 트랜지스터(발광 소자를 구동시키기 위한 회로를 형성하는 트랜지스터)가 모두 N-채널 트랜지스터인 회로를 갖는 것이 바람직하다. 그 이외에, 발광 장치는 N-채널 트랜지스터 및 P-채널 트랜지스터 중의 하나를 포함하는 회로를 가질 수 있거나 N-채널 트랜지스터와 P-채널 트랜지스터 둘 다를 포함하는 회로를 가질 수 있다.
또한, 제1 층간 절연막(16)은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 다층일 수 있거나, 단층일 수 있다. 제1 층간 절연막(16a)은 산화규소 또는 질화규소와 같은 무기 물질을 함유하고, 피복에 의해 형성될 수 있는 제1 층간 절연막(16b)은 아크릴, 실록산 또는 산화규소와 같은 자가 평탄성을 갖는 물질을 함유할 수 있음은 주지되어야 한다. 실록산 수지는 Si-O-Si 결합에 의해 형성된 골격 구조를 갖고 메틸 그룹과 같은 알킬 그룹 또는 수소를 치환체로서 포함함은 주지되어야 한다. 또한, 제1 층간 절연막(16c)은 아르곤(Ar) 함유 질화규소막을 포함한다. 각각의 층에 함유된 물질은 특별히 제한되지 않으므로, 본원에서 언급된 물질 이외의 물질도 사용될 수 있다. 또한, 이들 물질 이외의 물질을 함유하는 층이 또한 조합될 수 있다. 이런식으로, 무기 물질과 유기 물질 둘 다 또는 무기 물질과 유기 물질 중의 하나가 제1 층간 절연막(16)을 형성시키는 데 사용될 수 있다.
분리층(18)에 있어서, 엣지(edge) 부분은 굴곡 반경에서 연속적으로 달라지는 형태를 갖는다. 또한, 아크릴, 실록산, 내식막 또는 산화규소와 같은 물질이 분리층(18)을 형성시키는 데 사용된다. 무기 물질과 유기 물질 중 하나 또는 둘 다가 분리층(18)을 형성시키는 데 사용될 수 있다.
도 6a 및 도 6c 각각에 있어서, 제1 층간 절연막(16)만이 트랜지스터(11)와 발광 소자(12) 사이에 제공된다. 그러나, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2 층간 절연막(19)(19a 및 19b)이 제 1 층간 절연막(16)(16a 및 16b) 이외에 제공될 수 있다. 도 6B에 도시된 발광 장치에서, 제1 전극(13)은 제2 층간 절연막(19)을 통해 운행되는 배선(17)에 접속되어 있다.
제2 층간 절연막(19)은 제1 층간 절연막(16)의 경우와 같이 다층 또는 단층일 수 있다. 피복에 의해 형성될 수 있는 제2 층간 절연막(19a)은 아크릴, 실록산 또는 산화규소와 같이 자가 평탄성을 갖는 물질을 함유한다. 또한, 제2 층간 절연막(19b)은 아르곤(Ar) 함유 질화규소막을 포함한다. 각각의 층에 함유된 물질은 특별히 제한되지 않으므로, 본원에서 언급된 물질 이외의 물질도 사용될 수 있다. 또한, 이들 물질 이외의 물질을 함유하는 층을 또한 조합할 수 있다. 이런식으로, 무기 물질과 유기 물질 둘 다 또는 무기 물질과 유기 물질 중의 하나를 제2 층간 절연막(19)을 형성시키는 데 사용할 수 있다.
발광 소자(12)에서, 제1 전극(13)과 제2 전극(14)이 둘 다 광 투과 물질을 사용하여 형성되는 경우, 방출된 광은 도 6a의 외곽 화살표로 나타낸 바와 같이 제1 전극(13)측과 제2 전극(14)측 둘 다로부터 추출될 수 있다. 제2 전극(14)만 발광 물질을 사용하여 형성시키는 경우, 방출된 광은 도 6b의 외곽 화살표로 나타낸 바와 같이 제2 전극(14)측으로부터만 추출될 수 있다. 이러한 경우, 제1 전극(13)은 고반사성 물질을 사용하여 형성시키거나 고반사성 물질로 이루어진 막(반사막)을 제1 전극(13) 아래에 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 전극(13)만 발광 물질을 사용하여 형성시키는 경우, 방출된 광은 도 6c의 외곽 화살표로 나타낸 바와 같이 제1 전극(13)측으로부터만 추출된다. 이러한 경우, 제2 전극(14)은 고반사성 물질을 사용하여 형성되거나 반사막을 제2 전극(14) 위에 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 전극(14)의 전위가 제1 전극(13)의 전위보다 높도록 전압이 인가 되는 경우에 발광 소자(12)가 작동되도록 층(15)을 적층시킬 수 있다. 또는, 제2 전극(14)의 전위가 제1 전극(13)의 전위보다 낮도록 전압이 인가되는 경우에 발광 소자(12)가 작동되도록 층(15)을 적층시킬 수 있다. 전자의 경우에는 트랜지스터(11)가 N-채널 트랜지스터이고 후자의 경우에는 트랜지스터(11)가 P-채널 트랜지스터이다.
위에서 기재한 바와 같이, 발광 소자의 구동이 트랜지스터에 의해 제어되는 능동 발광 장치를 당해 실시 양태에서 설명한다.
본 발명은 능동 발광 장치에 제한되지 않고 수동 발광 장치에 적용될 수 있다. 특히, 고휘도 영역에서도 여기 및 발광이 효율적으로 반복될 수 있는, 본 발명에 따르는 유기금속 착체를 사용하여 제조된 발광 소자는 순간적으로 고휘도에서 발광되어야 하는 수동 발광 장치의 픽셀에 적합하다.
도 7은 본 발명이 적용된 수동 발광 장치의 투시도이다. 도 7에서, 전극(1902) 및 전극(1906)이 기판(1901)과 기판(1907) 사이에 제공된다. 전극(1902)과 전극(1906)은 서로 교차하도록 제공된다. 또한, 발광층(1905)(1902, 1904 등의 위치를 보여주기 위해서 사선으로 나타낸다)을 전극(1902)과 전극(1906) 사이에 제공한다. 정공 수송층, 전자 수송층 등을 발광층(1905)과 전극(1902) 사이에 제공하거나, 발광층(1905)과 전극(1906) 사이에 제공할 수 있다. 또한, 분리층(1904)이 전극(1902)의 말단부를 덮도록 제공될 수 있다. 분리층(1904)의 일부가 도 7에서 생략되었음은 주지되어야 한다. 또한, 수동 발광 장치는 낮은 구동 전압으로 작동될 수 있는, 본 발명에 따르는 발광 소자를 포함함으로써 낮은 전력 소모로 구 동될 수 있다.
[실시 양태 5]
본 발명에 따르는 발광 소자를 포함하는 발광 장치는 낮은 구동 전압으로 작동될 수 있으므로, 본 발명에 따라서 전력 소모가 낮은 저렴한 전자 장치를 얻을 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따르는 발광 장치가 도입된 전자 장치의 예를 도시한다.
도 8a는 본체(5521), 하우징(5522), 디스플레이부(5523), 키보드(5524) 등을 포함하는, 본 발명을 적용함으로써 제조된 노트북 퍼스널 컴퓨터이다. 퍼스널 컴퓨터는 본 발명에 따르는 발광 소자를 갖는 발광 장치를 디스플레이부로서 도입함으로써 구현될 수 있다.
도 8b는 본체(5552)가 디스플레이부(5551), 오디오 출력부(5554), 오디오 입력부(5555), 작동 스위치 (5556) 및 (5557), 안테나(5553) 등을 포함하는, 본 발명을 적용함으로써 제조된 전화기 세트이다. 당해 전화기 세트는 본 발명에 따르는 발광 소자를 갖는 발광 장치를 디스플레이부로서 도입함으로써 구현될 수 있다.
도 8c는 디스플레이부(5531), 하우징(5532), 스피커(5533) 등을 포함하는, 본 발명을 적용함으로써 제조된 텔레비젼 세트이다. 당해 텔레비젼 세트는 본 발명에 따르는 발광 소자를 갖는 발광 장치를 디스플레이부로서 도입시킴으로써 구현될 수 있다.
위에서 기재한 바와 같이, 본 발명에 따르는 발광 장치는 다양한 전자 장치의 디스플레이부에 매우 적합하다.
당해 실시 양태가 퍼스널 컴퓨터, 전화기 세트, 텔레비젼 세트 등을 설명하지만, 본 발명에 따르는 발광 소자를 갖는 발광 장치는 네비게이션 시스템, 카메라 등에도 탑재될 수 있음은 주지되어야 한다.
[양태 1]
[합성예 1]
본 발명에 따르는, 화학식 8의 유기금속 착체[(아세틸아세토네이토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)피라지네이토]이리듐(III)]의 합성방법을 설명한다.
[단계 1: 리간드(약어: HFDPPR)의 합성]
먼저, 용매로서 탈수된 에탄올과 4,4'-디플루오로벤질[공급원: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] 16.8g 및 에틸렌디아민[공급원: Kanto Chemical Co., Inc.] 4.5g을 혼합하고, 혼합물을 105℃에서 6시간 동안 환류시킨다. 반응 후, 증발기를 사용하여 반응 용액을 응축시키고, 수득된 잔사를 에탄올로 재결정화하여, 2,3-비스(4-플루오로페닐)-5,6-디하이드로피라진(적갈색 분말, 수율: 93%)을 수득한다.
이어서, 위에서 기재한 바와 같이 수득한 2,3-비스(4-플루오로페닐)-5,6-디하이드로피라진 16.1g과 수산화칼륨 5.6g을 기계적 교반기가 장착된 3구 플라스크 속에서 혼합하고, 글리세롤 100ml를 용매로서 가한다. 그 다음, 혼합물을 190℃에 서 6시간 동안 가열하면서 교반한다. 반응 후, 글리세롤의 상부층에 침전된 적갈색 막을 물로 세척한다. 세척된 막을 전개 용매(Rf=0.57)로서 헥산과 에틸 아세테이트의 혼합 용액(헥산 대 에틸 아세테이트의 용적비는 2:1이다)을 사용하여 칼럼 크로마토그래피로 정제한다. 또한, 에탄올로 재결정화하여 2,3-비스(4-플루오로페닐)피라진이라고 하는 리간드(약어: HFDPPR)를 2.8g 수득한다(담황색 결정, 수율: 17.5%). 단계 1의 합성에 관한 반응식 c-1을 아래에 도시한다.
[반응식 c-1]
Figure 112007074344328-pct00094
[단계 2: 이핵 착체(약어: [Ir(FDPPR)2Cl]2)의 합성]
이어서, 용매로서의 2-에톡시에탄올 30ml와 물 10ml와의 혼합물을 위에서 기재한 바와 같이 얻은 리간드인 HFDPPR 5.01g 및 이리듐(III) 클로라이드 하이드로클로라이드 수화물(IrCl3·HCl·H2O)[공급원: Sigma-Aldrich] 1.01g과 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 16시간 동안 환류시켜 이핵 착체 [Ir(FDPPR)2Cl]2(적갈색 분말, 수율: 31%)를 수득한다. 단계 2의 합성에 관한 반응식 c-2를 아래에 도시한다.
[반응식 c-2]
Figure 112007074344328-pct00095
[단계 3: 본 발명에 따르는 유기금속 착체(약어: [Ir(Fdppr)2(acac)])의 합성]
또한, 용매로서의 2-에톡시에탄올 20ml와 [Ir(FDPPR)2Cl]2 0.76g, 아세틸아세톤(약어: Hacac) 0.15ml 및 탄산나트륨 0.53g을 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 17시간 동안 환류시켜 황색 오렌지색 분말(수율: 16%)을 수득한다. 단계 3의 합성에 관한 반응식 c-3을 아래에 도시한다.
[반응식 c-3]
Figure 112007074344328-pct00096
수득된 황색 오렌지색 분말을 핵자기공명 분광법(1H-NMR)으로 분석하고 아래에 도시한 바와 같은 결과를 수득한다. 생성물은 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중의 하나인 화학식 8의 Ir(Fdppr)2(acac)인 것으로 확인되었다. 1H-NMR 차트를 도 9에 도시한다.
1H-NMR δ(CDCl3): 8.38(dd,4H), 7.69(dd,4H), 7.23(m,4H), 6.89(dd,2H), 6.29(td,2H), 5.95(dd,2H), 5.31(s,lH), 1.89(s,6H)
또한, 수득된 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr)2(acac)의 분해 온도(Td)를 열-중량/시차 열 분석기[공급원: Seiko Instruments Inc., TG/DTA-320]로 측정하면 Td = 312℃이고, 따라서 Ir(Fdppr)2(acac)은 유리한 내열성을 나타내는 것으로 판단된다.
또한, Ir(Fdppr)2(acac)를 디클로로메탄에 용해시킨 후, Ir(Fdppr)2(acac)의 흡수 스펙트럼[자외선-가시광선 분광광도계(공급원: JASCO Corporation), V-550] 및 방출 스펙트럼[분광광도계(공급원: Hamamatsu Photonics K.K.), FS 920]을 실온에서 측정한다. 결과를 도 10에 도시한다. 도 10에서 수평축은 파장(nm)을 나타내고 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr)2(acac)의 유기금속 착체는 380nm, 420nm, 490nm 및 525nm에서 흡수 피크를 갖는다. 또한, Ir(Fdppr)2(acac)의 방출 스펙트럼은 570nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색광으로 보인다.
또한, 산소 함유 기체를 Ir(Fdppr)2(acac) 함유 디클로로메탄 용액에 주입한 후, 용해된 산소와 함께 Ir(Fdppr)2(acac)가 발광될 때, Ir(Fdppr)2(acac)의 방출 강도를 조사한다. 또한, 아르곤을 Ir(Fdppr)2(acac) 함유 디클로로메탄 용액에 주입하고, 용해된 아르곤과 함께 Ir(Fdppr)2(acac)가 발광될 때, Ir(Fdppr)2(acac)의 방출 강도를 조사한다. 결과로부터, Ir(Fdppr)2(acac)의 발광이 인광 물질의 발광과 동일한 경향을 나타내는 것으로 밝혀졌으며, 해당 경향은 방출 강도가 용해된 산소를 사용하는 상태보다 용해된 아르곤을 사용하는 상태에서 보다 강하다는 것이다. 따라서, Ir(Fdppr)2(acac)의 발광은 인광인 것으로 확인되었다.
[합성예 2]
본 발명에 따르는 화학식 16의 유기금속 착체[(아세틸아세토네이토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸피라지네이토]이리듐(III)]의 합성방법을 설명한다.
[단계 1: 리간드(약어: HFDPPR-Me)의 합성]
먼저, 용매로서의 메탄올과 4,4'-디플루오로벤질(공급원: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 5.31g 및 1,2-디아미노프로판(공급원: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.60g을 혼합하고, 혼합물을 3시간 동안 환류시킨다. 반응 후, 증발기를 사용하여 반응 용액을 응축시키고, 수득된 잔사를 에탄올로 재결정화하여 2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸-5,6-디하이드로피라진(담황색 분말, 수율: 86%)을 수득한다.
이어서, 용매로서의 에탄올과 2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸-5,6-디하이드로피라진 5.29g 및 염화철(III) 6.04g을 혼합하고, 혼합물을 3시간 동안 온화하게 가열하면서 교반한다. 반응 후 용액에 물을 가하여 수득한 고체를 전개 용매로서 디클로로메탄을 사용하여 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸피라진(약어: HFDPPR-Me)이라고 하는 리간드(유백색 분말, 수율: 72%)를 수득한다. 단계 1의 합성에 관한 반응식 d-1을 아래에 도시한다.
[반응식 d-1]
Figure 112007074344328-pct00097
[단계 2: 이핵 착체(약어: [Ir(FDPPR-Me)2Cl]2)의 합성]
이어서, 용매로서의 2-에톡시에탄올 30ml와 물 10ml와의 혼합물과 리간드 KFDPPR-Me 3.75g 및 이리듐(III) 클로라이드 하이드로클로라이드 수화물(IrCl3·HCl·H2O)(공급원: Sigma-Aldrich) 1.59g을 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 16시간 동안 환류시켜 이핵 착체 [Ir(FDPPR-Me)2Cl]2(적갈색 분말, 수율: 87%)를 수득한다. 단계 2의 합성에 관한 반응식 d-2를 아래에 도시한다.
[반응식 d-2]
Figure 112007074344328-pct00098
[단계 3: 본 발명에 따르는 유기금속 착체(약어: [Ir(Fdppr-Me)2(acac)])의 합성]
또한, 용매로서의 2-에톡시에탄올 30ml와 [Ir(FDPPR-Me)2Cl]2 1.91g, 아세틸아세톤(약어: Hacac) 0.37ml 및 탄산나트륨 1.28g을 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 16시간 동안 환류시켜 황색 오렌지색 분말(수율: 34%)을 수득한다. 단계 3의 합성에 관한 반응식 d-3을 아래에 도시한다.
[반응식 d-3]
Figure 112007074344328-pct00099
수득된 황색 오렌지색 분말을 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)으로 분석하고 아래에 도시한 바와 같은 결과를 수득한다. 생성물은 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중의 하나인 화학식 16의 Ir(Fdppr-Me)2(acac)인 것으로 확인되었다. 1H-NMR 차트를 도 11에 도시한다.
1H-NMR δ(CDCl3): 8.27(s,2H), 7.66(dd,4H), 7.22(m,4H), 6.78(dd,2H), 6.26(td,2H), 5.92(dd,2H), 5.31(s,lH), 2.70(s,6H), 1.89(s,6H)
또한, 수득된 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 분해 온도(Td)를 열-중량/시차 열 분석기[공급원: Seiko Instruments Inc., TG/DTA-320]로 측정하면 Td = 291℃이고, 따라서 Ir(Fdppr-Me)2(acac)은 유리한 내열성을 나타내는 것으로 측정된다.
또한, Ir(Fdppr-Me)2(acac)를 디클로로메탄에 용해시킨 후, Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 흡수 스펙트럼[자외선-가시광선 분광광도계(공급원: JASCO Corporation), V-550] 및 방출 스펙트럼[분광광도계(공급원: Hamamatsu Photonics K.K.), FS 920]을 실온에서 측정한다. 결과를 도 12에 도시한다. 도 12에서 수평축은 파장(nm)을 나타내고 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 유기금속 착체는 380nm, 420nm, 485nm 및 520nm에서 흡수 피크를 갖는다. 또한, Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 방출 스펙트럼은 564nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색광으로 보인다.
또한, 산소 함유 기체를 Ir(Fdppr-Me)2(acac) 함유 디클로로메탄 용액에 주입한 후, 용해된 산소와 함께 Ir(FdPPr-Me)2(acac)가 발광될 때, Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 방출 강도를 조사한다. 또한, 아르곤을 Ir(Fdppr-Me)2(acac) 함유 디클로로메탄 용액에 주입하고, 용해된 아르곤과 함께 Ir(Fdppr-Me)2(acac)가 발광될 때, Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 방출 강도를 조사한다. 결과로부터, Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 발광이 인광 물질의 발광과 동일한 경향을 나타내는 것으로 밝혀졌으 며, 해당 경향은 방출 강도가 용해된 산소를 사용하는 상태보다 용해된 아르곤을 사용하는 상태에서 보다 강하다는 것이다. 따라서, Ir(Fdppr-Me)2(acac)의 발광은 인광인 것으로 확인되었다.
[합성예 3]
본 발명에 따르는 화학식 56의 유기금속 착체[비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸피라지네이토][테트라키스(1-피라졸릴)보레이토]이리듐(III)(약어: Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)]의 합성방법을 설명한다.
Figure 112007074344328-pct00100
먼저, 합성예 2의 단계 2에서 수득한 [Ir(FDPPR-Me)2Cl]2 1.00g을 디클로로메탄 40ml에 현탁시킨다. 이어서, 은 트리플루오로메탄설포네이트 0.40g을 용매로서의 메탄올 40ml에 용해시키고, 당해 용액을 현탁액에 적하한다. 적하 후, 현탁액을 실온에서 2시간 동안 교반하고, 추가로 원심분리한다. 원심분리로 수득된 현탁액의 상청액을 경사 분리하고, 이를 응축시키고 건조시킨다. 그 다음,용매로서의 아세토니트릴 30ml를 상기한 바와 같이 응축 및 건조 후 수득한 고체 및 테트라 키스(1-피라졸릴)보레이트 칼륨 염(공급원: Acros Organics) 0.70g과 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 18시간 동안 환류시켜 황색 분말(수율: 50%)을 수득한다. 당해 합성의 반응식 e를 아래에 도시한다.
Figure 112007074344328-pct00101
수득된 황색 분말을 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)으로 분석하고 아래에 도시한 바와 같은 결과를 수득한다. 생성물은 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중의 하나인 화학식 56의 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)인 것으로 확인되었다. 1H-NMR 차트를 도 23에 도시한다.
1H-NMR δ(CDCl3): 7.23(m,2H), 7.53(m,4H), 7.24-7.18(m,5H), 7.03(s,2H), 6.94(m,2H), 6.81(dd,2H), 6.41-6.26(m,7H), 6.08(m,2H), 5.88(dd,2H), 2.43(s,6H)
또한, 수득된 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)의 분해 온도(Td)를 열-중량/시차 열 분석기[공급원: Seiko Instruments Inc., TG/DTA-320]로 측정하면 Td = 330℃이고, 따라서 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)은 유리한 내열성을 나타내는 것으로 측정된다.
또한, 탈기된 디클로로메탄을 사용하여 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)의 흡수 스펙트럼[자외선-가시광선 분광광도계(공급원: JASCO Corporation), V-550] 및 방출 스펙트럼[분광광도계(공급원: Hamamatsu Photonics K.K.), FS 920]을 실온에서 측정한다. 결과를 도 24에 도시한다. 도 24에서 수평축은 파장(nm)을 나타내고 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 24로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)의 유기금속 착체는 273nm, 334nm, 403nm 및 446nm에서 흡수 피크를 갖는다. 또한, Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)의 방출 스펙트럼은 553nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황녹색 광으로 보인다.
[합성예 4]
본 발명에 따르는 화학식 28의 유기금속 착체[비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸피라지네이토](피콜리네이토)이리듐(III)(약어: Ir(Fdppr-Me)2(pic)]의 합성방법을 설명한다.
먼저, 용매로서의 2-에톡시에탄올 40ml와 합성예 2의 단계 2에서 수득한 이 핵 착체 [Ir(FDPPR-Me)2Cl]2 2.31g 및 피콜산(공급원: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.33g을 혼합한다. 혼합물을 질소 대기중에서 20시간 동안 환류시켜 황색 분말(수율: 91%)을 수득한다. 당해 합성의 반응식 f를 아래에 도시한다.
Figure 112007074344328-pct00102
수득된 황색 분말을 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)으로 분석하고 아래에 도시한 바와 같은 결과를 수득한다. 생성물은 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중의 하나인 화학식 28의 Ir(Fdppr-Me)2(pic)인 것으로 확인되었다. 1H-NMR 차트를 도 25에 도시한다.
1H-NMR δ(CDCl3): 8.60(s,1H), 8.44(d,1H), 8.05(td,1H), 7.74(d,1H), 7.65-7.49(m,5H), 7.31-7.15(m,5H), 6.88-6.79(m,2H), 6.39(td,1H), 6.31(td,1H), 6.08(dd,1H), 5.83(dd,1H), 2.65(s,3H), 2.45(s,3H)
또한, 수득된 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-Me)2(pic)의 분해 온도(Td)를 열-중량/시차 열 분석기[공급원: Seiko Instruments Inc., TG/DTA-320]로 측정하면 Td = 346℃이고, 따라서 Ir(Fdppr-Me)2(pic)은 유리한 내열성을 나타내는 것으로 측정된다.
또한, 탈기된 디클로로메탄을 사용하여 Ir(Fdppr-Me)2(pic)의 흡수 스펙트럼[자외선-가시광선 분광광도계(공급원: JASCO Corporation), V-550] 및 방출 스펙트럼[분광광도계(공급원: Hamamatsu Photonics K.K.), FS 920]을 실온에서 측정한다. 결과를 도 26에 도시한다. 도 26에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 26으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-Me)2(pic)의 유기금속 착체는 330nm, 360nm, 410nm, 455nm 및 505nm에서 흡수 피크를 갖는다. 또한, Ir(Fdppr-Me)2(pic)의 방출 스펙트럼은 558nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색 광으로 보인다.
[합성예 5]
본 발명에 따르는 화학식 1 내지 18 중의 어느 하나, 보다 특히 화학식 57의 유기금속 착체[비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-이소프로필피라지네이토](피콜리네이토)이리듐(III)(약어: Ir(Fdppr-iPr)2(pic)]의 합성방법을 설명한다.
Figure 112007074344328-pct00103
[단계 1: 리간드(약어: HFDPPR-iPr)의 합성]
먼저, 용매로서의 탈수된 에탄올 150ml와 4,4'-디플루오로벤질(공급원: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 5.36g 및 무수 에틸렌디아민(공급원: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.31g을 혼합하고, 혼합물을 질소 대기 중에서 3시간 동안 환류시킨다. 반응 용액을 실온에서 냉각시킨 후, 아세톤 1.60g과 수산화칼륨 1.47g을 반응 용액에 가한다. 추가로, 반응 용액을 질소 대기 중에서 6시간 동안 환류시킨다. 반응 후, 물을 반응 용액에 가하고, 유기 층을 에틸 아세테이트로 추출한다. 수득한 유기 층을 황산나트륨으로 건조시키고, 여과한 후, 여액의 용매를 제거한다. 수득된 잔사를 전개 용매로서 디클로로메탄을 사용하여 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-이소프로필피라진(약어: HFDPPR-iPr)이라고 하는 리간드(담황색 오일성 물질, 수율: 59%)를 4.00g 수득한다. 단계 1의 합성에 관한 반응식 g-1을 아래에 도시한다.
[반응식 g-1]
Figure 112007074344328-pct00104
[단계 2: 이핵 착체(약어: [Ir(FDPPR-iPr)2Cl]2)의 합성]
이어서, 용매로서의 2-에톡시에탄올 30ml와 물 10ml와의 혼합물과 단계 1에서 수득한 리간드인 HFDPPR-iPr 4.00g 및 이리듐(III) 클로라이드 수화물(IrCl3·H2O)(공급원: Sigma-Aldrich) 1.61g을 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 19시간 동안 환류시켜 이핵 착체 [Ir(FDPPR-iPr)2Cl]2(오렌지색 분말, 수율: 72%)를 수득한다. 단계 2의 합성에 관한 반응식 g-2를 아래에 도시한다.
[반응식 g-2]
Figure 112007074344328-pct00105
[단계 3: 본 발명에 따르는 유기금속 착체(약어: [Ir(Fdppr-iPr)2(pic)])의 합성]
또한, 디클로로메탄 25ml를 단계 2에서 수득한 이핵 착체 [Ir(FDPPR-iPr)2Cl]2 1.61g 및 피콜산 0.94g과 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 18시간 동안 환류시켜 밝은 금빛 황색 분말(수율: 90%)을 수득한다. 단계 3의 합성에 관한 반응식 g-3을 아래에 도시한다.
[반응식 g-3]
Figure 112007074344328-pct00106
수득된 밝은 금빛 황색 분말을 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)으로 분석하고 아래에 도시한 바와 같은 결과를 수득한다. 생성물은 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중의 하나인 화학식 57의 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)인 것으로 확인되었다. 1H-NMR 차트를 도 32에 도시한다.
1H-NMR δ(CDCl3): 1.15(d,6H), 1.32(t,6H), 2.93(quin,1H), 3.16(quin,1H), 5.82(dd,1H), 6.07(dd,1H), 6.31(td,1H), 6.38(td,1H), 6.85(dd,1H), 6.92(dd,1H), 7.11-7.32(m,5H), 7.53(m,1H), 7.59-7.69(m,4H), 7.80(d,1H), 8.05(td,1H), 8.43(d,1H), 8.60(s, 1H)
또한, 수득된 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 분해 온도(Td)를 열-중량/시차 열 분석기[공급원: Seiko Instruments Inc., TG/DTA-320]로 측정하면 Td = 348℃이고, 따라서 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)은 유리한 내열성을 나타내는 것으로 측정된다.
또한, 탈기된 디클로로메탄 용액을 사용하여 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 흡수 스펙트럼[자외선-가시광선 분광광도계(공급원: JASCO Corporation), V-550] 및 방출 스펙트럼[분광광도계(공급원: Hamamatsu Photonics K.K.), FS 920]을 실온에서 측정한다. 결과를 도 33에 도시한다. 도 33에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 33로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 유기금속 착체는 328nm, 410nm, 453nm 및 509nm에서 흡수 피크를 갖는다. 또한, Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 방출 스펙트럼은 559nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색광으로 보인다.
[합성예 6]
본 발명에 따르는 화학식 29의 유기금속 착체[비스[2,3-비스(4-트리플루오로메틸페닐)피라지네이토](피콜리네이토)이리듐(III)(약어: Ir(CF3dppr-Me)2(pic)]의 합성방법을 설명한다.
[단계 1: 리간드(약어: CF3DPPR-Me)의 합성]
먼저, 용매로서의 탈수된 에탄올 150ml와 4,4'-비스(트리플루오로메틸)벤질 5.07g 및 1,2-디아미노프로판 1.09g을 혼합하고, 혼합물을 질소 대기 중에서 4시간 동안 환류시킨다. 반응 후, 반응 용액을 감압하에 응축시키고, 수득된 잔사를 에탄올로 재결정화하여 2-메틸-5,6-비스(4-트리플루오로메틸페닐)-2,3-디하이드로피라진(담황색 결정, 수율: 87%)을 수득한다. 추가로, 용매로서의 탈수된 에탄올 100ml와 상기한 바와 같이 수득한 2-메틸-5,6-비스(4-트리플루오로메틸페닐)-2,3-디하이드로피라진 5.05g 및 염화철(III) 4.26g을 혼합하고, 혼합물을 질소 대기 중에서 2시간 동안 온화하게 가열한다. 반응 후, 물을 반응 용액에 가하여 희석시키고, 에테르로 추출한다. 추출 용액을 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과한 후, 여액의 용매를 제거한다. 수득된 잔사를 에탄올로 재결정화하여 리간드인 5-메틸-2,3-비스(4-트리플루오로메틸페닐)피라진(약어: CF3DPPR-Me)(백색 분말, 수율: 52%)을 수득한다. 단계 1의 합성에 관한 반응식 h-1을 아래에 도시한다.
[반응식 h-1]
Figure 112007074344328-pct00107
[단계 2: 이핵 착체(약어: [Ir(CF3DPPR-Me)2Cl]2)의 합성]
이어서, 용매로서의 2-에톡시에탄올 30ml와 물 10ml와의 혼합물과 단계 1에서 수득한 리간드인 CF3DPPR-Me 1.89g 및 이리듐(III) 클로라이드 수화물(IrCl3·H2O)(공급원: Sigma-Aldrich) 0.83g을 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 16시간 동안 환류시켜 이핵 착체 [Ir(CF3DPPR-Me)2Cl]2(오렌지색 분말, 수율: 47%)를 수득한다. 단계 2의 합성에 관한 반응식 h-2를 아래에 도시한다.
[반응식 h-2]
Figure 112007074344328-pct00108
[단계 3: 본 발명에 따르는 유기금속 착체(약어: [Ir(CF3dppr-Me)2(pic)])의 합성]
추가로, 디클로로메탄 30ml를 단계 2에서 수득한 이핵 착체 [Ir(CF3DPPR- Me)2Cl]2 1.29g 및 피콜산 0.64g과 혼합한다. 혼합물을 질소 대기 중에서 17시간 동안 환류시켜 밝은 금빛 황색 분말(수율: 47%)을 수득한다. 단계 3의 합성에 관한 반응식 h-3을 아래에 도시한다.
[반응식 h-3]
Figure 112007074344328-pct00109
수득된 밝은 금빛 황색 분말을 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)으로 분석하고 아래에 도시한 바와 같은 결과를 수득한다. 생성물은 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중의 하나인 화학식 29의 Ir(CF3dppr-Me)2(pic)인 것으로 확인되었다. 1H-NMR 차트를 도 43에 도시한다.
1H-NMR δ(CDCl3): 2.53(s,1H), 2.71(s,1H), 6.34(s,1H), 6.63(s,1H), 6.82- 6.96(m,4H), 7.29(m,1H), 7.55(m,1H), 7.68-7.82(m,9H), 8.10(td,1H), 8.50(d,1H), 8.73(s,1H)
또한, 수득된 본 발명에 따르는 Ir(CF3dppr-Me)2(pic)의 분해 온도(Td)를 열-중량/시차 열 분석기[공급원: Seiko Instruments Inc., TG/DTA-320]로 측정하면 Td = 338℃이고, 따라서 Ir(CF3dppr-Me)2(pic)은 유리한 내열성을 나타내는 것으로 측정된다.
또한, 탈기된 디클로로메탄 용액을 사용하여 Ir(CF3dppr-Me)2(pic)의 흡수 스펙트럼[자외선-가시광선 분광광도계(공급원: JASCO Corporation), V-550] 및 방출 스펙트럼[분광광도계(공급원: Hamamatsu Photonics K.K.), FS 920]을 실온에서 측정한다. 결과를 도 44에 도시한다. 도 44에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 44로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 Ir(CF3dppr-Me)2(pic)의 유기금속 착체는 330nm, 376nm, 422nm, 483nm 및 520nm에서 흡수 피크를 갖는다. 또한, Ir(CF3dppr-Me)2(pic)의 방출 스펙트럼은 566nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색광으로 보인다.
[양태 2]
당해 양태에서는 합성예 1에서 기재한 방법으로 합성한 Ir(Fdppr)2(acac)를 발광 물질로서 사용하여 발광 소자를 제조하는 방법 및 당해 발광 소자의 작동 특 성을 설명한다.
도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 산화규소 함유 산화인듐주석을 스퍼터링에 의해 유리 기판(301) 상에 형성시킴으로써 제1 전극(302)을 형성시킨다. 제1 전극(302)의 두께는 110nm로 되도록 제조한다. 제1 전극(302)는 크기가 2mm×2mm인 정사각형을 갖도록 제조한다.
그 다음, 제1 전극(302)이 형성되어 있는 유리 기판(301)을 진공 증착 시스템에 구비된 홀더에 제1 전극이 형성된 표면이 아래로 접하도록 고정시킨다.
이어서, 진공 증착 시스템으로부터의 기체를 배기시키고 압력을 1×10-4Pa로 감소시킨 후, 제1 전극(302) 상에 구리 프탈로시아닌을 증착시켜 제1 층(303)을 형성시킨다. 당해 제1 층(303)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 주입층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, NPB를 사용하여 증착에 의해 제1 층(303) 위에 제2 층(304)을 형성시킨다. 제2 층(304)의 두께는 40nm로 되도록 제조된다. 당해 제2 층(304)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 수송층으로서 작용하는 층이다.
이어서, 제2 층(304) 위에 동시 증착에 의해 CBP 및 Ir((Fdppr)2(acac)를 함유하는 제3 층(305)을 형성시킨다. 당해 제3 층(305)의 두께는 40nm로 되도록 제조되고, CBP 대 Ir((Fdppr)2(acac)의 질량비는 1:0.05로 설정된다. 따라서, Ir((Fdppr)2(acac)는 CBP를 사용하여 형성된 층에 분산된 상태로 존재한다. 당해 제3 층(305)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, BCP를 사용하여 증착에 의해 제3 층(305) 위에 제4 층(306)을 형성시킨다. 제4 층(306)의 두께는 20nm로 되도록 제조한다. 당해 제4 층(306)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광 층으로서 작용하는 제3 층(305)으로 전자를 수송하고, 제1 전극(302)측으로부터 주입된 정공이 제3 층(305)을 통해 다른 전극측으로 통과하는 것을 방지하고, 제3 층(305)에서 발생된 여기 에너지가 제3 층(305)으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지하는 층이다. 이러한 기능을 하는 층을 정공 차단층 또는 간단히 차단층이라고 한다.
이어서, Alq3를 사용하여 제4 층(306) 위에 증착에 의해 제5 층(307)을 형성시킨다. 제5 층(307)의 두께는 20nm로 되도록 제조한다. 당해 제5 층(307)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 수송층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, 불화칼슘을 사용하여 제5 층(307) 위에 증착에 의해 제6 층(308)을 형성시킨다. 제6 층(308)의 두께는 1nm로 되도록 제조한다. 당해 제6 층(308)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 주입층으로 작용하는 층이다.
이어서, 알루미늄을 사용하여 제6 층(308) 위에 제2 전극(309)을 형성시킨다. 제2 전극(309)의 두께는 200nm로 되도록 제조된다.
상기한 바와 같은 발광 소자에서, 전압이 인가될 때 전류가 흘러 제1 전극(302)의 전위는 제2 전극(309)의 전위보다 높아지고, 발광층으로서 작용하는 제3 층(305)에서 전자와 정공이 재결합된 후, 여기 에너지가 발생되고, 여기된 Ir(Fdppr)2(acac)가 기저 상태로 되돌아갈 때 광이 방출된다. 당해 양태에서와 같 이 차단층으로서 작용하는 층이 또한 제공될 수 있음은 주지되어야 한다. 이는 여기 에너지가 발광층으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지할 수 있고, 정공이 발광층으로부터 다른 층으로 통과하는 것을 방지할 수 있어 효율적으로 발광할 수 있는 발광 소자를 수득할 수 있다.
질소 대기하에 글로브 박스(밀봉 장치) 속에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉 작업을 수행한다. 그 다음, 발광 소자의 작동 특성을 측정한다. 실온(25℃에서 유지되는 대기)에서 측정한다.
도 14 내지 도 16은 측정 결과를 도시한다. 도 14는 전류 밀도-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 15는 전압-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 16은 휘도-전류 효율 특성에 대한 결과를 도시한다. 도 14에서, 수평축은 전류 밀도(mA/cm2)를 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 또한, 도 15에서, 수평축은 전압(V)을 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 16에서, 수평축은 휘도(cd/m2)를 나타내는 한편, 수직축은 전류 효율(cd/A)을 나타낸다. 이들 결과로부터, 당해 양태의 발광 소자에서, 8.8V의 전압이 인가될 때, 전류 밀도 0.887mA/cm2의 전류가 흐르고, 휘도 520cd/m2의 발광이 수득됨을 알 수 있다. 휘도 520cd/m2로 발광시 전류 효율은 58cd/A이고, 이는 외부 양자 효율(광자수/전자수)로 변환시 17%이다. 유리 기판 위에 제조된 발광 소자의 외부 양자 효율의 이론적 한계는 약 20%이다. 따라서, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 매우 효율적으로 발광 하는 것으로 이해된다. 양태 2에서와 같은 적층 구조를 사용함으로써, 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 유리한 색 순도를 가지면서 효율적으로 발광할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 휘도에 대한 전류 효율의 변화가 고 휘도 영역(100 내지 1000cd/m2)에서 매우 작고, 전류 효율은 휘도의 증가에 따라서 거의 감소되지 않는다. 이는 본 발명에 따르는 발광 소자에서, 여기된 삼중항 상태의 여기 수명 등으로 인한 비방출 전이가 고휘도 영역에서도 쉽게 증가되지 않고, 여기 및 발광이 효율적으로 반복될 수 있음을 나타낸다.
도 17은 당해 양태에서 제조된 발광 소자의 방출 스펙트럼을 도시한다. 도 17에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 17로부터 알 수 있는 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 561nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색 광으로 보인다. 또한, 방출 스펙트럼은 반치폭이 60nm인 매우 가파른 스펙트럼 형태를 갖는다. 또한, CIE 표색계에서의 색도 좌표는 (x, y)=(0.48, 0.52)이고, 당해 양태의 발광 소자는 색 순도가 우수한 황색인 광을 방출할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
[양태 3]
당해 양태에서는 합성예 2에서 기재한 방법으로 합성한 Ir(Fdppr-Me)2(acac)를 발광 물질로서 사용하여 발광 소자를 제조하는 방법 및 당해 발광 소자의 작동 특성을 설명한다.
도 18에 도시되어 있는 바와 같이, 산화규소 함유 산화인듐주석을 스퍼터링에 의해 유리 기판(401) 상에 형성시킴으로써 제1 전극(402)을 형성시킨다. 제1 전극(402)의 두께는 110nm로 되도록 제조한다. 제1 전극(402)은 크기가 2mm×2mm인 정사각형을 갖도록 제조한다.
그 다음, 제1 전극(402)이 형성되어 있는 유리 기판(401)을 진공 증착 시스템에 구비된 홀더에 제1 전극이 형성된 표면이 아래로 접하도록 고정시킨다.
이어서, DNTPD를 사용하여 진공 증착 시스템으로부터의 기체를 배기시키고 압력을 1×10-4Pa로 감소시킨 후 증착시켜 제1 전극(402) 상에 제1 층(403)을 형성시킨다. 제1 층(403)의 두께는 50nm로 되도록 제조한다. 당해 제1 층(403)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 주입층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, NPB를 사용하여 증착에 의해 제1 층(403) 위에 제2 층(404)을 형성시킨다. 제2 층(404)의 두께는 10nm로 되도록 제조된다. 당해 제2 층(404)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 수송층으로서 작용하는 층이다.
이어서, 제2 층(404) 위에 동시 증착에 의해 CBP 및 Ir((Fdppr-Me)2(acac)를 함유하는 제3 층(405)을 형성시킨다. 당해 제3 층(405)의 두께는 30nm로 되도록 제조되고, CBP 대 Ir((Fdppr-Me)2(acac)의 질량비는 1:0.025로 설정된다. 따라서, Ir((Fdppr-Me)2(acac)는 CBP를 사용하여 형성된 층에 분산된 상태로 존재한다. 당해 제3 층(405)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, BCP를 사용하여 증착에 의해 제3 층(405) 위에 제4 층(406)을 형성 시킨다. 제4 층(406)의 두께는 20nm로 되도록 제조한다. 당해 제4 층(406)은 차단층으로서 작용한다. 차단층은 양태 2에서 설명한 바와 같다.
이어서, Alq3를 사용하여 제4 층(406) 위에 증착에 의해 제5 층(407)을 형성시킨다. 제5 층(407)의 두께는 30nm로 되도록 제조한다. 당해 제5 층(407)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 수송층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, 불화칼슘을 사용하여 제5 층(407) 위에 증착에 의해 제6 층(408)을 형성시킨다. 제6 층(408)의 두께는 1nm로 되도록 제조한다. 당해 제6 층(408)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 주입층으로 작용하는 층이다.
이어서, 알루미늄을 사용하여 제6 층(408) 위에 제2 전극(409)을 형성시킨다. 제2 전극(409)의 두께는 200nm로 되도록 제조된다.
상기한 바와 같은 발광 소자에서, 전압이 인가될 때 전류가 흘러 제1 전극(402)의 전위는 제2 전극(409)의 전위보다 높아지고, 발광층으로서 작용하는 제3 층(405)에서 전자와 정공이 재결합된 후, 여기 에너지가 발생되고, 여기된 Ir(Fdppr-Me)2(acac)가 기저 상태로 되돌아갈 때 광이 방출된다.
질소 대기하에 글로브 박스(밀봉 장치) 속에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉 작업을 수행한다. 그 다음, 발광 소자의 작동 특성을 측정한다. 실온(25℃에서 유지되는 대기)에서 측정한다.
도 19 내지 도 21은 측정 결과를 도시한다. 도 19는 전류 밀도-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 20은 전압-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 21은 휘도-전류 효율 특성에 대한 결과를 도시한다. 도 19에서, 수평축은 전류 밀도(mA/cm2)를 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 또한, 도 20에서, 수평축은 전압(V)을 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 21에서, 수평축은 휘도(cd/m2)를 나타내는 한편, 수직축은 전류 효율(cd/A)을 나타낸다. 이들 결과로부터, 당해 양태의 발광 소자에서, 8.2V의 전압이 인가될 때, 전류 밀도 1.5mA/cm2의 전류가 흐르고, 휘도 920cd/m2의 발광이 수득됨을 알 수 있다. 휘도 920cd/m2로 발광시 전류 효율은 61cd/A이고, 이는 외부 양자 효율(광자수/전자수)로 변환시 18%이다. 따라서, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 매우 효율적으로 발광하는 것으로 이해된다. 양태 3에서와 같은 적층 구조를 사용함으로써, 본 발명에 따르는 유기금속 착체는 유리한 색 순도를 가지면서 효율적으로 발광할 수 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 휘도에 대한 전류 효율의 변화가 고 휘도 영역(100 내지 1000cd/m2)에서 매우 작고, 전류 효율은 휘도의 증가에 따라서 거의 감소되지 않는 것으로 이해된다. 이는 본 발명에 따르는 발광 소자에서, 여기된 삼중항 상태의 여기 수명 등으로 인한 비방출 전이가 고휘도 영역에서도 쉽게 증가되지 않고, 여기 및 발광이 효율적으로 반복될 수 있음을 나타낸다.
도 22는 당해 양태에서 제조된 발광 소자의 방출 스펙트럼을 도시한다. 도 22에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 22로부터 알 수 있는 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 557nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 황색 광으로 보인다. 또한, 방출 스펙트럼은 반치폭이 80nm인 매우 가파른 스펙트럼 형태를 갖는다. 또한, CIE 표색계에서의 색도 좌표는 (x, y)=(0.47, 0.52)이고, 당해 양태의 발광 소자는 색 순도가 우수한 황색인 광을 방출할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
[양태 4]
당해 양태에서는 합성예 3에서 기재한 방법으로 합성한 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)를 발광 물질로서 사용하여 발광 소자를 제조하는 방법 및 당해 발광 소자의 작동 특성을 설명한다.
도 27에 도시되어 있는 바와 같이, 산화규소 함유 산화인듐주석을 스퍼터링에 의해 유리 기판(601) 상에 형성시킴으로써 제1 전극(602)을 형성시킨다. 제1 전극(602)의 두께는 110nm로 되도록 제조한다. 제1 전극(602)은 크기가 2mm×2mm인 정사각형을 갖도록 제조한다.
그 다음, 제1 전극(602)이 형성되어 있는 유리 기판(601)을 진공 증착 시스템에 구비된 홀더에 제1 전극이 형성된 표면이 아래로 접하도록 고정시킨다.
이어서, 진공 증착 시스템으로부터의 기체를 배기시키고 압력을 1×10-4Pa로 감소시킨 후 제1 전극(602) 상에 NPB 및 산화몰리브덴을 함유하는 제1 층(603)을 형성시킨다. 제1 층(603)의 두께는 50nm로 되도록 제조하고, NPB 대 산화몰리브덴의 질량비는 4:1로 되도록 설정한다. 당해 제1 층(603)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 주입층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, NPB를 사용하여 증착에 의해 제1 층(603) 위에 제2 층(604)을 형성시킨다. 제2 층(604)의 두께는 10nm로 되도록 제조된다. 당해 제2 층(604)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 수송층으로서 작용하는 층이다.
이어서, 제2 층(604) 위에 동시 증착에 의해 CBP 및 Ir((Fdppr-Me)2(bpz4)를 함유하는 제3 층(605)을 형성시킨다. 당해 제3 층(605)의 두께는 30nm로 되도록 제조되고, CBP 대 Ir((Fdppr-Me)2(bpz4)의 질량비는 1:0.05로 설정된다. 따라서, Ir((Fdppr-Me)2(bpz4)는 CBP를 사용하여 형성된 층에 분산된 상태로 존재한다. 당해 제3 층(605)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, BCP를 사용하여 증착에 의해 제3 층(605) 위에 제4 층(606)을 형성시킨다. 제4 층(606)의 두께는 20nm로 되도록 제조한다. 당해 제4 층(606)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광 층으로서 작용하는 제3 층(605)으로 전자를 수송하고, 제1 전극(602)측으로부터 주입된 정공이 제3 층(605)을 통해 다른 전극측으로 통과하는 것을 방지하고, 제3 층(605)에서 발생된 여기 에너지가 제3 층(605)으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지하는 층이다. 이러한 기능을 하는 층을 정공 차단층 또는 간단히 차단층이라고 한다.
이어서, Alq 및 리튬(Li)을 사용하여 제4 층(606) 위에 증착에 의해 제5 층(607)을 형성시킨다. 제5 층(607)의 두께는 20nm로 되도록 제조하고 Alq 대 리튬(Li)의 질량비는 1:0.01로 설정한다. 당해 제5 층(607)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 주입층으로서 작용하는 층이다.
알루미늄을 사용하여 제5 층(607) 위에 제2 전극(608)을 형성시킨다. 제2 전극(608)의 두께는 200nm로 되도록 제조된다.
상기한 바와 같은 발광 소자에서, 전압이 인가될 때 전류가 흘러 제1 전극(602)의 전위는 제2 전극(608)의 전위보다 높아지고, 발광층으로서 작용하는 제3 층(605)에서 전자와 정공이 재결합된 후, 여기 에너지가 발생되고, 여기된 Ir(Fdppr-Me)2(bpz4)가 기저 상태로 되돌아갈 때 광이 방출된다. 당해 양태에서와 같이 차단층으로서 작용하는 층이 또한 제공될 수 있음은 주지되어야 한다. 이는 여기 에너지가 발광층으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지할 수 있고, 정공이 발광층으로부터 다른 층으로 통과하는 것을 방지할 수 있어 효율적으로 발광할 수 있는 발광 소자를 수득할 수 있다.
질소 대기하에 글로브 박스(밀봉 장치) 속에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉 작업을 수행한다. 그 다음, 발광 소자의 작동 특성을 측정한다. 실온(25℃에서 유지되는 대기)에서 측정한다.
도 28 내지 도 31은 각각 측정 결과를 도시한다. 도 28은 전류 밀도-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 29는 전압-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 30은 휘도-전류 효율 특성에 대한 결과를 도시한다. 도 28에서, 수평축은 전류 밀도(mA/cm2)를 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 또한, 도 29에서, 수평축은 전압(V)을 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 30에서, 수평축은 휘도(cd/m2)를 나타내는 한편, 수직축은 전류 효율(cd/A)을 나타낸다. 이들 결과로부터, 당해 양태에 따르는 발광 소자에서, 7.0V의 전압이 인가될 때, 전류 밀도 3.86mA/cm2의 전류가 흐르고, 휘도 1210cd/m2의 발광이 수득됨을 알 수 있다. 휘도 1210cd/m2로 발광시 전류 효율은 31.4cd/A이고, 이는 외부 양자 효율(광자수/전자수)로 변환시 9.34%이다. 또한, 휘도 7.78cd/m2로 발광시 외부 양자 효율의 최대값은 11.8%이다.
도 31은 당해 양태에서 제조된 발광 소자의 방출 스펙트럼을 도시한다. 도 31에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 31로부터 알 수 있는 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 556nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 녹황색 광으로 보인다. 또한, CIE 표색계에서의 색도 좌표는 (x, y)=(0.42, 0.52)이고, 당해 양태의 발광 소자는 녹황색인 광을 방출할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
[양태 5]
당해 양태에서는 합성예 4에서 기재한 방법으로 합성한 Ir(Fdppr-Me)2(pic) 를 발광 물질로서 사용하여 발광 소자를 제조하는 방법 및 당해 발광 소자의 작동 특성을 설명한다. 당해 양태에서 제조된 발광 소자는 양태 4에서 제조된 발광 소자와 유사하게 5개의 층이 전극들 사이에 적층되어 있는 구조를 가지므로, 양태 4의 설명에 사용된 도 27이 당해 양태에서도 사용된다.
도 27에 도시되어 있는 바와 같이, 산화규소 함유 산화인듐주석을 스퍼터링에 의해 유리 기판(601) 상에 부착시켜 제1 전극(602)을 형성시킨다. 제1 전극(602)의 두께는 110nm로 되도록 제조한다. 제1 전극(602)은 크기가 2mm×2mm인 정사각형을 갖도록 제조한다.
그 다음, 제1 전극(602)이 형성되어 있는 유리 기판(601)을 진공 증착 시스템에 구비된 홀더에 고정시킨다.
이어서, 진공 증착 시스템으로부터의 기체를 배기시키고 압력을 1×10-4Pa로 감소시킨 후 제1 전극(602) 상에 NPB 및 산화몰리브덴(VI)을 동시 증착시켜 NPB 및 산화몰리브덴(VI)을 함유하는 제1 층(603)을 형성시킨다. 제1 층(603)의 두께는 40nm로 되도록 제조하고, NPB 대 산화몰리브덴의 질량비는 4:1로 되도록 설정한다. 당해 제1 층(603)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 발생층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, NPB를 사용하여 증착에 의해 제1 층(603) 위에 제2 층(604)을 형성시킨다. 제2 층(604)의 두께는 20nm로 되도록 제조된다. 당해 제2 층(604)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 수송층으로서 작용하는 층이다.
이어서, 제2 층(604) 위에 동시 증착에 의해 CBP 및 Ir((Fdppr-Me)2(pic)를 함유하는 제3 층(605)을 형성시킨다. 당해 제3 층(605)의 두께는 30nm로 되도록 제조되고, CBP 대 Ir((Fdppr-Me)2(pic)의 질량비는 1:0.05로 설정된다. 따라서, Ir((Fdppr-Me)2(pic)는 CBP를 매트릭스로서 함유하는 층에 분산된 상태로 존재한다. 당해 제3 층(605)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, BCP를 사용하여 증착에 의해 제3 층(605) 위에 제4 층(606)을 형성시킨다. 제4 층(606)의 두께는 20nm로 되도록 제조한다. 당해 제4 층(606)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광 층으로서 작용하는 제3 층(605)으로 전자를 수송하고, 제1 전극(602)측으로부터 주입된 정공이 제3 층(605)을 통해 다른 전극측으로 통과하는 것을 방지하고, 제3 층(605)에서 발생된 여기 에너지가 제3 층(605)으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지하는 층이다. 이러한 기능을 하는 층을 정공 차단층 또는 간단히 차단층이라고 한다.
이어서, 제4 층(606) 위에 동시 증착에 의해 Alq 및 리튬(Li)을 함유하는 제5 층(607)을 형성시킨다. 제5 층(607)의 두께는 20nm로 되도록 제조하고, Alq 대 리튬(Li)의 질량비는 1:0.01로 설정한다. 당해 제5 층(607)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 주입층으로서 작용하는 층이다.
알루미늄을 사용하여 제5 층(607) 위에 제2 전극(608)을 형성시킨다. 제2 전극(608)의 두께는 200nm로 되도록 제조된다.
상기한 바와 같이 제조된 발광 소자에서, 전압이 인가될 때 전류가 흘러 제1 전극(602)의 전위는 제2 전극(608)의 전위보다 높아지고, 발광층으로서 작용하는 제3 층(605)에서 전자와 정공을 재결합한 후, 여기 에너지가 발생되고, 여기된 Ir(Fdppr-Me)2(pic)가 기저 상태로 되돌아갈 때 광이 방출된다. 당해 양태에서와 같이 차단층으로서 작용하는 층이 또한 제공될 수 있음은 주지되어야 한다. 이는 여기 에너지가 발광층으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지할 수 있고, 정공이 발광층으로부터 다른 층으로 통과하는 것을 방지할 수 있어 효율적으로 발광할 수 있는 발광 소자를 수득할 수 있다.
질소 대기하에 글로브 박스(밀봉 장치) 속에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉 작업을 수행한다. 그 다음, 발광 소자의 작동 특성을 측정한다. 실온(25℃에서 유지되는 대기)에서 측정한다.
도 34 내지 도 36은 각각 측정 결과를 도시한다. 도 34는 전류 밀도-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 35는 전압-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 36은 휘도-전류 효율 특성에 대한 결과를 도시한다. 도 34에서, 수평축은 전류 밀도(mA/cm2)를 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 또한, 도 35에서, 수평축은 전압(V)을 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 36에서, 수평축은 휘도(cd/m2)를 나타내는 한편, 수직축은 전류 효율(cd/A)을 나타낸다. 이들 결과로부터, 당해 양태에 따라서 제조된 발광 소자에서, 6.6V의 전압이 인가될 때, 전류 밀도 1.80mA/cm2의 전류가 흐르고, 휘도 1030cd/m2의 발광이 수득 됨을 알 수 있다. 휘도 1030cd/m2로 발광시 전류 효율은 57.0cd/A이고, 이는 외부 양자 효율(광자수/전자수)로 변환시 16.8%이다. 또한, 휘도 604cd/m2로 발광시 외부 양자 효율의 최대값은 16.9%이다. 도 36에 도시된 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 휘도에 대한 전류 효율의 변화가 고 휘도 영역(100 내지 1000cd/m2)에서 매우 작고, 전류 효율은 휘도의 증가에 따라서 거의 감소되지 않는 것으로 밝혀졌다. 이는 본 발명에 따르는 발광 소자에서, 여기된 삼중항 상태의 여기 수명 등으로 인한 비방출 전이가 고휘도 영역에서도 쉽게 증가되지 않고, 여기 및 발광이 효율적으로 반복될 수 있음을 나타낸다.
도 37은 당해 양태에서 제조된 발광 소자의 방출 스펙트럼을 도시한다. 도 37에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 37로부터 알 수 있는 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 556nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 녹황색 광으로 보인다. 또한, CIE 표색계에서의 색도 좌표는 (x, y)=(0.42, 0.55)인 것으로 밝혀졌다.
[양태 6]
당해 양태에서는 합성예 5에서 합성한 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)를 발광 물질로서 사용하여 발광 소자를 제조하는 방법 및 당해 발광 소자의 작동 특성을 설명한다. 당해 양태에서 제조된 발광 소자는 양태 4에서 제조된 발광 소자와 유사하게 5개의 층이 전극들 사이에 적층되어 있는 구조를 가지므로, 양태 4의 설명에 사용된 도 27이 당해 양태에서도 사용된다.
도 27에 도시되어 있는 바와 같이, 산화규소 함유 산화인듐주석을 스퍼터링에 의해 유리 기판(601) 상에 부착시켜 제1 전극(602)을 형성시킨다. 제1 전극(602)의 두께는 110nm로 되도록 제조한다. 제1 전극(602)은 크기가 2mm×2mm인 정사각형을 갖도록 제조한다.
그 다음, 제1 전극(602)이 형성되어 있는 유리 기판(601)을 진공 증착 시스템에 구비된 홀더에 고정시킨다.
이어서, 진공 증착 시스템으로부터의 기체를 배기시키고 압력을 1×10-4Pa로 감소시킨 후, 제1 전극(602) 상에 NPB 및 산화몰리브덴(VI)을 동시 증착시켜 NPB 및 산화몰리브덴(VI)을 함유하는 제1 층(603)을 형성시킨다. 제1 층(603)의 두께는 40nm로 되도록 제조된다. 동시 증착시 NPB 대 산화몰리브덴(VI)의 질량비는 4:1로 되도록 설정한다. 당해 제1 층(603)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 발생층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, NPB를 사용하여 증착에 의해 제1 층(603) 위에 제2 층(604)을 형성시킨다. 제2 층(604)의 두께는 20nm로 되도록 제조된다. 당해 제2 층(604)은 발광 소자를 작동시킬 때 정공 수송층으로서 작용하는 층이다.
이어서, 제2 층(604) 위에 동시 증착에 의해 CBP 및 Ir((Fdppr-iPr)2(pic)를 함유하는 제3 층(605)을 형성시킨다. 당해 제3 층(605)의 두께는 30nm로 되도록 제조되고, CBP 대 Ir((Fdppr-iPr)2(pic)의 질량비는 1:0.01로 설정된다. 따라서, Ir((Fdppr-iPr)2(pic)는 CBP를 사용하여 형성된 층에 분산된 상태로 존재한다. 당해 제3 층(605)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광층으로서 작용하는 층이다.
그 다음, TAZ를 사용하여 증착에 의해 제3 층(605) 위에 제4 층(606)을 형성시킨다. 제4 층(606)의 두께는 20nm로 되도록 제조한다. 당해 제4 층(606)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 발광 층으로서 작용하는 제3 층(605)으로 전자를 수송하고, 제1 전극(602)측으로부터 주입된 정공이 제3 층(605)을 통해 다른 전극측으로 통과하는 것을 방지하고, 제3 층(605)에서 발생된 여기 에너지가 제3 층(605)으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지하는 층이다. 이러한 기능을 하는 층을 정공 차단층 또는 간단히 차단층이라고 한다.
이어서, 제4 층(606) 위에 동시 증착에 의해 TAZ 및 리튬(Li)을 함유하는 제5 층(607)을 형성시킨다. 제5 층(607)의 두께는 30nm로 되도록 제조하고, TAZ 대 리튬(Li)의 질량비는 1:0.01로 설정한다. 당해 제5 층(607)은 발광 소자를 작동시키는 경우에 전자 주입층으로서 작용하는 층이다.
알루미늄을 사용하여 제5 층(607) 위에 제2 전극(608)을 형성시킨다. 제2 전극(608)의 두께는 200nm로 되도록 제조된다.
상기한 바와 같이 제조된 발광 소자에서, 전압이 인가될 때 전류가 흘러 제1 전극(602)의 전위는 제2 전극(608)의 전위보다 높아지고, 발광층으로서 작용하는 제3 층(605)에서 전자와 정공을 재결합한 후, 여기 에너지가 발생되고, 여기된 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)가 기저 상태로 되돌아갈 때 광이 방출된다. 당해 양태에서와 같이 차단층으로서 작용하는 층이 또한 제공될 수 있음은 주지되어야 한다. 이는 여기 에너지가 발광층으로부터 다른 층으로 이동하는 것을 방지할 수 있고, 정공이 발광층으로부터 다른 층으로 통과하는 것을 방지할 수 있어 효율적으로 발광할 수 있는 발광 소자를 수득할 수 있다.
질소 대기하에 글로브 박스(밀봉 장치) 속에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉 작업을 수행한다. 그 다음, 발광 소자의 작동 특성을 측정한다. 실온(25℃에서 유지되는 대기)에서 측정한다.
도 38 내지 도 40은 각각 측정 결과를 도시한다. 도 38은 전류 밀도-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 39는 전압-휘도 특성에 대한 결과를 도시하고, 도 40은 휘도-전류 효율 특성에 대한 결과를 도시한다. 도 38에서, 수평축은 전류 밀도(mA/cm2)를 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 또한, 도 39에서, 수평축은 전압(V)을 나타내는 한편, 수직축은 휘도(cd/m2)를 나타낸다. 도 40에서, 수평축은 휘도(cd/m2)를 나타내는 한편, 수직축은 전류 효율(cd/A)을 나타낸다. 이들 결과로부터, 당해 양태에 따라서 제조된 발광 소자에서, 7.2V의 전압이 인가될 때, 전류 밀도 1.65mA/cm2의 전류가 흐르고, 휘도 959cd/m2의 발광이 수득됨을 알 수 있다. 휘도 959cd/m2로 발광시 전류 효율은 58.1cd/A이고, 이는 외부 양 자 효율(광자수/전자수)로 변환시 17.6%이다. 또한, 휘도 81.5cd/m2로 발광시 외부 양자 효율의 최대값은 18.7%이다.
도 41A는 당해 양태에서 제조된 발광 소자의 방출 스펙트럼을 도시한다. 도 41A에서, 수평축은 파장(nm)을 나타내고, 수직축은 강도(임의 단위)를 나타낸다. 도 41A로부터 알 수 있는 바와 같이, 당해 양태에 따르는 발광 소자는 545nm에서 방출 피크를 나타내고, 발광은 녹황색 광으로 보인다. 또한, CIE 표색계에서의 색도 좌표는 (x, y)=(0.43, 0.55)인 것으로 밝혀졌다.
[양태 7]
당해 양태에서는 제3 층(605)에서의 CBP 대 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 질량비가 양태 6에서 제조된 발광 소자(이후, 발광 소자(6)이라고 한다)에서의 비와 상이한 2개의 발광 소자(7-1)과 발광 소자(7-2)를 제조한다. 이어서, 발광층에 함유된 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 농도와 방출 효율간의 관계를 조사한다.
발광 소자(7-1)과 발광 소자(7-2)는 제3 층(605)에서의 CBP 대 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 질량비는 양태 6에서 제조된 발광 소자에서의 비와 상이하지만, 다른 측면은 동일하다. 따라서, 발광 소자(7-1)과 발광 소자(7-2)의 제조방법에 있어서, 양태 6의 설명을 인용할 수 있다.
발광 소자(7-1)과 발광 소자(7-2) 및 발광 소자(6)의 CBP 대 Ir(Fdppr- iPr)2(pic)의 질량비를 표 1에 기재한다.
CBP:Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의
질량비		 발광층 속의
Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 농도(중량%)
발광 소자(6) 1:0.01 1.0
발광 소자(7-1) 1:0.025 2.4
발광 소자(7-2) 1:0.05 4.8
질소 대기하에 글로브 박스(밀봉 장치) 속에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉 작업을 수행한다. 그 다음, 발광 소자의 작동 특성을 측정한다. 실온(25℃에서 유지되는 대기)에서 측정한다. 측정 결과를 도 38 내지 40, 41B 및 41C에 양태 6의 데이터와 함께 도시한다. 도 41B는 발광 소자(7-1)의 방출 스펙트럼을 도시하고, 도 41C는 발광 소자(7-2)의 방출 스펙트럼을 도시한다.
발광 소자(7-1), 발광 소자(7-2) 및 발광 소자(6)이 발광하도록 하고, 휘도 1000cd/m2으로 발광시 각각의 발광 소자의 방출 효율을 조사한다. 이어서, 방출 효율(수직축)을 제3 층(605)(즉 발광층)에 함유된 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 농도(수평축)에 대해 도 42에 플로팅한다.
도 42로부터 알 수 있는 바와 같이, Ir(Fdppr-iPr)2(pic)가 고 농도로, 즉 5중량%로 함유되는 경우에도 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)를 발광 물질로서 사용하는 발광 소자는 대략 50cd/A의 방출 효율로 발광하고, 방출 효율은 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)의 농도가 증가하더라도 거의 감소되지 않는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명에 따르는 유기금속 착체들 중에서, 특히 이소프로필 그룹이 Ir(Fdppr-iPr)2(pic)와 유사하게 피라진 골격의 5번 위치에 도입된 유기금속 착체에서 농도 소광(농도 소광은 방출 효율이 발광 물질(게스트라고도 한다)의 농도에 따라서 감소되는 현상이다)이 거의 발생되지 않는 것으로 밝혀졌다.
본원은 2005년 3월 17일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허원 제2005-076454호 및 2005년 11월 30일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허원 제2005-346060호에 근거하며, 이들의 전체 내용은 본원에 참고로 인용된다.

Claims (38)

  1. 화학식 I의 구조를 포함하는 유기금속 화합물.
    화학식 I
    Figure 112013025056804-pct00222
    위의 화학식 I에서,
    R1 및 R2는 각각 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이고,
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이고,
    M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소이다.
  2. 제1항에 있어서, R1 및 R2가 각각 플루오로 그룹 또는 -CF3 그룹인, 유기금속 화합물.
  3. 제1항에 있어서, R3 및 R4가 각각 메틸 그룹 또는 이소프로필 그룹인, 유기금속 화합물.
  4. 제1항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금인, 유기금속 화합물.
  5. 화학식 II의 구조를 갖는 유기금속 착체.
    화학식 II
    Figure 112011018195976-pct00223
    위의 화학식 II에서,
    R5 및 R6은 각각 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹중의 어느 하나이고,
    R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이고,
    n은 1 및 2 중의 어느 하나이고,
    M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소인데,
    M이 원소 주기율표의 9족에 속하는 원소인 경우, n은 2이고,
    M이 10족에 속하는 원소인 경우, n은 1이며,
    L은 1가 음이온성 리간드이다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 1가 음이온성 리간드가 화학식 1 내지 7 중의 어느 하나의 구조를 갖는 리간드인, 유기금속 착체.
    화학식 1
    Figure 112011018195976-pct00224
    화학식 2
    Figure 112011018195976-pct00225
    화학식 3
    Figure 112011018195976-pct00226
    화학식 4
    Figure 112011018195976-pct00227
    화학식 5
    Figure 112011018195976-pct00228
    화학식 6
    Figure 112011018195976-pct00229
    화학식 7
    Figure 112011018195976-pct00230
  7. 제5항에 있어서, R5 및 R6이 각각 플루오로 그룹 또는 -CF3 그룹인, 유기금속 착체.
  8. 제5항에 있어서, R7 및 R8이 각각 메틸 그룹 또는 이소프로필 그룹인, 유기금속 착체.
  9. 제5항에 있어서, M이 이리듐 및 백금 중의 어느 하나인, 유기금속 착체.
  10. 화학식 XIII의 구조를 포함하는 유기금속 화합물.
    화학식 XIII
    Figure 112013025056804-pct00231
    위의 화학식 XIII에서,
    R57 내지 R60은 각각 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이고,
    R63 및 R64는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이고,
    M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소이다.
  11. 제10항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금인, 유기금속 화합물.
  12. 화학식 XIV의 구조를 갖는 유기금속 착체.
    화학식 XIV
    Figure 112011018195976-pct00232
    위의 화학식 XIV에서,
    R65 내지 R68은 각각 할로겐 그룹, -CF3 그룹, 시아노 그룹 및 알콕시카보닐 그룹 중의 어느 하나이고,
    R71 및 R72는 각각 독립적으로 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 중의 어느 하나이고,
    n은 1 및 2 중의 어느 하나이고,
    M은 원소 주기율표의 9족 또는 10족에 속하는 원소인데,
    M이 원소 주기율표의 9족에 속하는 원소인 경우, n은 2이고,
    M이 10족에 속하는 원소인 경우, n은 1이며,
    L은 1가 음이온성 리간드이다.
  13. 제12항에 있어서, 상기 1가 음이온성 리간드가 화학식 1 내지 7 중의 어느 하나의 구조를 갖는 리간드인, 유기금속 착체.
    화학식 1
    Figure 112011018195976-pct00233
    화학식 2
    Figure 112011018195976-pct00234
    화학식 3
    Figure 112011018195976-pct00235
    화학식 4
    Figure 112011018195976-pct00236
    화학식 5
    Figure 112011018195976-pct00237
    화학식 6
    Figure 112011018195976-pct00238
    화학식 7
    Figure 112011018195976-pct00239
  14. 제12항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금인, 유기금속 착체.
  15. 제1항, 제5항, 제10항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 유기금속 화합물또는 유기금속 착체를 함유하는 층을 한 쌍의 전극들 사이에 포함하는 발광 소자를 포함하는 발광 장치.
  16. 제1항, 제5항, 제10항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 유기금속 화합물또는 유기금속 착체를 함유하는 층을 한 쌍의 전극들 사이에 포함하는 발광 소자를 포함하는 발광 장치를 포함하는 전자 장치.
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8084145B2 (en) * 2004-04-02 2011-12-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, light emitting element using the complex, light emitting device using the element, and electric apparatus using the device
KR101318125B1 (ko) 2005-03-17 2013-10-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기금속 착체 및 이를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 장치
WO2006104177A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting device and electronic appliance using the same
US7960038B2 (en) 2005-05-20 2011-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic appliance using the same
EP1963346B1 (en) * 2005-12-05 2012-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex and light-emitting element, light-emitting device and electronic device using the same
TWI481616B (zh) * 2006-03-21 2015-04-21 Semiconductor Energy Lab 有機金屬錯合物及使用該有機金屬錯合物之發光元件，發光裝置和電子裝置
WO2008117633A1 (en) * 2007-03-23 2008-10-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Composition, method for fabricating light-emitting element, light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
WO2008143113A1 (en) 2007-05-18 2008-11-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, composition and light emitting element including the organometallic complex
KR20100018036A (ko) * 2007-06-05 2010-02-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기금속 착체, 및 발광 재료, 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
JP5669346B2 (ja) 2007-07-24 2015-02-12 グレイセル・ディスプレイ・インコーポレーテッドＧｒａｃｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｉｎｃ． 新規な赤色エレクトロルミネッセンス化合物およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンスデバイス
JP5271721B2 (ja) 2008-01-23 2013-08-21 株式会社半導体エネルギー研究所 トリアリールピラジン誘導体の製造方法
KR20100055324A (ko) 2008-11-17 2010-05-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자 및 발광장치
JP5554075B2 (ja) 2009-01-21 2014-07-23 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体
US8399665B2 (en) 2009-10-07 2013-03-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting element, light-emitting device, electronic device and electronic device using the organometallic complex
JP5829828B2 (ja) 2010-04-06 2015-12-09 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子及び発光装置
US8664383B2 (en) 2010-10-15 2014-03-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting element and display device using the organometallic complex
CN103254241B (zh) 2010-10-22 2015-06-17 株式会社半导体能源研究所 有机金属配合物、发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
TWI529238B (zh) 2011-04-15 2016-04-11 半導體能源研究所股份有限公司 有機發光元件、有機金屬錯合物發光裝置、電子用具及照明裝置
CN103502256B (zh) 2011-04-29 2017-06-20 株式会社半导体能源研究所 有机金属配合物、发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
TWI532822B (zh) 2011-04-29 2016-05-11 半導體能源研究所股份有限公司 利用磷光之發光裝置，電子裝置及照明裝置
JP6034676B2 (ja) 2011-11-30 2016-11-30 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、照明装置
JP2013147490A (ja) 2011-12-23 2013-08-01 Semiconductor Energy Lab Co Ltd イリジウム錯体、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
TWI455942B (zh) 2011-12-23 2014-10-11 Semiconductor Energy Lab 有機金屬錯合物，發光元件，發光裝置，電子裝置及照明裝置
JP6166557B2 (ja) 2012-04-20 2017-07-19 株式会社半導体エネルギー研究所 燐光性有機金属イリジウム錯体、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
JP6117618B2 (ja) 2012-06-01 2017-04-19 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
CN107573363A (zh) 2012-09-20 2018-01-12 Udc 爱尔兰有限责任公司 供电子应用的氮杂二苯并呋喃和包含氮杂二苯并呋喃的电子器件
KR102265675B1 (ko) 2013-05-20 2021-06-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속 착체, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기, 및 조명 장치
CN105283461B (zh) 2013-06-14 2018-07-17 株式会社半导体能源研究所 有机金属铱配合物、发光元件、发光装置以及照明装置
JP6341772B2 (ja) 2013-06-28 2018-06-13 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
KR20160055802A (ko) 2013-09-12 2016-05-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속 이리듐 복합체, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
EP3063153B1 (en) 2013-10-31 2018-03-07 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Azadibenzothiophenes for electronic applications
US9231217B2 (en) 2013-11-28 2016-01-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Synthesis method of organometallic complex, synthesis method of pyrazine derivative, 5,6-diaryl-2-pyrazyl triflate, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
EP3174885B1 (en) 2014-07-28 2019-10-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 2,9-functionalized benzimidazolo[1,2-a]benzimidazoles as hosts for organic light emitting diodes (oleds)
EP2982676B1 (en) 2014-08-07 2018-04-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazo[2,1-B]benzoxazoles for electronic applications
EP2993215B1 (en) 2014-09-04 2019-06-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Azabenzimidazo[2,1-a]benzimidazoles for electronic applications
EP3015469B1 (en) 2014-10-30 2018-12-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 5-(benzimidazol-2-yl)benzimidazo[1,2-a]benzimidazoles for electronic applications
WO2016079667A1 (en) 2014-11-17 2016-05-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Indole derivatives for electronic applications
EP3034506A1 (en) 2014-12-15 2016-06-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd 4-functionalized carbazole derivatives for electronic applications
EP3034507A1 (en) 2014-12-15 2016-06-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd 1-functionalized dibenzofurans and dibenzothiophenes for organic light emitting diodes (OLEDs)
EP3053918B1 (en) 2015-02-06 2018-04-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 2-carbazole substituted benzimidazoles for electronic applications
EP3054498B1 (en) 2015-02-06 2017-09-20 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Bisimidazodiazocines
EP3061759B1 (en) 2015-02-24 2019-12-25 Idemitsu Kosan Co., Ltd Nitrile substituted dibenzofurans
EP3070144B1 (en) 2015-03-17 2018-02-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Seven-membered ring compounds
EP3072943B1 (en) 2015-03-26 2018-05-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Dibenzofuran/carbazole-substituted benzonitriles
EP3075737B1 (en) 2015-03-31 2019-12-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying aryl- or heteroarylnitril groups for organic light emitting diodes
JP6697299B2 (ja) 2015-04-01 2020-05-20 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
JP6764671B2 (ja) 2015-04-14 2020-10-07 株式会社半導体エネルギー研究所 複素環化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
JP6846876B2 (ja) 2015-05-12 2021-03-24 株式会社半導体エネルギー研究所 化合物、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、照明装置、及び電子機器
EP3150604B1 (en) 2015-10-01 2021-07-14 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolylyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
WO2017056055A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying triazine groups for organic light emitting diodes
EP3356368B1 (en) 2015-10-01 2021-07-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
EP3150606B1 (en) 2015-10-01 2019-08-14 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazoles carrying benzofurane or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
US20180319813A1 (en) 2015-11-04 2018-11-08 Idemitsu Kosan Co., Ltd Benzimidazole fused heteroaryls
WO2017093958A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole derivatives for organic light emitting diodes
US9960371B2 (en) * 2015-12-18 2018-05-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
US10968229B2 (en) 2016-04-12 2021-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Seven-membered ring compounds
JP7304818B2 (ja) 2017-12-22 2023-07-07 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004108857A1 (en) 2003-06-02 2004-12-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Organic electroluminescent devices and metal complex compounds

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0579151B1 (en) 1992-07-13 1996-10-09 Eastman Kodak Company An internal junction organic electroluminescent device with a novel composition
US6830828B2 (en) 1998-09-14 2004-12-14 The Trustees Of Princeton University Organometallic complexes as phosphorescent emitters in organic LEDs
US6821645B2 (en) 1999-12-27 2004-11-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light-emitting material comprising orthometalated iridium complex, light-emitting device, high efficiency red light-emitting device, and novel iridium complex
US20020121638A1 (en) 2000-06-30 2002-09-05 Vladimir Grushin Electroluminescent iridium compounds with fluorinated phenylpyridines, phenylpyrimidines, and phenylquinolines and devices made with such compounds
JP4154140B2 (ja) 2000-09-26 2008-09-24 キヤノン株式会社 金属配位化合物
JP4154139B2 (ja) 2000-09-26 2008-09-24 キヤノン株式会社 発光素子
JP4460743B2 (ja) 2000-09-29 2010-05-12 富士フイルム株式会社 イリジウム錯体またはその互変異性体の製造方法
CN100505376C (zh) 2000-11-30 2009-06-24 佳能株式会社 发光器件和显示装置
WO2002044189A1 (fr) 2000-11-30 2002-06-06 Canon Kabushiki Kaisha Element luminescent et afficheur
JP4154145B2 (ja) 2000-12-01 2008-09-24 キヤノン株式会社 金属配位化合物、発光素子及び表示装置
US6835469B2 (en) * 2001-10-17 2004-12-28 The University Of Southern California Phosphorescent compounds and devices comprising the same
DE10238903A1 (de) 2002-08-24 2004-03-04 Covion Organic Semiconductors Gmbh Rhodium- und Iridium-Komplexe
JP4115788B2 (ja) 2002-09-17 2008-07-09 日本放送協会 有機発光材料、有機発光素子およびこれを用いたディスプレイ
DE10249926A1 (de) 2002-10-26 2004-05-06 Covion Organic Semiconductors Gmbh Rhodium- und Iridium-Komplexe
KR100560790B1 (ko) 2003-11-25 2006-03-13 삼성에스디아이 주식회사 고온 특성이 우수한 유기 전계 발광 표시 장치
US20070170843A1 (en) 2004-03-05 2007-07-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display
JPWO2005086540A1 (ja) 2004-03-05 2008-01-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置
JP2005251639A (ja) 2004-03-05 2005-09-15 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機ｅｌ素子及び有機ｅｌ表示装置
US8084145B2 (en) 2004-04-02 2011-12-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, light emitting element using the complex, light emitting device using the element, and electric apparatus using the device
JP4366332B2 (ja) * 2004-04-02 2009-11-18 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、該有機金属錯体を用いた発光素子および発光装置
US7811677B2 (en) 2004-05-20 2010-10-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and light emitting device
JP4912618B2 (ja) 2004-05-20 2012-04-11 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置および照明器具
US7709100B2 (en) * 2004-07-07 2010-05-04 Universal Display Corporation Electroluminescent efficiency
JP2006151887A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機金属錯体およびそれを用いた発光素子、発光装置
KR101318125B1 (ko) 2005-03-17 2013-10-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기금속 착체 및 이를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 장치
JP4912704B2 (ja) 2005-03-17 2012-04-11 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体およびそれを用いた発光素子、発光装置、電子機器
US7960038B2 (en) 2005-05-20 2011-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic appliance using the same
JP4906073B2 (ja) 2005-05-20 2012-03-28 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置及びそれを用いた電子機器
EP1963346B1 (en) 2005-12-05 2012-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex and light-emitting element, light-emitting device and electronic device using the same
JP5043330B2 (ja) 2005-12-13 2012-10-10 昭和電工株式会社 高分子発光材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置
JP5043329B2 (ja) 2005-12-13 2012-10-10 昭和電工株式会社 高分子発光材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004108857A1 (en) 2003-06-02 2004-12-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Organic electroluminescent devices and metal complex compounds

Also Published As

Publication number Publication date
US20090015143A1 (en) 2009-01-15
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JP2012097102A (ja) 2012-05-24
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KR20070112865A (ko) 2007-11-27

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