KR101743998B1 - 유기 금속착체 및 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자,발광장치, 및 전자기기 - Google Patents

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Abstract

적색의 발광을 얻을 수 있는 유기 금속착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 발광 효율이 높은 유기 금속착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 시감 효율이 높은 적색의 발광을 얻을 수 있는 유기 금속착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 하기 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체를 제공한다.
Figure 112007022321427-pat00001
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
유기, 발광, 금속착체, 소자

Description

유기 금속착체 및 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자기기{ORGANOMETALLIC COMPLEX AND LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE USING THE ORGANOMETALLIC COMPLEX}
도 1은 본 발명의 발광소자를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 발광소자를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 발광소자를 설명하는 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 전자기기를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 조명 장치를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 조명 장치를 설명하는 도면이다.
도 10a 및 10b는 (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 11은 (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)의 흡수스펙트럼 및 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 12는 실시예의 발광소자를 설명하는 도면이다.
도 13은 실시예 2에서 제작한 발광소자의 전류밀도-휘도 특성을 도시한 도면이다.
도 14는 실시예 2에서 제작한 발광소자의 전압-휘도 특성을 도시한 도면이다.
도 15는 실시예 2에서 제작한 발광소자의 휘도-전류효율 특성을 도시한 도면이다.
도 16은 실시예 2에서 제작한 발광소자의 휘도-외부양자효율 특성을 도시한 도면이다.
도 17은 실시예 2에서 제작한 발광소자의 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 18은 실시예 3에서 제작한 발광소자의 전류밀도-휘도 특성을 도시한 도면이다.
도 19는 실시예 3에서 제작한 발광소자의 전압-휘도 특성을 도시한 도면이다.
도 20은 실시예 3에서 제작한 발광소자의 휘도-전류효율 특성을 도시한 도면이다.
도 21은 실시예 3에서 제작한 발광소자의 휘도-외부양자효율 특성을 도시한 도면이다.
도 22는 실시예 3에서 제작한 발광소자의 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 23a 및 23b는 2,3-비스{4-[N-(4-비페닐일)-N-페닐아미노]페닐}퀴녹살린의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 24a 및 24b는 (아세틸아세토나토)비스(2,3-디페닐-5-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 25는 (아세틸아세토나토)비스(2,3-디페닐-5-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)의 흡수스펙트럼 및 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 26a 및 26b는 (아세틸아세토나토)비스(5-페닐-2,3-디-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 27은 (아세틸아세토나토)비스(5-페닐-2,3-디-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)의 흡수스펙트럼 및 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 28a 및 28b는 비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)(피콜리나토)이리듐(III)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 29는 비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)(피콜리나토)이리듐(III)의 흡수스펙트럼 및 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 30a 및 30b는 (아세틸아세토나토)비스(3-메틸-2,5-디페닐피라지나토)이리듐(III)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 31은 (아세틸아세토나토)비스(3-메틸-2,5-디페닐피라지나토)이리듐(III)의 흡수스펙트럼 및 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 32는 실시예 8에서 제작한 발광소자의 전류밀도-휘도 특성을 도시한 도면이다.
도 33은 실시예 8에서 제작한 발광소자의 전압-휘도 특성을 도시한 도면이다.
도 34는 실시예 8에서 제작한 발광소자의 휘도-전류효율 특성을 도시한 도면이다.
도 35는 실시예 8에서 제작한 발광소자의 휘도-외부양자효율 특성을 도시한 도면이다.
도 36은 실시예 8에서 제작한 발광소자의 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 37a 및 37b는 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)트리페닐아민)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 38a 및 38b는 (아세틸아세토나토)비스[5-(3-플루오르페닐)2,3-디-p-톨릴피라지나토]이리듐(III)의 1H-NMR 차트를 도시한 도면이다.
도 39는 (아세틸아세토나토)비스[5-(3-플루오르페닐)-2,3-디-p-톨릴피라지나토]이리듐(III)의 흡수스펙트럼 및 발광스펙트럼을 도시한 도면이다.
[기술분야]
본 발명은 유기 금속착체에 관한 것이다. 특히, 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 유기 금속착체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자기기에 관한 것이다.
[배경기술]
유기 화합물은 빛을 흡수함으로써 여기 상태가 된다. 그리고, 이 여기 상태를 경유함으로써, 여러 가지 반응(광화학 반응)을 일으키거나 루미네선스를 발생시키는 경우가 있어, 여러 가지 응용을 이루어지고 있다.
광화학 반응의 일례로서, 단일항 산소와 불포화 유기분자의 반응(산소 부가)이 있다(예를 들면, 비특허문헌 1: 이노우에 하루오, 외 3명, 기초화학 코스 광화학I(마루젠 주식회사), 106-110 참조). 산소분자의 기저 상태는 삼중항 상태이므로, 단일항 상태의 산소(단일항 산소)는 직접적인 광여기로는 생성되지 않는다. 그러나, 다른 삼중항 여기 분자의 존재 하에서는 단일항 산소가 생성되어, 산소 부가 반응에 이를 수 있다. 이때, 삼중항 여기 분자가 될 수 있는 화합물은, 광증감제라고 불린다.
이렇게, 단일항 산소를 생성하기 위해서는, 삼중항 여기 분자를 광여기에 의해 형성할 수 있는 광증감제가 필요하다. 그러나, 일반적인 유기 화합물은 기저 상태가 단일항 상태이므로, 삼중항 여기 상태로의 광여기는 금지 전이가 되고, 삼중항 여기 분자는 생성되기 어렵다. 따라서, 이러한 광증감제로는, 단일항 여기 상태로부터 삼중항 여기 상태로의 항간 교차를 일으키기 쉬운 화합물(혹은, 직접 삼중 항 여기 상태로 광여기의 금지 전이를 허용하는 화합물)이 요구되고 있다. 환언하면, 그러한 화합물은 광증감제로서 이용할 수 있어, 유익하다고 할 수 있다.
또한, 그러한 화합물은, 종종 인광을 방출하는 경우가 있다. 인광은 다중도가 다른 에너지 사이의 전이에 의해 발생하는 발광이며, 일반적인 유기 화합물에서는 삼중항 여기 상태로부터 단일항 기저 상태로 되돌아올 때에 발생하는 발광을 가리킨다(이와는 대조적으로, 단일항 여기 상태로부터 단일항 기저 상태로 되돌아올 때의 발광은, 형광이라고 불린다). 인광을 방출할 수 있는 화합물, 즉 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 화합물(이하, 인광성 화합물이라고 한다)의 응용 분야로는, 유기 화합물을 발광 물질로 하는 발광소자를 들 수 있다.
이 발광소자는 전극 사이에 발광 물질인 유기 화합물을 포함한 발광층을 설치한 단순한 구조로 되어 있다. 이 발광소자는 초경량·고속 응답성·직류 저전압 구동 등의 특성이 있어, 차세대 플랫 패널 디스플레이 소자로서 주목받고 있다. 또한, 이 발광소자를 사용한 디스플레이는, 콘트라스트나 화질이 뛰어나고, 시야각이 넓은 특징도 지니고 있다.
유기 화합물을 발광 물질로 하는 발광소자의 발광 기구는, 캐리어 주입형이다. 즉, 전극 사이에 발광층을 매개로 해서 전압을 인가함으로써, 전극으로 주입된 전자 및 홀이 재결합해서 발광 물질이 여기 상태가 되고, 그 여기 상태가 기저 상태에 되돌아올 때에 발광한다. 그리고, 여기 상태의 종류로는, 전술한 광여기의 경우와 같이 단일항 여기 상태(S＊)와 삼중항 여기 상태(T＊)가 가능하다. 또한, 발광 소자에 있어서의 그 통계적인 생성 비율은, S＊:T＊ = 1:3이라고 여겨지고 있다.
단일항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 화합물(이하, 형광성 화합물이라고 한다)은 실온에서, 삼중항 여기 상태로부터의 발광(인광)은 관측되지 않고, 단일항 여기 상태로부터의 발광(형광)만이 관측된다. 따라서, 형광성 화합물을 사용한 발광소자에 있어서의 내부양자효율(주입한 캐리어에 대하여 발생하는 포톤의 비율)의 이론적 한계는, S＊:T＊ = 1:3인 것을 근거로 25%로 추정하고 있다.
한편, 전술한 인광성 화합물을 사용하면, 내부양자효율은 75 ~ 100%까지 이론상은 가능해 진다. 즉, 형광성 화합물에 비해 3 ~ 4배의 발광 효율이 가능해 진다. 이러한 이유로, 고효율 발광소자를 실현하기 위해, 인광성 화합물을 사용한 발광소자의 개발이 최근 활발히 이루어지고 있다(예를 들면, 비특허문헌 2: Zhang, Guo-Lin, 외 5명, Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao(2004), vol．25, No．3, 397-400 참조). 특히, 인광성 화합물로는, 그 인광양자수율이 높다는 이유로, 이리듐 등을 중심금속으로 하는 유기 금속착체가 주목받고 있다.
비특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 유기 금속착체는, 항간 교차를 일으키기 쉬워 광증감제로서의 이용 등을 기대할 수 있다. 또한, 삼중항 여기 상태로부터의 발광(인광)을 발생하기 쉬워, 발광소자에 응용함으로써, 고효율 발광소자가 기대된다. 그러나, 이러한 유기 금속착체의 종류는 아직 적은 것이 현실이다.
비특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 유기 금속착체는, 발광색이 오렌지색이므로, 풀컬러 디스플레이 등으로의 응용을 고려한 경우, 적색으로서의 색순도가 나빠져, 색채재현의 관점에서 불리한 요소가 된다. 반대로, 발광색이 진적색 영역이 되면, 즉, 발광 파장이 극단적으로 장파장이 되면, 색채재현의 관점에서는 유리하지만, 시감 효율(cd/A)이 저하된다.
이상으로부터, 본 발명에서는, 적색의 발광을 얻을 수 있는 유기 금속착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 발광 효율이 높은 유기 금속착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 시감 효율(cd/A)이 높은 적색의 발광을 얻을 수 있는 유기 금속착체를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 발광 효율이 높은 발광소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 시감 효율이 높은 적색의 발광을 얻을 수 있는 발광소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 소비 전력이 저감된 발광장치 및 전자기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 연구에 주력하였다. 그 결과, 하기 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체가, 9족 또는 10족의 금속이온으로 오르토 금속화됨으로써, 유기 금속착체를 형성할 수 있다는 것을 알아냈다. 또한, 상기 유기 금속착체가, 항간 교차를 일으키기 쉽고, 효율적으로 인광을 발광할 수 있다는 것을 알아냈다. 또한, 상기 유기 금속착체의 발광색이, 양호한 적색을 나타낸다는 것도 알아냈다.
Figure 112007022321427-pat00002
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다.)
따라서 본 발명의 구성은, 하기 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00003
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
상기의 일반식 (G0)에 있어서의 Z가 아릴기인 경우, 본 발명의 유기 금속착체는 하기 일반식 (G2)로 나타내는 구조를 가진다. 따라서, 본 발명의 또 다른 구성은, 하기 일반식 (G2)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00004
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Ar1 및 Ar2는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
본 발명의 유기 금속착체를 승화, 정제 등의 목적으로 증발시킨다는 것을 고려하면, 분자량의 증대에 의한 증발 온도의 상승을 억제하기 위해서, 상기의 일반 식 (G2)에 있어서, 방향족 탄화수소기 A는 치환 또는 무치환의 1,2-페닐렌기인 것이 바람직하다. 이 경우, 합성의 용이성을 위해, Ar2는 치환 또는 무치환의 페닐기인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 보다 바람직한 구성은, 하기 일반식 (G3)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00005
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R3 ~ R11은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
보다 바람직한 구성은, 상기의 일반식 (G2)에 있어서, 방향족 탄화수소기 A가 무치환의 페닐렌기인 경우다. 이 경우, 합성의 용이성을 위해, Ar2는 무치환의 페닐기인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 보다 바람직한 구성은, 하기 일반식 (G4)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00006
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
또한, 일반식 (G4)에 있어서, Ar1을 치환 또는 무치환의 페닐기로 하면, 색순도가 뛰어나고 시감 효율(cd/A)도 높은 적색 발광을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 보다 바람직한 구성은, 하기 일반식 (G5)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00007
(식 중, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R12 ~ R16은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
일반식 (G5)에 있어서, R12 ~ R16은 수소, 또는 플루오르기, 또는 트리플루오르메틸기인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, NTSC(National Television Standards Committee)에서 규정한 적색의 색도(즉, (x, y) = (0.67, 0.33)) 부근의 적색 발광을 얻을 수 있다.
다음으로, 상기의 일반식 (G0)에 있어서의 Z가 수소, 또는 알킬기, 또는 알콕시기인 경우, 본 발명의 유기 금속착체는 하기 일반식 (G6)으로 나타내는 구조를 가진다. 따라서, 본 발명의 또 다른 구성은, 하기 일반식 (G6)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00008
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
본 발명의 유기 금속착체를 승화, 정제 등의 목적으로 증발시킨다는 것을 고려하면, 분자량의 증대에 의한 증발 온도의 상승을 억제하기 위해서, 상기의 일반식 (G6)에 있어서, 방향족 탄화수소기 A는 치환 또는 무치환의 1,2-페닐렌기인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 보다 바람직한 구성은, 하기 일반식 (G7)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00009
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R3 ~ R6은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오 르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
보다 바람직한 구성은, 상기의 일반식 (G6)에 있어서, 방향족 탄화수소기 A가 무치환의 페닐렌기인 경우다. 따라서, 본 발명의 보다 바람직한 구성은, 하기 일반식 (G8)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00010
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
또한, 일반식 (G8)에 있어서, Ar1을 치환 또는 무치환의 페닐기로 함으로써 색순도가 뛰어나고, 시감 효율(cd/A)도 높은 적색 발광을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 보다 바람직한 구성은, 하기 일반식 (G9)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체다.
Figure 112007022321427-pat00011
(식 중, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R12 ~ R16은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
일반식 (G9)에 있어서, R12 ~ R16은 각각 수소, 또는 플루오르기, 또는 트리플루오르메틸기인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, NTSC(National Television Standards Committee)에서 규정한 적색의 색도(즉, (x, y) = (0.67, 0.33)) 부근의 적색 발광을 얻을 수 있다.
상기의 일반식 (G0)으로 나타내는 피라진 유도체에 있어서의 R1이 수소 또는 메틸기인 경우, 상기 피라진 유도체는 입체 장해가 줄어들고 금속이온으로 오르토 금속화되기 쉬워, 합성의 수율의 관점에서 바람직하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구성은, 전술한 일반식 (G1) ~ (G9)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체에 있어서, R1이 수소 또는 메틸기인 유기 금속착체다.
여기에서, 상기의 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G10)으로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00012
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G2)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G11)로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람 직하다.
Figure 112007022321427-pat00013
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Ar1 및 Ar2는 각각, 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G3)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G12)로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00014
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R3 ~ R11은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G4)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G13)으로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00015
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G5)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G14)로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00016
(식 중, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R12 ~ R16은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
일반식 (G14)에 있어서, R12 ~ R16은 수소, 또는 플루오르기, 또는 트리플루오르메틸기인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, NTSC(National Television Standards Committee)에서 규정한 적색의 색도(즉, (x, y) = (0.67, 0.33)) 부근의 적색 발광을 얻을 수 있다.
상기의 일반식 (G6)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G15)로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00017
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G7)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체 적으로는, 하기 일반식 (G16)으로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00018
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R3 ~ R6은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G8)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G17)로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00019
(식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기의 일반식 (G9)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체로서, 더 구체적으로는, 하기 일반식 (G18)로 나타내는 유기 금속착체가 합성이 용이하므로 바람직하다.
Figure 112007022321427-pat00020
(식 중, R1 및 R2는 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, R12 ~ R16은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기, 또는 할로겐기, 또는 트리플루오르메틸기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
일반식 (G18)에 있어서, R12 ~ R16은 수소, 또는 플루오르기, 또는 트리플루오르메틸기인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, NTSC(National Television Standards Committee)에서 규정한 적색의 색도(즉, (x, y) = (0.67, 0.33)) 부근의 적색 발광을 얻을 수 있다.
상기의 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체에 있어서의 R1이 수소 또는 메틸기인 경우, 상기 피라진 유도체는 입체 장해가 줄어들고 금속이온으로 오르토 금속화되기 쉬워, 합성의 수율의 관점에서 바람직하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구성은, 전술한 일반식 (G10) ~ (G18)로 나타내는 유기 금속착체에 있어서, R1이 수소 또는 메틸기인 유기 금속착체다.
상기의 모노 음이온성 배위자 L은, β-디케톤 구조를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 카르복실기를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 페놀성 수산기를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 2개의 배위 원소가 모두 질소인 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자 중 어느 하나가, 배위능력이 높기 때문에 바람직하다. 특히 바람직하게는, 모노 음이온성 배위자 L은 하기의 구조식 (L1) ~ (L8)에 나타내는 모노 음이온성 배위자다. 이들 배위자는, 배위능력이 높고, 또한, 저렴하게 입수할 수 있으므로 효과적이다.
Figure 112007022321427-pat00021
보다 효율적으로 인광 발광시키기 위해서는, 중원자 효과의 관점에서, 중심금속으로는 무거운 금속이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는, 전술한 본 발명의 유기 금속착체에 있어서, 중심금속 M이 이리듐 또는 백금인 것을 특징으로 한다. 그 중에서도, 중심금속 M을 이리듐으로 하면, 유기 금속착체의 내열성이 향상된다. 따라서 중심금속 M은 특히 이리듐으로 하는 것이 바람직하다.
상기의 일반식 (G1) ~ (G9)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체(즉, 상 기의 일반식 (G10) ~ (G18)로 나타내는 유기 금속착체도 포함한다)에 있어서, 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체가 금속이온으로 오르토 금속화되어 있는 배위구조가, 인광 발광에 크게 기여한다. 따라서, 본 발명의 또 다른 구성은, 이상에 서술한 바와 같은 유기 금속착체를 포함한 발광재료다.
또한, 본 발명의 유기 금속착체는 인광 발광할 수 있으므로, 즉 삼중항 여기에너지를 발광으로 변환할 수 있으므로, 발광소자에 적용함으로써 고효율화가 가능해 지고, 대단히 효과적이다. 따라서 본 발명은, 본 발명의 유기 금속착체를 사용한 발광소자도 포함하는 것으로 한다.
이때, 본 발명의 유기 금속착체는, 발광 물질로 이용하면 발광 효율의 측면에서 효과적이다. 따라서 본 발명은, 본 발명의 유기 금속착체를 발광 물질로 사용한 발광소자인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 가지고, 본 발명의 유기 금속착체를 금속착체 내에 분산되게 한 구성의 발광소자인 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속착체는, 아연착체인 것이 바람직하다.
이렇게 하여 얻어진 본 발명의 발광소자는 높은 발광 효율이 실현되므로, 이것을 발광소자로 사용한 발광장치(화상표시 디바이스나 발광 디바이스)로 저소비 전력을 실현할 수 있다. 따라서 본 발명은, 본 발명의 발광소자를 사용한 발광장치나 전자기기도 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 발광장치는, 한 쌍의 전극 사이에 발광 물질을 포함한 층을 가지고, 발광 물질을 포함한 층에, 상기의 유기 금속착체를 포함한 발광소자와, 발광소자의 발광을 제어하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에 있어 서의 "발광장치"는, 발광소자를 사용한 화상표시 디바이스 혹은 발광 디바이스를 포함한다. 또한, 발광소자에 코넥터, 예를 들면, 이방 도전성 필름 혹은 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 혹은 TCP(Tape Carrier Package)가 부착된 모듈, TAB테이프나 TCP의 단부에 인쇄회로기판이 설치된 모듈, 또는 발광소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 IC(집적회로)가 직접 설치된 모듈도 모두 발광장치에 포함하는 것으로 한다. 또한, 조명 기구 등에 사용되는 발광장치도 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 전자기기는, 표시부를 가지고, 표시부는, 전술한 발광소자와 발광소자의 발광을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
[실시예]
이하에서는, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조해서 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않는 한 그 형태 및 상세한 내용을 다양하게 변경할 수 있다는 것은, 당업자라면 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예의 기재 내용에 한정해서 해석되지 않는다.
(실시예 1)
본 실시예 1에서는, 본 발명의 유기 금속착체에 관하여 설명한다.
<일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체의 합성법>
본 발명의 유기 금속착체는, 하기 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체가, 9족 또는 10족의 금속이온으로 오르토 금속화함으로써, 유기 금속착체를 형성한다.
Figure 112007022321427-pat00022
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다.)
이하, 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체의 합성법에 대해서, 일반식 (G0) 중의 Z가 아릴기인 경우(하기 일반식 (G0-1))와, Z가 수소, 또는 알킬기, 또는 알콕시기인 경우(하기 일반식 (G0-2))로 나누어서 설명한다.
Figure 112007022321427-pat00023
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Ar1 및 Ar2는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다.)
Figure 112007022321427-pat00024
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1 및 R2는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다.)
우선, 일반식 (G0-1)로 나타내는 피라진 유도체는, 이하와 같은 간단한 합성 스킴에 의해 합성할 수 있다. 예를 들면, 하기 스킴 (a)로 나타낸 바와 같이, 피라진 유도체(A1)와, 아릴리튬 또는 브롬화 아릴마그네슘 화합물(A2)을 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 또는, 하기 스킴 (a')로 나타낸 바와 같이, 피라진 유도체(A1')와, 아릴리튬 또는 브롬화 아릴마그네슘 화합물(A2')을 반응시킴으로써 얻을 수 있다.
Figure 112007022321427-pat00025
Figure 112007022321427-pat00026
한편, 일반식 (G0-2)로 나타내는 피라진 유도체는, 이하와 같은 간단한 합성 스킴에 의해 합성할 수 있다. 예를 들면, 하기 스킴 (a")로 나타낸 바와 같이, 피라진 유도체(A1")와, 아릴리튬 또는 브롬화 아릴마그네슘 화합물(A2")을 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 또는, A = Ar1 및 R1 = R2 = H인 경우에는, 아렌의 α-할로 케톤(하기구조식 (A3))을 NH3으로 처리하고, 아렌의 α-아미노 케톤의 자기축합을 경유해서 얻을 수 있다. 이때, 구조식 (A3) 중, X는 할로겐 원소를 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00027
Figure 112007022321427-pat00028
상기의 화합물(A1), (A2), (A1'),（A2'),（A1"),（A2"),（A3)은, 여러 가지 종류가 시판되고 있거나, 합성이 가능하므로, 상기의 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체는 수많은 종류를 합성할 수 있다.
<일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 본 발명의 유기 금속착체의 합성법>
다음으로, 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체를 오르토 금속화해서 형성되는 본 발명의 유기 금속착체, 즉 하기 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체에 관하여 설명한다.
Figure 112007022321427-pat00029
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다.)
우선, 하기 합성 스킴 (b)에 나타낸 바와 같이, 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체와, 할로겐을 포함한 9족 또는 10족의 금속화합물(금속 할로겐화물이나 금속착체)을 적절한 용매 내에서 가열함으로써, 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 본 발명의 유기 금속착체의 일종인 복핵착체(B)를 얻을 수 있다. 할로겐을 포함한 9족 또는 10족의 금속화합물로는, 염화로듐 수화물, 염화팔라듐, 염화이리듐 수화물, 염화이리듐 수화물 염산염, 테트라 클로로 백금(II)산 칼륨 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되지 않는다. 또한, 스킴 (b)에서, M은 제9족 원소 또는 제10족 원소, X는 할로겐 원소를 나타낸다. 또한, M이 제9족 원소일 때에는 n = 2, M이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.
Figure 112007022321427-pat00030
또한, 하기 합성 스킴 (c')에 나타낸 바와 같이, 복핵착체(B)와 일반식 (G0)로 나타내는 피라진 유도체를, 글리세롤 등의 고비점 용매 내에서 200도 정도의 고온으로 가열함으로써, 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 본 발명의 유기 금속착체의 일종(C')을 얻을 수 있다. 또한, 하기 합성 스킴 (c")에 나타낸 바와 같이, 복핵착체(B)와, 페닐피리딘과 같은 오르토 금속화 가능한 화합물(보다 일반적으로는, 시클로 금속화 가능한 화합물)을, 글리세롤 등의 고비점 용매 내에서 200도 정도의 고온으로 가열함으로써, 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 본 발명의 유기 금속착체의 일종(C")을 얻을 수 있다. 스킴 (c') 및 (c")에서는, M은 제9족 원소 또는 제10족 원소, X는 할로겐 원소를 나타낸다. 또한, M이 제9족 원소일 때에는 n = 2, M이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.
Figure 112007022321427-pat00031
Figure 112007022321427-pat00032
<일반식 (G10)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체의 합성법>
여기에서, 전술한 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체 중에서도, 바람직한 구체적인 예인 하기 일반식 (G10)으로 나타내는 유기 금속착체에 관하여 설명한다.
Figure 112007022321427-pat00033
(식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미한다. 또한, Z는 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 또는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미한다. 또한, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기 중 어느 하나를 의미한다. 또한, M은 중심금속이며, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다. 또한, 상기 중심금속이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.)
상기 일반식 (G10)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체는, 하기 스킴 (c)에 의해 합성할 수 있다. 즉, 상기의 스킴 (b)에서 얻어지는 복핵착체(B)와, 모노 음이온성 배위자 L의 원료인 HL를 반응시킴으로써, HL의 양성자가 탈리해서 중심금속 M으로 배위한다. 이런 식으로, 일반식 (G10)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체를 얻을 수 있다. 또한, 스킴 (c)에서, M은 제9족 원소 또는 제10족 원소, X는 할로겐 원소를 나타낸다. 또한, M이 제9족 원소일 때에는 n = 2, M이 제10족 원소 일 때에는 n = 1이다.
Figure 112007022321427-pat00034
<일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 본 발명의 유기 금속착체, 및 일반식 (G10)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체의 구체적인 구조식>
다음으로, 전술한 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 본 발명의 유기 금속착체, 및 일반식 (G10)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체의 구체적인 구조식을 개시한다.
중심금속인 M은, 제9족 원소 및 제10족 원소로부터 선택되지만, 발광 효율의 측면에서는 이리듐(III) 및 백금(II)이 바람직하다. 특히, 이리듐(III)을 사용하면 열적으로 안정적이므로 바람직하다.
다음으로, 하기 일반식 (G1) 및 (G10)에 있어서, 파선으로 둘러싸인 배위자 부분 P에 관하여 설명한다. M은 앞서 서술한 바와 같이, 제9족 원소, 또는 제10족 원소 중 어느 하나를 나타낸다. L은 모노 음이온성 배위자를 나타낸다(구체적인 예는 후술). 또한, M이 제9족 원소일 때에는 n = 2이며, 제10족 원소일 때에는 n = 1이다.
Figure 112007022321427-pat00035
방향족 탄화수소기 A의 구체적인 예로는, 치환기 또는 무치환의 1,2-페닐렌기, 1,2-나프틸렌기, 2,3-나프틸렌기, 스피로플루오렌-2,3-디일기, 9,9-디메틸플루오렌-2,3-디일기와 같은 9,9-디알킬플루오렌-2,3-디일기 등을 적용할 수 있다. 특히, 방향족 탄화수소기 A로서 치환 또는 무치환의 1,2-페닐렌기를 사용함으로써 분자량의 증대에 의한 증발 온도의 상승을 억제할 수 있으므로, 본 발명의 유기 금속착체를 승화, 정제 등의 목적으로 증발시키는 경우 효과적이다. 상기 1,2-페닐렌기 가 치환기를 가질 경우, 그 치환기로서 더 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기 등의 알킬기나, 메톡시기·에톡시기, 이소프로폭시기, tert-부톡시기 등의 알콕시기나, 페닐기, 4-비페닐일기 등의 아릴기나, 플루오르기 등의 할로겐기나, 트리플루오르메틸기를 들 수 있다. 또한, 방향족 탄화수소기 A의 구체적인 예 중에서도 특히 무치환의 1,2-페닐렌기가 바람직하다.
치환기 Z의 구체적인 예로는, 치환 또는 무치환의 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 스피로플루오렌-2-일기, 9,9-디메틸플루오렌-2-일기와 같은 9,9-디알킬플루오렌-2-일기 등, 각종 아릴기를 적용할 수 있다. 이 경우 특히, 치환기 Z를, 치환 또는 무치환의 페닐기로 함으로써 분자량의 증대에 의한 증발 온도의 상승을 억제할 수 있으므로, 본 발명의 유기 금속착체를 승화, 정제 등의 목적으로 증발시키는 경우 효과적이다. 상기 페닐기가 치환기를 가질 경우, 그 치환기로서 더 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기 등의 알킬기나, 메톡시기·에톡시기, 이소프로폭시기, tert-부톡시기 등의 알콕시기나, 페닐기, 4-비페닐일기 등의 아릴기나, 플루오르기 등의 할로겐기나, 트리플루오르메틸기를 들 수 있다. 또한, 치환기 Z가 아릴기인 경우, 구체적인 예 중에서도 특히 무치환의 페닐기가 바람직하다. 또한, 치환기 Z는, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기 등의 알킬기나, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기, tert-부톡시기 등의 알콕시기로 해도 된다. 또한, 치환기 Z는 수소로 해도 된다.
아릴기 Ar1의 구체적인 예로는, 치환 또는 무치환의 페닐기, 1-나프틸기, 2- 나프틸기, 스피로플루오렌-2-일기, 9,9-디메틸플루오렌-2-일기와 같은 9,9-디알킬플루오렌-2-일기 등을 적용할 수 있다. 특히, 아릴기 Ar1을, 치환 또는 무치환의 페닐기로 함으로써 색순도가 뛰어나고, 시감 효율(cd/A)도 높은 적색 발광을 얻을 수 있다. 상기 페닐기가 치환기를 가질 경우, 그 치환기로서 더 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기 등의 알킬기나, 메톡시기·에톡시기, 이소프로폭시기, tert-부톡시기 등의 알콕시기나, 페닐기, 4-비페닐일기 등의 아릴기나, 플루오르기 등의 할로겐기나, 트리플루오르메틸기를 들 수 있다.
방향족 탄화수소기 A가 무치환의 1,2-페닐렌기인 경우, 아릴기 Ar1을 무치환의 페닐기, 또는 플루오르기로 치환된 페닐기, 또는 트리플루오르메틸기로 치환된 페닐기로 함으로써 NTSC(National Television Standards Committee)에서 규정한 적색의 색도(즉, (x, y) = (0.67, 0.33)) 부근의 적색 발광을 얻을 수 있으므로, 바람직하다.
치환기 R1의 구체적인 예로는, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기 등의 알킬기, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기, tert-부톡시기 등의 알콕시기를 들 수 있다. 다만, R1이 수소 또는 메틸기인 경우, 배위자 부분 P의 입체 장해가 줄어들고 금속이온으로 오르토 금속화되기 쉬워, 합성의 수율의 관점에서 바람직하다.
상기의 일반식 (G0) 및 (G10)에 있어서의 배위자 부분 P의 구조로서, 더 구 체적으로는, 하기 배위자군 1 ~ 9에 나타낸 어느 하나의 구조를 적용할 수 있다. 다만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다. 또한, 도면 중의 α는 중심금속 M과 결합하고 있는 탄소의 위치를 의미한다. 또한, β는 중심금속 M에 배위하고 있는 질소의 위치를 의미한다.
Figure 112007022321427-pat00036
Figure 112007022321427-pat00037
Figure 112007022321427-pat00038
Figure 112007022321427-pat00039
Figure 112007022321427-pat00040
Figure 112007022321427-pat00041
Figure 112007022321427-pat00042
Figure 112007022321427-pat00043
Figure 112007022321427-pat00044
다음으로, 상기의 일반식 (G10)에 있어서의 모노 음이온성 배위자 L에 관하여 설명한다. 모노 음이온성 배위자 L은, β-디케톤 구조를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 카르복실기를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 페놀성 수산기를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 2개의 배위 원소가 모두 질소인 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자 중 어느 하나가 배위능력이 높아 바람직하다. 더 구체적으로는, 이하의 구조식 (L1) ~ (L8)에 나타내는 모노 음이온성 배위자를 들 수 있지만, 이것들에 한정되지 않는다.
Figure 112007022321427-pat00045
이상 서술한 바와 같은 중심금속 M, 배위자군 1 ~ 9, 모노 음이온성 배위자 L를 적절히 조합함으로써, 본 발명의 유기 금속착체가 구성된다. 이하에서는, 본 발명의 유기 금속착체의 구체적인 구조식을 열거한다(하기 구조식 (1) ~ (44)). 다만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.
Figure 112007022321427-pat00046
Figure 112007022321427-pat00047
Figure 112007022321427-pat00048
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Figure 112007022321427-pat00050
Figure 112007022321427-pat00051
상기 구조식 (1) ~ (44)로 나타내는 유기 금속착체에는, 배위자의 종류에 따라서는 기하이성체와 입체이성체가 존재할 수 있지만, 본 발명의 유기 금속착체에는 이러한 이성체도 모두 포함된다.
또한, 구조식 (43)으로 표시되는 유기 금속착체 및 구조식 (44)로 표시되는 유기 금속착체는, facial체와 meridional체의 2개의 기하이성체가 존재한다. 본 발명의 유기 금속착체에는 그 2개의 이성체 모두 포함된다.
이상에 설명한 본 발명의 유기 금속착체는, 항간 교차가 가능하므로 광증감제로서 이용할 수 있다. 또한, 인광 발광이 가능하다. 따라서, 본 발명의 유기 금속착체는 발광재료나 발광소자의 발광 물질로서 이용할 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예 2에서는, 실시예 1에서 서술한 본 발명의 유기 금속착체를 발광 물질로 사용한 발광소자의 형태에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 제1 전극(101)과 제2 전극(102) 사이에 발광층(113)을 가지는 발광소자를 나타낸 도면이다. 그리고, 발광층(113)에는, 이전의 실시예 1에서 서술한 바와 같은 본 발명의 유기 금속착체가 포함되어 있다.
이러한 발광소자에 전압을 인가함으로써, 제1 전극(101) 측으로부터 주입된 정공과 제2 전극(102) 측으로부터 주입된 전자가, 발광층(113)에서 재결합하고, 본 발명의 유기 금속착체를 여기 상태로 한다. 그리고, 여기 상태의 상기 유기 금속착체가 기저 상태에 되돌아올 때에 발광한다. 이렇게, 본 발명의 유기 금속착체는 발광소자의 발광 물질로서 기능한다. 또한, 본 실시예 2의 발광소자에 있어서, 제1 전극(101)은 양극으로서 기능하고, 제2 전극(102)은 음극으로서 기능한다.
여기에서, 발광층(113)은, 본 발명의 유기 금속착체를 포함하고 있다. 발광층(113)의 구성은, 본 발명의 유기 금속착체보다 큰 삼중항 여기에너지를 가지는 물질을 호스트로 사용하고, 본 발명의 유기 금속착체가 게스트로서 분산되어서 이루어진 층인 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명의 유기 금속착체로부터의 발광이, 농도에 기인해서 소광하는 것을 막을 수 있다. 이때, 삼중항 여기에너지는, 기저 상태와 삼중항 여기 상태의 에너지 차이다.
본 발명의 유기 금속착체를 분산 상태로 하기 위해서 사용하는 물질(즉 호스트)에 특별히 한정은 없다. 2,3-비스(4-디페닐아미노페닐)퀴녹살린(약칭:TPAQn), 4,4'－비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB)과 같은 아릴아민 골격을 가지는 화합물 외에도, 4,4'－디(N-카르바졸일)비페닐(약칭:CBP), 또는 4,4',4"－ 트리스(N-카르바졸일)트리페닐아민(약칭:TCTA) 등의 카르바졸 유도체나, 비스[2-(2-히드록시페닐)피리디나토]아연(약칭:Znpp2), 비스[2-(2-히드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭:Zn(PBO)2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq), 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq3) 등의 금속착체인 것이 바람직하다. 또한, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭:PVK)과 같은 고분자 화합물을 사용할 수도 있다. 특히, 비스[2-(2-히드록시페닐)피리디나토]아연(약칭:Znpp2), 비스[2-(2-히드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭:ZnBOX), 또는 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq) 등의 금속착체를 사용하면, 본 발명의 유기 금속착체는 효율적으로 발광할 수 있다. 아연착체를 사용하는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 유기 금속착체는, 적색 발광이 가능하므로, 적색 발광하는 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 금속착체는 발광 효율이 높으므로, 발광 효율이 높은 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 시감 효율(cd/A)이 높고 적색 발광하는 발광소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 발광소자는 발광 효율이 높으므로, 소비 전력을 저감할 수 있다.
제1 전극(101)에 특별히 한정은 없지만, 본 실시예 2와 같이, 제1 전극(101)이 양극으로서 기능할 때에는 일함수가 큰 물질로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 인듐주석 산화물(ITO), 또는 산화 규소를 포함한 인듐주석 산화물(ITSO), 2 ~ 20wt%의 산화아연을 포함한 산화인듐(IZO) 외에도, 금(Au), 백 금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 등을 사용할 수 있다. 또한, 제1 전극(101)은, 예를 들면, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
또한, 제2 전극(102)에 특별히 한정은 없지만, 본 실시예 2와 같이, 제2 전극(102)이 음극으로서 기능할 때에는 일함수가 작은 물질로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 알루미늄(Al)이나 인듐(In) 외에도, 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리금속, 마그네슘(Mg)이나 칼슘(Ca) 등의 알칼리토금속, 에르븀(Er)이나 이테르븀(Yb) 등의 희토금속을 사용할 수 있다. 또한, 알루미늄-리튬 합금(AlLi)이나 마그네슘-은 합금(MgAg)과 같은 합금을 사용할 수도 있다. 또한, 제2 전극(102)은 예를 들면, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
발광한 빛을 외부로 추출하기 위해서, 제1 전극(101)과 제2 전극(102)의 어느 하나 또는 모두, ITO 등의 가시광선을 투과하는 도전막으로 이루어진 전극, 또는 가시광선을 투과할 수 있도록 수 ~ 수십 nm의 두께로 형성된 전극인 것이 바람직하다.
또한, 제1 전극(101)과 발광층(113) 사이에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 정공수송층(112)을 형성해도 된다. 여기에서, 정공수송층은, 제1 전극(101)으로부터 주입된 정공을 발광층(113)에 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이렇게 정공수송층(112)을 설치하고, 제1 전극(101)과 발광층(113)을 떼어 놓음으로써, 발광이 금속에 기인해서 소광하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 정공수송층(112)은 반드시 설 치하지 않아도 된다.
정공수송층(112)을 구성하는 물질에 대해서 특별히 한정은 없지만, 대표적으로는, 4,4'－비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB), 4,4'－비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:TPD), 4,4'－비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:DFLDPBi), 4,4', 4"－트리스(N, N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭:TDATA), 또는 4,4', 4"－트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭:m-MTDATA) 등의 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 폴리(4-비닐 트리페닐아민)(약칭:PVTPA) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
또한, 정공수송층(112)은, 2층 이상의 층을 적층해서 형성된 다층구조로 해도 된다. 또는 2종류 이상의 물질을 혼합해서 형성해도 된다.
또한, 제2 전극(102)과 발광층(113) 사이에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전자수송층(114)을 형성해도 된다. 여기에서, 전자수송층은, 제2 전극(102)로부터 주입된 전자를 발광층(113)에 수송하는 기능을 갖는 층이다. 이렇게, 전자수송층(114)을 설치하고, 제2 전극(102)과 발광층(113)을 떼어 놓음으로써, 발광이 금속에 기인해서 소광하는 것을 막을 수 있다. 다만, 전자수송층(114)은 반드시 설치하지 않아도 된다.
전자수송층(114)을 구성하는 물질에 특별히 한정은 없다. 대표적으로는, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭:BeBq2), 비스(2- 메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq), 비스[2-(2-히드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭:ZnBOX), 또는 비스[2-(2-히드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭:Zn(BTZ)2) 등의 금속착체를 들 수 있다. 또한, 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭:PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭:OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐일)-1,2,4-트리아졸(약칭:TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐일)-1,2,4-트리아졸(약칭:p-EtTAZ), 바소페난스롤린(약칭:BPhen), 바소쿠프로인(약칭:BCP), 4,4'－비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤(약칭:BzOs) 등의 복소 방향족 화합물도 사용할 수 있다. 또한, 폴리(2,5-피리딘-디일)(약칭:PPy)과 같은 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
또한, 전자수송층(114)은 2층 이상의 층을 적층해서 형성된 다층구조로 해도 된다. 또한, 2종류 이상의 물질을 혼합해서 형성해도 된다.
또한, 제1 전극(101)과 정공수송층(112) 사이에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 정공주입층(111)을 형성해도 된다. 여기에서, 정공주입층은, 양극으로서 기능하는 전극으로부터 정공수송층(112)으로의 정공의 주입을 보조하는 기능을 갖는 층이다. 다만, 정공주입층(111)은 반드시 설치하지 않아도 된다.
정공주입층(111)을 구성하는 물질에 특별히 한정은 없다. 바나듐 산화물(VOx), 니오브 산화물(NbOx), 탄탈 산화물(TaOx), 크롬 산화물(CrOx), 몰리브덴 산화물(MoOx), 텅스텐 산화물(WOx), 망간 산화물(MnOx), 레늄 산화물(ReOx), 루테 늄 산화물(RuOx) 등의 금속 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 프탈로시아닌(약칭:H2Pc)이나 구리 프탈로시아닌(CuPC) 등의 프탈로시아닌 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 전술한 정공수송층(112)을 구성하는 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 폴리(에틸렌디옥시티오펜)과 폴리(스티렌 술폰산)의 혼합물(약칭:PEDOT/PSS)과 같은 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
정공주입층(111)에, 유기 화합물과 전자수용체를 혼합해서 이루어진 복합재료를 사용해도 된다. 이러한 복합재료는, 전자수용체에 의해 유기 화합물에 정공이 발생하므로, 정공주입성 및 정공수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로는, 발생한 정공의 수송이 우수한 재료인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 전술한 정공수송층(112)을 구성하는 물질(방향족 아민 화합물 등)을 사용할 수 있다. 전자수용체로는, 유기 화합물에 대하여 전자수용성을 나타내는 물질이면 된다. 구체적으로는, 전이금속 산화물인 것이 바람직한데, 예를 들면, 바나듐 산화물(VOx), 니오브 산화물(NbOx), 탄탈 산화물(TaOx), 크롬 산화물(CrOx), 몰리브덴 산화물(MoOx), 텅스텐 산화물(WOx), 망간 산화물(MnOx), 레늄 산화물(ReOx), 루테늄 산화물(RuOx) 등을 들 수 있다. 또한, 염화철(III), 염화알루미늄(III)과 같은 루이스산을 사용할 수도 있다. 또한, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오르퀴노디메탄(약칭:F4-TCNQ) 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다.
정공주입층(111)은, 2층 이상의 층을 적층해서 형성된 다층구조로 해도 된다. 또한, 2종류 이상의 물질을 혼합해서 형성해도 된다.
또한, 제2 전극(102)과 전자수송층(114) 사이에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전자주입층(115)을 형성해도 된다. 여기에서, 전자주입층은, 음극으로서 기능하는 전극으로 전자수송층(114)에 전자의 주입을 보조하는 기능을 갖는 층이다. 다만, 전자주입층(115)은 반드시 설치하지 않아도 된다.
전자주입층(115)을 구성하는 물질에 특별히 한정은 없다. 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 불화 칼슘(CaF2), 리튬 산화물(LiOx)과 같은 알칼리금속 화합물 또는 알칼리토금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 불화 에르븀(ErF3)과 같은 희토금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 전술한 전자수송층(114)을 구성하는 물질을 사용할 수도 있다.
전자주입층(115)에, 유기 화합물과 전자공여체를 혼합해서 이루어진 복합재료를 사용해도 된다. 이러한 복합재료는, 전자공여체에 의해 유기 화합물에 전자가 발생하므로, 전자주입성 및 전자수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로는, 발생한 전자의 수송이 우수한 재료인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 전술한 전자수송층(114)을 구성하는 물질(금속착체나 복소 방향족 화합물 등)을 사용할 수 있다. 전자공여체로는, 유기 화합물에 대하여 전자공여성을 나타내는 물질로 하면 된다. 구체적으로는, 알칼리금속이나 알칼리토금속이나 희토금속이 바람직한데, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 또는 이테르븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리금속 산화물이나 알칼리토금속 산화물이 바람직한데, 리튬 산화물(LiOx), 칼슘 산화물(CaOx), 바륨 산화물(BaOx) 등을 들 수 있다. 또한, 산화마그네슘과 같은 루이스염기를 사용할 수도 있다. 또한, 테트라치아풀발렌(약칭:TTF) 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다.
이상에 서술한 본 발명의 발광소자에 있어서, 정공주입층(111), 정공수송층(112), 발광층(113), 전자수송층(114), 전자주입층(115)은, 각각, 증착법, 또는 잉크젯법, 또는 도포법 등, 어느 방법으로 형성해도 상관없다. 또한, 제1 전극(101) 또는 제2 전극(102)도 스퍼터링법, 증착법, 잉크젯법, 또는 도포법 등, 어느 방법을 이용해서 형성해도 상관없다.
(실시예 3)
본 발명의 발광소자는, 복수의 발광층을 가지는 것으로 해도 된다. 복수의 발광층을 설치하고, 각각의 발광층으로부터 발광시킴으로써 복수의 발광이 혼합된 발광을 얻을 수 있다. 따라서, 예를 들면, 백색광을 얻을 수 있다. 본 실시예 3에서는, 복수의 발광층을 가지는 발광소자의 형태에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에 있어서, 제1 전극(201)과 제2 전극(202) 사이에는, 제1 발광층(213)과 제2 발광층(215)이 설치되어 있다. 제1 발광층(213)에서의 발광과 제2 발광층(215)에서의 발광이 혼합된 발광을 얻을 수 있다. 제1 발광층(213)과 제2 발광층(215) 사이에는, 분리층(214)을 가지는 것이 바람직하다.
제1 전극(201)의 전위가 제2 전극(202)의 전위보다 높아지도록 전압을 인가하면, 제1 전극(201)과 제2 전극(202) 사이에 전류가 흐르고, 제1 발광층(213) 또는 제2 발광층(215) 또는 분리층(214)에서 정공과 전자가 재결합한다. 발생한 여기 에너지는, 제1 발광층(213)과 제2 발광층(215)으로 분배되어, 제1 발광층(213)에 포함된 제1 발광 물질과 제2 발광층(215)에 포함된 제2 발광 물질을 여기 상태로 한다. 그리고, 여기 상태로 된 제1 발광 물질과 제2 발광 물질은, 각각 기저 상태로 되돌아올 때에 발광한다.
제1 발광층(213)에는, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌(약칭:TBP), 4,4'－비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭:DPVBi), 4,4'－비스[2-(N-에틸카르바졸-3-일)비닐]비페닐(약칭:BCzVBi), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq), 또는 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)갈륨 염화물(Gamq2Cl) 등의 형광성 화합물이나, 비스{2-[3,5-비스(트리플루오르메틸)페닐]피리디나토-N, C2'｝이리듐(III)피콜리나토(약칭:Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4,6-디플루오르페닐)피리디나토-N, C2']이리듐(III)아세틸아세토나토(약칭:FIr(acac)), 비스[2-(4,6-디플루오르페닐)피리디나토-N, C2']이리듐(III)피콜리나토(약칭:FIrpic), 또는 비스[2-(4,6-디플루오르페닐)피리디나토-N, C2']이리듐(III)테트라(1-피라졸릴)보레이트(약칭:FIr6) 등의 인광성 화합물로 대표되는 제1 발광 물질이 포함되고, 450 ~ 510nm에 발광스펙트럼의 피크를 가지는 발광(즉, 청색 ~ 청록색)을 얻을 수 있다. 또한, 제1 발광층(213)의 구성은, 제1 발광 물질이 형광성 화합물인 경우, 제1 발광 물질보다 큰 단일항 여기에너지를 가지는 물질을 제1 호스트로 사용하고, 제1 발광 물질이 게스트로서 분산되어서 이루어진 층인 것이 바람직하다. 또한, 제1 발 광 물질이 인광성 화합물인 경우, 제1 발광 물질보다 큰 삼중항 여기에너지를 가지는 물질을 제1 호스트로 사용하고, 제1 발광 물질이 게스트로서 분산되어서 이루어진 층인 것이 바람직하다. 제1 호스트로는, 전술한 NPB, CBP, TCTA 등 이외에도, 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭:DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭:t-BuDNA) 등을 사용할 수 있다. 이때, 단일항 여기에너지는, 기저 상태와 단일항 여기 상태 사이의 에너지 차이다. 또한, 삼중항 여기에너지는, 기저 상태와 삼중항 여기 상태 사이의 에너지 차이다.
한편, 제2 발광층(215)은, 본 발명의 유기 금속착체를 포함하고, 적색의 발광을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 금속착체는, 높은 발광 효율을 나타내므로, 발광 효율이 높은 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 소비 전력이 저감된 발광소자를 얻을 수 있다.
제2 발광층(215)의 구성은, 실시예 2에서 서술한 발광층(113)과 유사한 구성으로 하면 된다.
또한, 분리층(214)은, 구체적으로는, 전술한 TPAQn, NPB, CBP, TCTA, Znpp2, ZnBOX 등을 사용해서 형성할 수 있다. 이렇게, 분리층(214)을 설치함으로써, 제1 발광층(213)과 제2 발광층(215) 중 어느 한쪽의 발광 강도가 다른 쪽보다 강해지는 결함을 방지할 수 있다. 다만, 분리층(214)은 필수적이지 않고, 제1 발광층(213)의 발광 강도와 제2 발광층(215)의 발광 강도의 비율을 조절하기 위해서, 적절히 설치하면 된다.
본 실시예 3에서는, 제2 발광층(215)에 본 발명의 유기 금속착체를 사용하고, 제1 발광층(213)에 다른 발광 물질을 적용했지만, 반대로 제1 발광층(213)에 본 발명의 유기 금속착체를 사용하고, 제2 발광층(215)에 다른 발광 물질을 적용해도 된다.
본 실시예 3에서는, 도 2와 같이 2개의 발광층이 설치된 발광소자에 대해 기재하였지만, 발광층의 층수는 2개로 한정되지 않고, 예를 들면, 3개 설치해도 된다. 그리고, 각각의 발광층으로부터의 발광이 혼합될 수 있다. 그 결과, 예를 들면, 백색광을 얻을 수 있다.
또한, 제1 전극(201)은, 앞서 실시예 2에서 서술한 제1 전극(101)과 유사한 구성으로 하면 된다. 또한, 제2 전극(202)도, 앞서 실시예 2에서 서술한 제2 전극(102)과 유사한 구성으로 하면 된다.
본 실시예 3에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 정공주입층(211), 정공수송층(212), 전자수송층(216), 전자주입층(217)을 설치한다. 이들 층의 구성도, 앞서 실시예 2에서 서술한 각층의 구성을 적용하면 된다. 다만, 이들 층은 필수적이지 않고, 소자의 특성에 따라 적절히 설치하면 된다.
(실시예 4)
본 실시예 4에서는, 복수의 발광층을 설치하고, 실시예 3과는 다른 소자구조로 각각의 발광층으로부터 발광시키는 발광소자를 예시한다. 따라서, 본 실시예 4에서도, 복수의 발광이 혼합된 발광을 얻을 수 있다. 즉, 예를 들면, 백색광을 얻을 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3의 발광소자에서는, 제1 전극(301)과 제2 전극(302) 사이에, 제1 발광층(313)과 제2 발광층(323)을 설치한다. 또한, 제1 발광층(313)과 제2 발광층(323) 사이에는, 전하발생층으로서 N층(315) 및 P층(321)을 설치한다.
N층(315)은 전자를 발생하는 층이며, P층(321)은 정공을 발생하는 층이다. 제1 전극(301)의 전위가 제2 전극(302)의 전위보다 높아지도록 전압을 인가하면, 제1 전극(301)으로부터 주입된 정공과 N층(315)으로부터 주입된 전자가, 제1 발광층(313)에서 재결합하여, 제1 발광층(313)에 포함된 제1 발광 물질이 발광한다. 또한, 제2 전극(302)으로부터 주입된 전자와 P층(321)으로부터 주입된 정공이, 제2 발광층(323)에서 재결합하여, 제2 발광층(323)에 포함된 제2 발광 물질이 발광한다.
제1 발광층(313)은, 앞서 실시예 3에 있어서의 제1 발광층(213)과 유사한 구성으로 할 수 있고, 450 ~ 510nm에 발광스펙트럼의 피크를 가지는 발광(즉, 청색 ~ 청록색)을 얻을 수 있다. 제2 발광층(323)은, 앞서 실시예 3에 있어서의 제2 발광층(215)과 유사한 구성으로 할 수 있고, 본 발명의 유기 금속착체를 포함하고, 적색의 발광을 얻을 수 있다. 본 발명의 유기 금속착체는, 높은 발광 효율을 나타내므로, 발광 효율이 높은 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 소비 전력이 저감된 발광소자를 얻을 수 있다.
N층(315)은 전자를 발생시키는 층이므로, 실시예 2에서 서술한 유기 화합물과 전자공여체를 혼합해서 이루어진 복합재료를 사용해서 형성하면 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 전자를 제1 발광층(313) 측에 주입할 수 있다.
P층(321)은 정공을 발생시키는 층이므로, 실시예 2에서 서술한 유기 화합물과 전자수용체를 혼합해서 이루어진 복합재료를 사용해서 형성하면 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 정공을 제2 발광층(323) 측에 주입할 수 있다. 또한, P층(321)에는, MoOx, VOx, ITO, 또는 ITSO 등의 정공주입성이 우수한 금속산화물을 사용할 수도 있다.
본 실시예 4에서는, 도 3과 같이 2개의 발광층이 설치된 발광소자에 대해 기재하지만, 발광층의 층수는 2개로 한정되지 않고, 예를 들면, 3개로 해도 된다. 그리고, 각각의 발광층으로부터의 발광이 혼합되면 된다. 그 결과, 예를 들면, 백색광을 얻을 수 있다.
제1 전극(301)은, 앞서 실시예 2에서 서술한 제1 전극(101)과 유사한 구성으로 할 수 있다. 또한, 제2 전극(302)도, 앞서 실시예 2에서 서술한 제2 전극(102)과 유사한 구성으로 할 수 있다.
본 실시예 4에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 정공주입층(311), 정공수송층(312 및 322), 전자수송층(314 및 324), 전자주입층(325)을 설치하지만, 이들 층의 구성도, 앞서 실시예 2에서 서술한 각층의 구성을 적용하면 된다. 다만, 이들 층은 필수적이지 않고, 소자의 특성에 따라 적절히 설치하면 된다.
(실시예 5)
본 실시예 5에서는, 본 발명의 유기 금속착체를 증감제로 사용한 발광소자의 형태에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에는, 제1 전극(101)과 제2 전극(102) 사이에 발광층(113)을 가지는 발 광소자를 나타낸다. 그리고, 발광층(113)에는, 앞서 실시예 1에서 서술한 바와 같은 본 발명의 유기 금속착체와, 본 발명의 유기 금속착체보다 장파장의 빛을 방출할 수 있는 형광성 화합물이 포함되어 있다.
이러한 발광소자에서는, 제1 전극(101)로부터 주입된 정공과 제2 전극(102) 측으로부터 주입된 전자가, 발광층(113)에서 재결합하고, 형광성 화합물을 여기 상태로 한다. 그리고, 여기 상태의 형광성 화합물은 기저 상태로 되돌아올 때에 발광한다. 이때, 본 발명의 유기 금속착체는, 형광성 화합물에 대하여 증감제로서 작용하여, 형광성 화합물의 단일항 여기 상태의 수를 증폭한다. 이렇게, 본 발명의 유기 금속착체를 증감제로 사용함으로써 발광 효율이 좋은 발광소자를 얻을 수 있다. 이때, 본 실시예 5의 발광소자에 있어서, 제1 전극(101)은 양극으로서 기능하고, 제2 전극(102)은 음극으로서 기능한다.
발광층(113)은, 본 발명의 유기 금속착체와, 본 발명의 유기 금속착체보다 장파장의 빛을 방출할 수 있는 형광성 화합물을 포함한다. 발광층(113)은 본 발명의 유기 금속착체보다 큰 삼중항 여기에너지를 가지는 물질과 함께 상기 형광성 화합물보다 큰 단일항 여기에너지를 가지는 물질을 호스트로 사용하고, 본 발명의 유기 금속착체 및 상기 형광성 화합물이 게스트로서 분산되어서 이루어진 층인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 금속착체와 형광성 화합물을 분산 상태로 하기 위해서 사용하는 물질(즉, 호스트)에 특별히 한정은 없고, 앞서 실시예 2에서 호스트로 사용한 물질 등을 사용할 수 있다.
또한, 형광성 화합물에도 특별히 한정은 없지만, 4-디시아노메틸렌-2-이소프로필-6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딘-9-일)에테닐]-4H-피란(약칭:DCJTI), 마그네슘 프탈로시아닌, 마그네슘 포르피린, 프탈로시아닌 등의 적색 ~ 적외의 발광을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
이때, 제1 전극(101), 제2 전극(102) 모두, 앞서 실시예 2에서 서술한 제1 전극, 제2 전극과 유사한 구성으로 하면 된다.
본 실시예 5에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 정공주입층(111), 정공수송층(112), 전자수송층(114), 전자주입층(115)을 설치한다. 이들 층의 구성에도, 앞서 실시예 2에서 서술한 각층의 구성을 적용하면 된다. 다만, 이들 층은 필수적이지 않고, 소자의 특성에 따라 적절히 설치하면 된다.
이상에 서술한 발광소자는, 본 발명의 유기 금속착체를 증감제로 사용함으로써, 고효율의 발광을 얻을 수 있다.
(실시예 6)
본 실시예에서는, 본 발명의 유기 금속착체를 사용해서 제작된 발광장치에 관하여 설명한다.
본 실시예에서는, 본 발명의 유기 금속착체를 사용해서 제작된 발광장치에 대해서 도 4a 및 4b를 참조하여 설명한다. 이때, 도 4a는, 발광장치를 나타내는 평면도, 도 4b는 도 4a를 A-A' 및 B-B'로 절단한 단면도다. 점선으로 표시된 601은 구동회로부(소스측 구동회로), 602는 화소부, 603은 구동회로부(게이트측 구동회로)이다. 또한, 604는 밀봉기판, 605는 밀봉재이며, 밀봉재(605)로 둘러싸인 내측 은, 공간(607)으로 되어 있다.
또한, 인회배선(608)은 소스측 구동회로(601) 및 게이트측 구동회로(603)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부입력 단자가 되는 FPC(연성인쇄회로)(609)로부터 비디오신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋트 신호 등을 수신한다. 또한, 여기에서는 FPC만 도시하지만, 이 FPC에는 인쇄회로기판(PWB)이 장착되어도 된다. 본 명세서에 있어서의 발광장치에는, 발광장치 본체뿐만 아니라, 거기에 FPC 혹은 PWB가 부착된 상태도 포함하는 것으로 한다.
다음으로, 단면구조에 대해서 도 4b를 참조하여 설명한다. 소자기판(610) 위에는 구동회로부 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기에서는, 구동회로부인 소스측 구동회로(601)와, 화소부(602) 내의 하나의 화소가 표시되어 있다.
소스측 구동회로(601)로서 n채널형 TFT(623)와 p채널형 TFT(624)를 조합한 CMOS회로가 형성된다. 구동회로는 여러 가지 CMOS회로, PMOS회로 혹은 NMOS회로로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는, 기판 위에 구동회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그렇게 할 필요는 없고, 구동회로를 기판 위가 아닌 외부에 형성할 수도 있다.
또한, 화소부(602)는 스위칭용 TFT(611)와, 전류제어용 TFT(612)와 그 드레인에 전기적으로 접속된 제1 전극(613)을 포함한 복수의 화소로 형성된다. 이때, 제1 전극(613)의 단부를 덮도록 절연물(614)이 형성되어 있다. 여기에서는, 절연물(614)에 포지티브형 감광성 아크릴 수지막을 사용한다.
피복성을 양호하게 하기 위해, 절연물(614)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들면, 절연물(614)의 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴을 사용한 경우, 절연물(614)은 그 상단부에만 곡률반경(0.2μm ~ 3μm)을 가지는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 절연물(614)로서, 빛의 조사에 의해 에칭제에 불용해성이 되는 네거티브형, 또는 빛의 조사에 의해 에칭제에 용해성이 되는 포지티브형을 모두 사용할 수 있다.
제1 전극(613) 위에는, 발광 물질을 포함한 층(616), 및 제2 전극(617)이 각각 형성되어 있다. 여기에서, 양극으로서 기능하는 제1 전극(613)에 사용하는 재료로는, 일함수가 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, ITO막, 또는 규소를 함유한 인듐주석 산화물막, 2 ~ 20wt%의 산화아연을 포함한 산화인듐막, 질화티탄막, 크롬막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층 막 외에도, 질화티탄과 알루미늄을 주성분으로 하는 막의 적층, 질화티탄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화티탄막의 3층 구조 등을 이용할 수 있다. 제1 전극(613)을 적층구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮고, 양호한 오믹 콘택트가 얻어진다. 또한, 제1 전극(613)을 양극으로서 기능시킬 수 있다.
또한, 발광 물질을 포함한 층(616)은, 증착 마스크를 사용한 증착법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등의 여러 가지 방법에 의해 형성된다. 발광 물질을 포함한 층(616)은, 실시예 1에 나타낸 본 발명의 유기 금속착체를 포함한다. 또한, 발광 물질을 포함한 층(616)은 저분자재료, 중분자재료(올리고머, 덴드리머를 포함한다), 또는 고분자재료 등의 다른 재료를 함유할 수 있다.
발광 물질을 포함한 층(616) 위에 형성되고, 음극으로서 기능하는 제2 전 극(617)에 사용하는 재료로는, 일함수가 작은 재료(Al, Mg, Li, Ca, 또는 이것들의 합금이나 화합물, MgAg, MgIn, AlLi, LiF, CaF2 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 발광 물질을 포함한 층(616)에서 발생한 빛이 제2 전극(617)을 투과할 경우에는, 제2 전극(617)으로서, 금속박막과, 투명도전막(ITO, 2 ~ 20wt%의 산화아연을 포함한 산화인듐, 규소를 함유한 인듐주석 산화물, 산화아연(ZnO) 등)의 적층을 사용하는 것이 바람직하다.
밀봉재(605)로 밀봉기판(604)을 소자기판(610)에 부착함으로써, 소자기판(610), 밀봉기판(604), 및 밀봉재(605)로 둘러싸인 공간(607)에 발광소자(618)가 구비된 구조가 된다. 이때, 공간(607)에는, 충전재가 충전된다. 공간(607)에는 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에도, 밀봉재(605)로 충전되는 경우도 있다.
이때, 밀봉재(605)에는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 재료는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 밀봉기판(604)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐 플로라이드), 마일러, 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어진 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같은 방식으로, 본 발명의 유기 금속착체를 사용해서 제작된 발광장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 발광장치는, 실시예 1에 나타낸 유기 금속착체를 사용하므로, 양 호한 특성을 구비한 발광장치를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 발광 효율이 높은 발광소자를 가지므로, 소비 전력이 저감된 발광장치를 얻을 수 있다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능하므로, 풀 컬러 디스플레이에 적합하여, 소비 전력이 낮고, 색채재현이 우수한 발광장치를 얻을 수 있다.
본 실시예에서는, 트랜지스터로 발광소자의 구동을 제어하는 액티브형 발광장치에 관하여 설명했다. 이밖에, 트랜지스터 등의 구동용 소자를 특별히 설치하지 않고 발광소자를 구동시키는 패시브형 발광장치로 해도 된다. 도 5에는 본 발명을 적용해서 제작한 패시브형 발광장치의 사시도를 나타낸다. 도 5에서, 기판(951) 위에는, 전극(952)과 전극(956) 사이에 발광 물질을 포함한 층(955)이 설치된다. 전극(952)의 단부는 절연층(953)으로 덮어 있다. 그리고, 절연층(953) 위에는 분리벽층(954)이 설치된다. 분리벽층(954)의 측벽은, 기판 면에 가까워짐에 따라, 한쪽 벽과 다른 쪽 벽 사이의 간격이 좁아지는 경사를 가진다. 즉, 분리벽층(954)의 짧은 변 방향의 단면은, 사다리꼴 형상이며, 바닥(절연층(953)의 면 방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(953)에 접하는 변)이 윗면(절연층(953)의 면 방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(953)과 접하지 않는 변)보다 짧다. 이렇게, 분리벽층(954)을 설치함으로써, 정전기 등에 기인한 발광소자의 불량을 막을 수 있다. 또한, 패시브형 발광장치에도, 발광 효율이 높은 본 발명의 발광소자를 포함함으로써, 저소비 전력으로 구동시킬 수 있다.
(실시예 7)
본 실시예 7에서는, 실시예 6에 나타내는 발광장치를 그 일부에 포함한 본 발명의 전자기기에 관하여 설명한다. 본 발명의 전자기기는, 실시예 1에 나타낸 유기 금속착체를 포함하고, 발광 효율이 높고, 소비 전력이 저감된 표시부를 가진다. 또한, 색채재현이 우수한 표시부도 가진다. 본 발명의 유기 금속착체가 풀 컬러 표시에 사용되는 경우, 다양한 발광 물질을 적색 이외의 색의 발광소자에 사용할 수 있고, 실시예 2 내지 실시예 5에 서술한 구조와 유사한 구조를 가지는 발광소자를 채용할 수 있다.
본 발명의 유기 금속착체를 사용해서 제작된 발광소자를 가지는 전자기기로서, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향재생장치(카 오디오, 오디오 컴포넌트 시스템 등), 컴퓨터, 게임 기기, 휴대 정보단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화, 휴대형 게임기 또는 전자서적 등), 기록 매체를 구비한 화상재생장치(구체적으로는 DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기록 매체를 재생하고, 그 화상을 표시할 수 있는 표시장치를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 이들 전자기기의 구체적인 예를 도 6a 내지 6d에 나타낸다.
도 6a는 본 발명에 따른 텔레비전 장치로서, 케이싱(9101), 지지대(9102), 표시부(9103), 스피커부(9104), 비디오 입력 단자(9105) 등을 포함한다. 이 텔레비전 장치에 있어서, 표시부(9103)는 실시예 2 ~ 5에서 설명한 바와 같은 발광소자가 매트릭스 형상으로 배열되어 구성한다. 그 발광소자는 발광 효율이 높고, 소비 전력이 낮은 특징을 지닌다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능하다는 특징을 지닌다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9103)도 유사한 특징을 지닌다. 따라서, 이 텔레비전 장치에는 화질의 열화가 거의 없고, 저소비 전력화가 실현된다. 이러 한 특징에 의해, 텔레비전 장치에 있어서, 열화 보상 기능을 하고 전원회로를 대폭 삭감, 혹은 축소할 수 있으므로, 케이싱(9101)이나 지지대(9102)의 소형 경량화를 꾀할 수 있다. 본 발명에 따른 텔레비전 장치는, 저소비 전력, 고화질 및 소형 경량화가 실현되므로, 이에 따라 주거 환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능한 발광소자를 가지므로, 소비 전력이 낮고, 색채재현이 우수한 표시부를 가지는 텔레비전 장치를 얻을 수 있다.
도 6b는 본 발명에 따른 컴퓨터로서, 본체(9201), 케이싱(9202), 표시부(9203), 키보드(9204), 외부접속 포트(9205), 포인팅 마우스(9206) 등을 포함한다. 이 컴퓨터에 있어서, 표시부(9203)는, 실시예 2 ~ 5에서 설명한 바와 유사한 발광소자가 매트릭스 형상으로 배열되어 구성되어 있다. 그 발광소자는, 발광 효율이 높고, 소비 전력이 작다는 특징을 지닌다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능하다는 특징을 지닌다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9203)도 유사한 특징을 지니므로, 이 컴퓨터는 화질의 열화가 거의 없고, 저소비 전력화가 실현된다. 이러한 특징에 의해, 컴퓨터에 있어서, 열화 보상 기능을 하고 전원회로를 대폭 삭감, 혹은 축소할 수 있으므로, 본체(9201)나 케이싱(9202)의 소형 경량화를 꾀할 수 있다. 본 발명에 따른 컴퓨터는, 저소비 전력, 고화질 및 소형 경량화가 실현되므로, 주거 환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능한 발광소자를 가지므로, 소비 전력이 낮고, 색채재현이 우수한 표시부를 가지는 컴퓨터를 얻을 수 있다.
도 6c는 본 발명에 따른 휴대전화로서, 본체(9401), 케이싱(9402), 표시 부(9403), 음성입력부(9404), 음성출력부(9405), 조작키(9406), 외부접속 포트(9407), 안테나(9408) 등을 포함한다. 이 휴대전화에 있어서, 표시부(9403)는, 실시예 2 ~ 5에서 설명한 바와 유사한 발광소자가 매트릭스 형상으로 배열되어 구성되어 있다. 그 발광소자는, 발광 효율이 높고, 소비 전력이 작다는 특징을 지닌다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능하다는 특징을 지닌다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9403)도 유사한 특징을 지니므로, 이 휴대전화는 화질의 열화가 거의 없고, 저소비 전력화가 실현된다. 이러한 특징에 의해, 휴대전화에 있어서, 열화 보상 기능을 하고 전원회로를 대폭 삭감, 혹은 축소할 수 있으므로, 본체(9401)나 케이싱(9402)의 소형 경량화를 꾀할 수 있다. 본 발명에 따른 휴대전화는, 저소비 전력, 고화질 및 소형 경량화가 실현되므로, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능한 발광소자를 가지기 위해서, 소비 전력이 낮고, 색채재현이 우수한 표시부를 가지는 휴대전화를 얻을 수 있다.
도 6d는 본 발명에 따른 카메라로서, 본체(9501), 표시부(9502), 케이싱(9503), 외부접속 포트(9504), 리모트 컨트롤 수신부(9505), 수상부(9506), 배터리(9507), 음성입력부(9508), 조작키(9509), 접안부(9510) 등을 포함한다. 이 카메라에 있어서, 표시부(9502)는, 실시예 2 ~ 5에서 설명한 바와 유사한 발광소자가 매트릭스 형상으로 배열되어 구성되어 있다. 그 발광소자는, 발광 효율이 높고, 소비 전력이 작다는 특징을 지닌다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능하다는 특징을 지닌다. 그 발광소자로 구성되는 표시부(9502)도 유사한 특징을 지니므로, 이 카메라는 화질의 열화가 거의 없고, 저소비 전력화가 실현된다. 이러한 특징에 의해, 카메라에 있어서, 열화 보상 기능을 하고 전원회로를 대폭 삭감, 혹은 축소할 수 있으므로, 본체(9501)의 소형 경량화를 꾀할 수 있다. 본 발명에 따른 카메라는, 저소비 전력, 고화질 및 소형 경량화가 실현되므로, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다. 또한, 시감 효율이 높은 적색 발광이 가능한 발광소자를 가지므로, 소비 전력이 낮고, 색채재현이 우수한 표시부를 가지는 카메라를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 발광장치의 적용 범위는 상당히 넓어, 이 발광장치를 모든 분야의 전자기기에 적용할 수 있다. 본 발명의 유기 금속착체를 사용함으로써, 저소비 전력으로, 색채재현이 우수한 표시부를 가지는 전자기기를 제공할 수 있다.
본 발명의 발광장치는, 조명 장치로 사용할 수도 있다. 본 발명의 발광소자를 조명 장치로 사용하는 일 형태를, 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은, 본 발명의 발광장치를 백라이트로 사용한 액정표시장치의 일례다. 도 7에 나타낸 액정표시장치는, 케이싱(901), 액정층(902), 백라이트(903), 케이싱(904)을 가지고, 액정층(902)은, 드라이버IC(905)와 접속되어 있다. 또한, 백라이트(903)로서, 본 발명의 발광장치를 사용할 수 있고, 단자(906)를 통해, 전류가 공급된다.
본 발명의 발광장치를 액정표시장치의 백라이트로 사용함으로써, 소비 전력이 저감된 백라이트를 얻을 수 있다. 본 발명의 발광장치는, 면 발광의 조명 장치 이며 대면적화도 가능하므로, 백라이트의 대면적화가 가능하다. 따라서, 액정표시장치의 대면적화도 가능해진다. 또한, 본 발명의 발광장치는 초박형이며 낮은 전력을 소비하므로, 표시장치의 초박형화, 저소비 전력화도 가능해 진다.
도 8은, 본 발명을 적용한 발광장치를, 조명 장치인 전기 스탠드로 사용한 예다. 도 8에 나타내는 전기 스탠드는 케이싱(2001)과, 광원(2002)을 가지고, 광원(2002)으로서, 본 발명의 발광장치가 이용되고 있다. 본 발명의 발광장치는, 고휘도의 발광이 가능하므로, 세밀한 작업을 할 경우 등에, 작업자의 손을 밝게 비출 수 있다.
도 9는, 본 발명을 적용한 발광장치를, 실내의 조명 장치(3001)로 사용한 예다. 본 발명의 발광장치는 대면적화가 가능하므로, 대면적의 조명 장치로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 발광장치는, 초박형이며 낮은 전력을 소비하므로, 초박형화, 저소비 전력화의 조명 장치로 사용할 수 있다. 이렇게, 본 발명을 적용한 발광장치를, 실내의 조명 장치(3001)로 사용한 방에, 도 6a에서 설명한 바와 같은, 본 발명에 따른 텔레비전 장치를 설치한다. 이에 따라, 공영 방송이나 영화를 감상할 수 있다. 이러한 경우, 상기 장치는 모두 소비 전력이 낮으므로, 전기요금에 대한 염려 없이, 밝은 방에서 박력 있는 영상을 감상할 수 있다.
[예 1]
<합성예 1>
본 합성예 1에서는, 실시예 1의 구조식 (1)로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체, (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tppr)2(acac)])의 합성예를 구체적으로 예시한다.
<스텝 1: 2,3,5-트리페닐피라진(약칭:Htppr)의 합성>
우선, 질소분위기에서, 페닐 리튬을 함유하는 디부틸 에테르 용액((주) 와코 순약공업 제품, 2.1mol/L) 5.5mL와 디에틸에테르 50mL를 혼합한 용액을 조제했다. 다음으로, 빙냉하면서, 이 용액에 2,3-디페닐피라진 2.43g을 적하하고, 실온에서 24시간 교반했다. 교반 후, 그 혼합물에 물을 가하고, 디에틸에테르로 유기층을 추출했다. 추출한 유기층을 물로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후, 유기층에 활성 이산화망간을 과잉으로 가하고, 잘 혼합한 후 여과했다. 여과액의 용매를 증류 제거한 후, 얻어진 잔류물을 에탄올로 재결정함으로써, 피라진 유도체 Htppr를 얻었다(노란색 분말, 수율 56%). 스텝 1의 합성 스킴을 하기 (a-1)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00052
<스텝 2: 디-μ-클로로-비스[비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)](약칭: [Ir(tppr)2Cl]2)의 합성>
다음으로, 2-에톡시에탄올 30mL와 물 10mL의 혼합 용매에, 상기 스텝 1에서 얻은 피라진 유도체 Htppr를 1.08g, 염화이리듐 수화물(IrCl3·H2O)(Sigma-Aldrich사 제품) 0.73g을 혼합하고, 그 혼합물을 질소분위기에서 16시간 환류했다. 석출된 분말을 여과하고, 에탄올, 에테르, 이어서 헥산으로 세정함으로써, 복핵착체 [Ir(tppr)2Cl]2를 얻었다(오렌지색 분말, 수율 97%). 스텝 2의 합성 스킴을 하기 (b-1)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00053
<스텝 3: (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tppr)2(acac)]의 합성>
또한, 2-에톡시에탄올 40mL의 용매에, 상기 스텝 2에서 얻은 복핵착체 [Ir(tppr)2Cl]2를 2.00g, 아세틸아세톤을 0.37mL, 탄산나트륨을 1.26g 혼합하고, 그 혼합물을 질소분위기 하에서 18시간 환류했다. 환류 후, 그 혼합물을 여과하고, 여과액을 1주일 간 방치했다. 그 후에 석출한 결정을 여과함으로써 제거하고, 여과액의 용매를 증류 제거했다. 얻어진 잔류물을 디클로로메탄과 에탄올의 혼합 용매로 재결정한다. 재결정에 의해 얻어진 분말을 에탄올, 이어서 에테르로 세정함으로써, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(acac)]을 얻었다(적색 분말, 수율 16%). 스텝 3의 합성 스킴을 하기 (c-1)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00054
상기 스텝 3에서 얻어진 적색 분말의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 하기에 나타낸다. 1H-NMR 차트를 도 10a 및 10b에 나타낸다. 도 10a의 세로축을 확대한 것을 도 10b에 나타냈다. 도 10a 및 10b로부터, 본 합성예 1에 있어 서, 상기의 구조식 (1)로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(acac)]가 얻어진다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR. δ(CDCl3): 1.92(s,6H), 5.35(s,1H), 6.45-6.54(m,4H), 6.67(td,2H), 6.91(d,2H), 7.41-7.57(m,12H), 7.81(m,4H), 8.08(dd,4H), 8.98(s,2H).
얻어진 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(acac)]의 분해 온도 Td를 열무게/시차 열 분석 장치((주) 세이코 전자 제품, TG/DTA 320형)로 측정한 결과, Td = 331℃였다. 얻어진 제품이 양호한 내열성을 지닌다는 것을 알 수 있었다.
다음으로, [Ir(tppr)2(acac)]의 흡수스펙트럼을 자외-가시 분광광도계((주) 일본 분광 제품, V550형)를 사용하여 측정하였다. 탈기한 디클로로메탄 용액(0.10mmol/L)을 사용하여, 실온에서 측정했다. 또한, [Ir(tppr)2(acac)]의 발광스펙트럼을 형광 광도계((주) 하마마쯔 호토닉스사 제품, FS920)를 사용하여 측정했다. 측정은 탈기한 디클로로메탄 용액(0.35mmol/L)을 사용하여, 실온에서 진행했다. 측정 결과를 도 11에 나타낸다. 가로축은 파장, 세로축은 몰 흡광 계수 및 발광 강도를 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(acac)]은, 622nm에 발광 피크를 가지고, 용액으로부터는 적색-오렌지색의 발광이 관측되 었다.
또한, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(acac)]은, 가시광선 영역에 몇 개의 흡수 피크가 관측된다. 이는, 오르토 금속 착물과 같은 몇 개의 유기 금속착체에 나타나는 독특한 흡수이며, 단일항 MLCT 전이, 삼중항 π-π* 전이, 삼중항 MLCT 전이 등에 대응한다고 유추된다. 특히, 가장 장파장 측의 흡수 피크가 가시광선 영역에서 광범위하게 퍼져 있는데, 이는 삼중항 MLCT 전이 때문이라고 생각된다. 즉, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(acac)]은, 삼중항 여기 상태로의 직접 광여기나 항간 교차가 가능한 화합물이라는 것을 알 수 있었다. 따라서, 얻어진 발광도 삼중항 여기 상태로부터의 발광, 즉 인광이라고 여겨진다.
<합성예 2>
본 합성예 2에서는, 전술한 합성예 1의 스텝 1에서 합성한 2,3,5-트리페닐피라진(약칭:Htppr)에 관한 것으로서, 합성예 1과는 다른 합성 방법을 예시한다.
우선, 에탄올 200mL의 용매에, 페닐글리옥살(토쿄 화성공업 주식회사 제품) 4.60g과 메소-1,2-디페닐에틸렌디아민(시그마-알드리치 주식회사 제품) 7.28g을 혼합하고, 그 혼합물을 질소분위기에서 6시간 환류했다. 환류 후, 이 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 얻어진 잔류물을 에탄올로 재결정했다. 재결정에 의해 얻어진 황토색 분말을 디클로로메탄에 용해하고, 이 용액에 활성 이산화망간을 과잉으로 가하고, 잘 혼합한 후 여과했다. 여과액의 용매를 증류 제거한 후, 얻어진 잔류물을 에탄올로 재결정함으로써, 피라진 유도체 Htppr를 얻었다(노란색 분말, 수율 37%). 본 합성예 2의 합성 스킴을 하기 (a-1-2)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00055
[예 2]
본 실시예에서는, 본 발명의 발광소자에 대해서, 도 12를 참조하여 설명한다. 실시예 2 및 실시예 3에서 사용한 재료의 화학식을 이하에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00056
(발광소자 1)
우선, 유리 기판(2101) 위에, 산화 규소를 포함한 인듐주석 산화물을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성했다. 그 제1 전극(2102)의 막 두께는 110nm로 하고 전극면적은 2mm×2mm로 했다.
다음으로, 제1 전극이 형성된 면이 아래쪽을 향하도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정한다. 그 후, 진공 증착 장치 내를 10-4Pa 정도까지 감압한다. 그 후, 제1 전극(2102) 위에, NPB과 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기화합물이 복합되어 이루어진 복합재료를 포함한 층(2103)을 형성했다. 그 막 두께는 50nm로 하고 NPB과 산화몰리브덴(VI)의 비율은, 중량비로 4:1(= NPB:산화몰리브덴)이 되도록 조절했다. 여기에서, 공증착법은 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음으로, 저항 가열을 이용한 증착법에 의해, 복합재료를 포함한 층(2103) 위에 4,4'－비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB)을 10nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공수송층(2104)을 형성했다.
또한, 2,3-비스{4-[N-(4-비페닐일)-N-페닐아미노]페닐}퀴녹살린(약칭:BPAPQ)과 구조식 (1)로 나타낸 (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭:Ir(tppr)2(acac))을 공증착함으로써, 정공수송층(2104) 위에 30nm의 막 두께의 발광층(2105)을 형성했다. 여기에서, BPAPQ와 Ir(tppr)2(acac)의 중량비는, 1:0.05(= BPAPQ:Ir(tppr)2(acac))이 되도록 조절했다.
그 후 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2105) 위에 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq)을 10nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자수송층(2106)을 형성했다.
또한, 전자수송층(2106) 위에, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50nm의 막 두께로 전자주입층(2107)을 형성했다. 여기에 서, Alq와 리튬의 중량비는, 1:0.01(= Alq:리튬)이 되도록 조절했다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 전자주입층(2107) 위에 알루미늄을 200nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 제2 전극(2108)을 형성한다. 이로써 발광소자 1을 제작했다.
발광소자 1의 전류밀도-휘도 특성을 도 13에 나타낸다. 그 전압-휘도 특성을 도 14에 나타낸다. 또한, 그 휘도-전류효율 특성을 도 15에 나타낸다. 또한, 그 휘도-외부양자효율 특성을 도 16에 나타낸다. 또한, 1mA의 전류를 인가했을 때의 발광스펙트럼을 도 17에 나타낸다. 도 17로부터, 발광소자 1의 발광은, Ir(tppr)2(acac)의 발광이라는 것을 알 수 있다. 발광소자 1의 CIE 색도 좌표는, 1000cd/m2의 휘도일 때 (x, y) = (0.66,0.34)이며, 발광소자 1의 발광은 적색이다. 또한, 도 16으로부터 발광소자 1은, 높은 외부양자효율을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 따라서, 발광소자 1의 발광 효율은 높다. 또한, 도 15로부터, 발광소자 1은, 시감 효율이 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 14로부터, 어떤 일정한 휘도를 얻기 위한 전압이 낮다는 것으로부터, 발광소자 1의 소비 전력이 낮다는 것을 알 수 있다.
초기 휘도를 1000cd/m2로 설정하고, 전류밀도를 일정하게 하는 조건 하에 본 실시예의 발광소자 1을 구동하였다. 100시간 후의 휘도는 초기 휘도의 97%을 유지하고 있어, 대부분 열화하지 않았다.
[예 3]
예 3에서는, 본 발명의 발광소자에 대해서, 도 12를 참조하여 설명한다.
(발광소자 2)
우선, 유리 기판(2101) 위에, 산화 규소를 포함한 인듐주석 산화물을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성했다. 또한, 그 막 두께는 110nm로 하고 전극면적은 2mm×2mm로 했다.
다음으로, 제1 전극이 형성된 면이 아래쪽을 향하도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정한다. 그 후, 진공 증착 장치 내를 10-4Pa 정도까지 감압한다. 제1 전극(2102) 위에, NPB와 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기화합물이 복합되어 이루어진 복합재료를 포함한 층(2103)을 형성했다. 그 막 두께는 50nm로 하고 NPB와 산화몰리브덴(VI)의 비율은, 중량비로 4:1(= NPB:산화몰리브덴)이 되도록 조절했다. 여기에서, 공증착법은 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음으로, 저항 가열을 이용한 증착법에 의해, 복합재료를 포함한 층(2103) 위에 4,4'－비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB)을 10nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공수송층(2104)을 형성했다.
또한, 비스[2-(2-히드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭:Zn(PBO)2)과 구조식 (1)로 나타낸 (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭:Ir(tppr)2(acac))을 공증착함으로써, 정공수송층(2104) 위에 30nm의 막 두께의 발광층(2105)을 형성했다. 여기에서, Zn(PBO)2와 Ir(tppr)2(acac)의 중량비는, 1:0.05(= Zn(PBO)2:Ir(tppr)2(acac))이 되도록 조절했다.
그 후 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2105) 위에 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq)을 10nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자수송층(2106)을 형성했다.
또한, 전자수송층(2106) 위에, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50nm의 막 두께로 전자주입층(2107)을 형성했다. 여기에서, Alq와 리튬의 중량비는, 1:0.01(= Alq:리튬)이 되도록 조절했다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 전자주입층(2107) 위에 알루미늄을 200nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 제2 전극(2108)을 형성한다. 이로써 발광소자 2를 제작했다.
발광소자 2의 전류밀도-휘도 특성을 도 18에 나타낸다. 그 전압-휘도 특성은 도 19에 나타낸다. 그 휘도-전류효율 특성은 도 20에 나타낸다. 또한, 휘도-외부양자효율 특성을 도 21에 나타낸다. 또한, 1mA의 전류를 인가했을 때의 발광스펙트럼을 도 22에 나타낸다. 도 22로부터, 발광소자 2의 발광은, Ir(tppr)2(acac)의 발광이라는 것을 알 수 있다. 발광소자 2의 CIE 색도 좌표는, 1000cd/m2의 휘도일 때 (x, y) = (0.67,0.33)이며, 발광소자 2의 발광은 적색이다. 또한, 도 21로부터 알 수 있는 바와 같이 발광소자 2는, 높은 외부양자효율을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 특히, 발광소자 2는, 실시예 1에서 제작한 발광소자 1보다 한층 더 높은 외부 양자효율을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 발광소자 2는 발광층으로서 본 발명의 유기 금속착체와 아연착체를 사용하여, 보다 높은 외부양자효율을 실현할 수 있다고 여겨진다.
도 20으로부터, 발광소자 2는, 시감 효율이 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 19로부터, 어떤 일정한 휘도를 얻기 위한 전압이 낮다는 것을 알 수 있다. 따라서, 발광소자 2의 소비 전력은 낮다는 것을 알 수 있다.
[예 4]
<합성예 3>
합성예 3에서는, 실시예 1에서 구조식 (20)으로 나타낸 본 발명의 유기 금속착체, (아세틸아세토나토)비스(2,3-디페닐-5-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(dppr-MP)2(acac)])의 합성예에 관하여 자세히 서술한다.
<스텝 1: 2,3-디페닐-5-p-톨릴피라진(약칭:Hdppr-MP)의 합성>
우선, 마그네슘 0.49g과 THF 3mL를 질소 분위기에서 현탁하고, 약간의 1,2-디브로모에탄을 거기에 첨가했다. 그리고, 3.42g의 4-브로모톨루엔이 20mL의 THF에 용해된 혼합액을 액적으로 운반하고, 혼합물은 환류 하에 3시간 동안 교반하여 그리냐르 시약으로 만든다. 다음으로, 4.22g의 2,3-디페닐피라진을 20mL의 THF에 용해하고, 미리 준비된 그리냐르 시약을 거기에 액적으로 운반하고, 환류 하에 5시간 동안 교반한다. 이 혼합물에 물을 가하고 유기층을 클로로포름으로 추출한다. 얻어진 유기층은 황산마그네슘으로 건조하고, 그 건조된 용액에 이산화망간을 첨가한 다. 그 혼합물은 약하게 진동시킨 후 여과하고, 이 용액의 용매는 증류 제거한다. 증류에 의해 얻어진 잔류물은 디클로로메탄에 용해하고, 혼합물에 에탄올을 첨가한 후 방치하여, 노란색 결정이 침전되도록 한다. 이 결정은 여과하고 에탄올로 세정함으로써, 의도한 피라진 유도체 Hdppr-MP(수율 30%)를 얻는다. 스텝 1의 합성 스킴을 하기 (a-2)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00057
<스텝 2: 디-μ-클로로-비스[비스(2,3-디페닐-5-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)](약칭: [Ir(dppr-MP)2Cl]2)의 합성>
다음으로, 24mL의 2-에톡시에탄올, 8mL의 물, 상기 스텝 1에서 얻어진 피라진 유도체 Hdppr-MP 0.64g, 염화이리듐 수화물(IrCl3·H2O)(Sigma-Aldrich사 제품) 0.30g을 환류 파이프가 있는 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체한다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 150W)를 1시간 동안 조사하여 반응시킨다. 반응 용액으로부터 침전된 오렌지색 분말을 여과하고 에탄올로 세정함으 로써, 복핵착체 [Ir(dppr-MP)2Cl]2를 얻는다(수율 58%). 마이크로파의 조사는 마이크로파 합성계(Discovery, CEM사 제품)를 사용하여 실행한다. 스텝 2의 합성 스킴을 하기 (b-2)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00058
<스텝 3: (아세틸아세토나토)비스(2,3-디페닐-5-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(dppr-MP)2(acac)]의 합성>
다음으로, 20mL의 2-에톡시에탄올, 상기 스텝 2에서 얻어진 0.50g의 복핵착체 [Ir(dppr-MP)2Cl]2, 0.09mL의 아세틸아세톤, 0.31g의 탄산나트륨을 환류 파이프 가 있는 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체한다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 150W)를 30분 동안 조사하여 반응시킨다. 반응한 용액은 여과하고, 얻어진 여과액은 농축하고 건조한다. 얻어진 잔류물은 에탄올로 재결정하고, 얻어진 적색 분말은 에탄올, 그리고 에테르로 세정한다. 이로써, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(dppr-MP)2(acac)](수율 96%)를 얻는다. 스텝 3의 합성 스킴을 하기 (c-2)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00059
상기 스텝 3에서 얻어진 적색 분말의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 하기에 나타낸다. 1H-NMR 차트를 도 24a 및 24b에 나타낸다. 도 24a 및 24b로부터, 본 합성예 3에 있어서, 상기의 구조식 (20)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(dppr-MP)2(acac)]가 얻어진다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR. δ(CDCl3): 1.91(s,6H), 2.44(s,6H), 5.33(s,1H), 6.47(m,4H), 6.66(t,2H), 6.89(d,2H), 7.33(m,5H), 7.54(m,7H), 7.80(m,4H), 7.79(d,4H), 8.94(s,2H).
얻어진 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(dppr-MP)2(acac)]의 분해 온도를 고진공 시차형 시차 열 분석 장치/열무게-시차 열 분석 장치(Bruker AXS K.K., TG-DTA2410SA 제조)를 사용하여 측정하였다. 온도 상승률은 10℃/min으로 설정하였다. 온도를 표준 압력에서 상승시킨 경우, 338℃에서 5%의 중력 감소를 나타내었고, 유기 금속착체가 뛰어난 열 저항력을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
다음으로, [Ir(dppr-MP)2(acac)]의 흡수스펙트럼을 자외-가시 분광광도계((주) 일본 분광 제품, V550형)를 사용하여 측정하였다. 측정은 디클로로메탄 용액(0.10mmol/L)을 사용하여, 실온에서 실행했다. 또한, [Ir(dppr-MP)2(acac)]의 발광스펙트럼을 형광 광도계((주) 하마마쯔 호토닉스사 제품, FS920)를 사용하여 측정했다. 측정은 탈기한 디클로로메탄 용액(0.35mmol/L)을 사용하여, 실온에서 진행 했다. 측정 결과를 도 25에 나타낸다. 가로축은 파장, 세로축은 몰 흡광 계수 및 발광 강도를 나타낸다.
도 25에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(dppr-MP)2(acac)]은, 620nm에 발광 피크를 가지고, 용액으로부터는 적색의 발광이 관측되었다.
[예 5]
<합성예 4>
합성예 4에서는, 실시예 1에 있어서 구조식 (27)로 나타낸 본 발명의 유기 금속착체 (아세틸아세토나토)비스(5-페닐-2,3-디-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(Mdppr-P)2(acac)])의 합성예를 구체적으로 서술한다.
<스텝 1: 2,3-디-p-톨릴피라진의 합성>
우선, 25.52g의 4,4'-디메틸벤질과 6.44g의 무수 에틸렌디아민을 질소 분위기에서 무수 에탄올(300mL)의 용매에 용해하고, 환류에 의해 12.5시간 동안 반응시킨다. 34.71g의 산화철(III)을 이 반응 용액에 가하고, 70℃ 이하에서 2.5시간 동안 가열하면서 용액을 서서히 교반함으로써 반응을 진행시킨다. 이 혼합물에 물을 가하고 디클로로메탄으로 유기층을 추출한다. 얻어진 유기층을 황산마그네슘으로 건조한다. 건조 후, 여과하여 이 용액의 용매를 증류 제거한다. 증류에 의해 얻어진 잔류물은 디클로로메탄을 전개 용매로 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 중간 생성물 2,3-디-p-톨릴피라진(오렌지색, 수율 31%)을 얻는다.
<스텝 2: 5-페닐-2,3-디-p-톨릴피라진(약칭:HMdppr-P)>
다음으로, 질소 분위기에서, 페닐 리튬을 함유하는 디부틸 에테르 용액((주) 와코 순약공업 제품, 2.1mol/L) 6.48mL와 디에틸에테르 80mL를 혼합한 용액을 조제했다. 혼합 용액을 빙냉하면서, 상기 스텝 1에서 얻어진 중간 생성물인 2,3-디-p-톨릴피라진 3.22g을 거기에 가하고 실온에서 24시간 동안 교반했다. 이 혼합물에 물을 가하고, 디클로로메탄으로 유기층을 추출했다. 얻어진 유기층을 물로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후의 용액에 활성 이산화망간을 과잉으로 가하고 여과했다. 이 용액의 용매를 증류 제거한 후, 증류에 의해 얻어진 잔류물을 디클로로메탄을 전개 용매로 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 목적물인 피라진 유도체 HMdppr-P를 얻었다(노란색 분말, 수율 22%). 스텝 1과 스텝 2의 합성 스킴을 하기 (a-3)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00060
<스텝 3: 디-μ-클로로-비스[비스(5-페닐-2,3-디-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)](약칭: [Ir(Mdppr-P)2Cl]2)의 합성>
18mL의 2-에톡시에탄올, 6mL의 물, 상기 스텝 2에서 얻어진 0.82g의 피라진 유도체 HMdppr-P, 0.36g의 염화이리듐 수화물(IrCl3·H2O)(Sigma-Aldrich사 제품)을 환류 파이프를 가진 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체했다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 200W)를 1시간 동안 조사하여 반응시킨다. 반응 용액으로부터 침전된 오렌지색 분말을 여과하고 에탄올로 세정함으로써, 복핵착체 [Ir(Mdppr-P)2Cl]2를 얻는다(수율 82%). 마이크로파의 조사는 마이크로파 합성 계(Discovery, CEM사 제품)를 사용하여 실행한다. 스텝 3의 합성 스킴을 하기 (b-3)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00061
<스텝 4: (아세틸아세토나토)비스(5-페닐-2,3-디-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(Mdppr-P)2(acac)])의 합성>
다음으로, 20mL의 2-에톡시에탄올, 상기 스텝 3에서 얻어진 0.44g의 복핵착 체 [Ir(Mdppr-P)2Cl]2, 0.08mL의 아세틸아세톤, 0.25g의 탄산나트륨을 환류 파이프가 있는 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체한다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 200W)를 30분 동안 조사하여 반응시킨다. 반응 용액을 여과한 후, 여과액을 농축하고 건조한다. 얻어진 잔류물은 에탄올로 재결정하고, 얻어진 적색 분말은 에탄올 그리고 에테르로 세정함으로써, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-P)2(acac)](수율 31%)를 얻는다. 스텝 4의 합성 스킴을 하기 (c-3)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00062
스텝 4에서 얻어진 적색 분말의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 하기에 나타낸다. 1H-NMR 차트를 도 26a 및 26b에 나타낸다. 도 26a 및 26b로부터, 본 합성예 4에 있어서, 상기의 구조식 (27)로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-P)2(acac)]가 얻어진다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR. δ(CDCl3): 1.91(s,6H), 2.02(s,6H), 2.48(s,6H), 5.33(s,1H), 6.28(s,2H), 6.36(d,2H), 6.88(d,2H), 7.33(m,4H), 7.51(m,6H), 7.72(d,4H), 8.08(d,4H), 8.91(s,2H).
얻어진 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-P)2(acac)]의 분해 온도를 고진공 시차형 시차 열 분석 장치/열무게-시차 열 분석 장치(Bruker AXS K.K., TG-DTA2410SA 제조)를 사용하여 측정하였다. 온도 상승률은 10℃/min으로 설정하였다. 온도를 표준 압력에서 상승시킨 경우, 342℃에서 5%의 중력 감소를 나타내었고, 유기 금속착체가 뛰어난 열 저항력을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
다음으로, [Ir(Mdppr-P)2(acac)]의 흡수스펙트럼을 자외-가시 분광광도계((주) 일본 분광 제품, V550형)를 사용하여 측정하였다. 측정은 디클로로메탄 용액(0.096mmol/L)을 사용하여, 실온에서 실행했다. 또한, [Ir(Mdppr-P)2(acac)]의 발광스펙트럼을 형광 광도계((주) 하마마쯔 호토닉스사 제품, FS920)를 사용하여 측정했다. 측정은 탈기한 디클로로메탄 용액(0.34mmol/L)을 사용하여, 실온에서 진행 했다. 측정 결과를 도 27에 나타낸다. 가로축은 파장, 세로축은 몰 흡광 계수 및 발광 강도를 나타낸다.
도 27에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-P)2(acac)]은, 620nm에 발광 피크를 가지고, 용액으로부터는 적색의 발광이 관측되었다.
[예 6]
<합성예 5>
합성예 5에서는, 실시예 1에 있어서 구조식 (3)으로 나타낸 본 발명의 유기 금속착체 비스(2,3,5-톨릴피라지나토)(피콜리나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(tppr)2(pic)])의 합성예에 대해 구체적으로 설명한다.
<비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)(피콜리나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(tppr)2(pic)])의 합성>
25mL의 디클로로메탄, 합성예 1의 스텝 2에서 얻어진 0.84g의 복핵착체 [Ir(tppr)2Cl]2, 0.49g의 피콜린산을 환류 파이프를 가진 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체했다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 100W)를 30분 동안 조사하여 반응시켰다. 반응 용액을 여과하고, 얻어진 여과물을 농축하고 건조했다. 얻어진 잔류물은 메탄올과 디클로로메탄의 혼합 용매로 재결정함으로써, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(pic)]를 얻었다(수율 84%, 적색-오렌지 색 분말). 마이크로파의 조사는 마이크로파 합성계(Discovery, CEM사 제품)를 사용하여 실행한다. 이 착체의 합성 스킴을 하기 (c-4)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00063
상기 스텝에서 얻어진 적색-오렌지색 분말의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 하기에 나타낸다. 1H-NMR 차트를 도 28a 및 28b에 나타낸다. 도 28a 및 28b로부터, 본 합성예 5에 있어서, 상기의 구조식 (3)으로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(pic)]가 얻어진다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR. δ(CDCl3): 6.42(d,1H), 6.58(m,3H), 6.77(m,2H), 6.93(m,2H), 7.39(m,3H), 7.45-7.56(m,8H), 7.67(m,4H), 7.77(m,4H), 8.09(m,3H), 8.48(d,1H), 8.28(s,1H).
얻어진 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(pic)]의 분해 온도를 고진공 시차형 시차 열 분석 장치/열무게-시차 열 분석 장치(Bruker AXS K.K., TG-DTA2410SA 제조)를 사용하여 측정하였다. 온도 상승률은 10℃/min으로 설정하였다. 온도를 표준 압력에서 상승시킨 경우, 368℃에서 5%의 중력 감소를 나타내었고, 유기 금속착체가 뛰어난 열 저항력을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
다음으로, [Ir(tppr)2(pic)]의 흡수스펙트럼을 자외-가시 분광광도계((주) 일본 분광 제품, V550형)를 사용하여 측정하였다. 측정은 디클로로메탄 용액(0.10mmol/L)을 사용하여, 실온에서 실행했다. 또한, [Ir(tppr)2(pic)]의 발광스펙트럼을 형광 광도계((주) 하마마쯔 호토닉스사 제품, FS920)를 사용하여 측정했다. 측정은 탈기한 디클로로메탄 용액(0.35mmol/L)을 사용하여, 실온에서 진행했다. 측정 결과를 도 29에 나타낸다. 가로축은 파장, 세로축은 몰 흡광 계수 및 발광 강도를 나타낸다.
도 29에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(tppr)2(pic)]은, 606nm에 발광 피크를 가지고, 용액으로부터는 오렌지색의 발광이 관측되었다.
[예 7]
<합성예 6>
합성예 6에서는, 실시예 1에 있어서 구조식 (34)로 나타낸 본 발명의 유기 금속착체 (아세틸아세토나토)비스(3-메틸-2,5-디페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(mppr-P)2(acac)])의 합성예에 대해 구체적으로 설명한다.
<스텝 1: 3-메틸-2,5-디페닐피라진(약칭:Hmppr-P)>
질소 분위기에서, 페닐 리튬을 함유하는 디부틸 에테르 용액((주) 와코 순약공업 제품, 2.1mol/L) 10mL와 디에틸에테르 120mL를 혼합한 용액을 조제했다. 혼합 용액을 빙냉하면서, 2-메틸-3-페닐피라진 2.87g을 거기에 가하고 실온에서 24시간 동안 교반했다. 이 혼합물에 물을 가하고, 아세트산에틸로 유기층을 추출했다. 얻어진 유기층을 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후의 용액에 활성 이산화망간을 과잉으로 가하고 여과했다. 얻어진 여과물의 용매를 증류 제거하여, 잔류물을 얻었다. 이 잔류물을 디클로로메탄을 전개 용매로 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 목적물인 피라진 유도체 Hmppr-P를 얻었다(오렌지색의 오일 상태의 물질, 수율 12%). 스텝 1의 합성 스킴을 하기 (a-5)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00064
<스텝 2: 디-μ-클로로-비스[비스(3-메틸-2,5-디페닐피라지나토)이리듐(III)](약칭: [Ir(mppr-P)2Cl]2)의 합성>
다음으로, 2-에톡시에탄올 21mL, 물 7mL, 상기 스텝 1에서 얻은 피라진 유도체 Hmppr-P 0.49g, 염화이리듐 수화물(IrCl3·H2O)(Sigma-Aldrich사 제품) 0.30g을 환류 파이프를 가진 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체한다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 150W)를 30분 동안 조사하여 반응시킨다. 반응 용액으로부터 침전된 오렌지색 분말을 여과하고 에탄올로 세정함으로써, 복핵착체 [Ir(mppr-P)2Cl]2를 얻는다(수율 10%). 마이크로파의 조사는 마이크로파 합성계(Discovery, CEM사 제품)를 사용하여 실행한다. 스텝 2의 합성 스킴을 하기 (b-5)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00065
<스텝 3: (아세틸아세토나토)비스(3-메틸-2,5-디페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppr-P)2(acac)]의 합성>
다음으로, 2-에톡시에탄올 10mL, 상기 스텝 2에서 얻은 복핵착체 [Ir(mppr-P)2Cl]2 0.14g, 아세틸아세톤 0.03mL, 탄산나트륨 0.10g을 환류 파이프를 가진 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체한다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 100W)를 30분 동안 조사하여 반응시킨다. 반응 용액으로부터 침전된 적색-오렌지색 분말을 여과하고, 물, 에탄올, 에테르로 세정함으로써, 본 발명 의 유기 금속착체 [Ir(mppr-P)2(acac)]를 얻는다(수율 77%). 스텝 3의 합성 스킴을 하기 (c-5)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00066
상기 스텝에서 얻어진 적색-오렌지색 분말의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 하기에 나타낸다. 1H-NMR 차트를 도 30a 및 30b에 나타낸다. 도 30a 및 30b로부터, 본 합성예 6에 있어서, 상기의 구조식 (34)로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(mppr-P)2(acac)]가 얻어진다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR. δ(CDCl3): 1.85(s,6H), 3.17(s,6H), 5.29(s,1H), 6.35(d,2H), 6.72(t,2H), 6.91(t,2H), 7.55(m,6H), 7.95(d,2H), 8.06(d,4H), 8.93(s,2H).
다음으로, [Ir(mppr-P)2(acac)]의 흡수스펙트럼을 자외-가시 분광광도계((주) 일본 분광 제품, V550형)를 사용하여 측정하였다. 측정은 디클로로메탄 용액(0.12mmol/L)을 사용하여, 실온에서 실행했다. 또한, [Ir(mppr-P)2(acac)]의 발광스펙트럼을 형광 광도계((주) 하마마쯔 호토닉스사 제품, FS920)를 사용하여 측정했다. 측정은 탈기한 디클로로메탄 용액(0.41mmol/L)을 사용하여, 실온에서 진행했다. 측정 결과를 도 31에 나타낸다. 가로축은 파장, 세로축은 몰 흡광 계수 및 발광 강도를 나타낸다.
도 31에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(mppr-P)2(acac)]은, 607nm에 발광 피크를 가지고, 용액으로부터는 오렌지색의 발광이 관측되었다.
[예 8]
예 8에서는 도 12를 참조하여 본 발명의 발광소자에 대해 설명한다. 본 예에서 사용하는 물질의 화학식을 하기에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00067
(발광소자 3)
우선, 유리 기판(2101) 위에, 산화 규소를 포함한 인듐주석 산화물을 스퍼터링법으로 성막하여, 제1 전극(2102)을 형성했다. 제1 전극(2102)의 막 두께는 110nm로 하고 전극면적은 2mm×2mm로 했다.
다음으로, 제1 전극이 형성된 면이 아래쪽을 향하도록, 제1 전극이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정한다. 그 후, 진공 증착 장치 내를 10-4Pa 정도까지 감압한다. 그리고, 제1 전극(2102) 위에, NPB와 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기화합물이 복합되어 이루어진 복합재료를 포함한 층(2103)을 형성했다. 그 막 두께는 50nm로 하고 NPB와 산화몰리브덴(VI)의 비율은, 중량비로 4:1(= NPB:산화몰리브덴)이 되도록 조절했다. 여기에서, 공증착법은 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
다음으로, 저항 가열을 이용한 증착법에 의해, 복합재료를 포함한 층(2103) 위에 4,4'－비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB)을 10nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 정공수송층(2104)을 형성했다.
또한, 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(5-페닐-1,3,4-옥사졸-2-일)트리페닐아민)(약칭:YGAO11)과 구조식 (1)로 나타낸 (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭:Ir(tppr)2(acac))을 공증착함으로써, 정공수송층(2104) 위에 30nm의 막 두께의 발광층(2105)을 형성했다. 여기에서, YGAO11와 Ir(tppr)2(acac)의 중량비는, 1:0.06(= YGAO11:Ir(tppr)2(acac))이 되도록 조절했다.
그 후, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 발광층(2105) 위에 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭:BAlq)을 10nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 전자수송층(2106)을 형성했다.
또한, 전자수송층(2106) 위에, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq)과 리튬을 공증착함으로써, 50nm의 막 두께로 전자주입층(2107)을 형성했다. 여기에서, Alq와 리튬의 중량비는, 1:0.01(= Alq:리튬)이 되도록 조절했다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 이용하여, 전자주입층(2107) 위에 알루미늄을 200nm의 막 두께가 되도록 성막하여, 제2 전극(2108)을 형성한다. 이로써 발광소자 3을 제작했다.
발광소자 3의 전류밀도-휘도 특성을 도 32에 나타낸다. 그 전압-휘도 특성은 도 33에 나타낸다. 그 휘도-전류효율 특성은 도 34에 나타낸다. 또한, 휘도-외부양 자효율 특성을 도 35에 나타낸다. 또한, 1mA의 전류를 인가했을 때의 발광스펙트럼을 도 36에 나타낸다. 도 36으로부터, 발광소자 3의 발광은, Ir(tppr)2(acac)의 발광이라는 것을 알 수 있다. 발광소자 3의 CIE 색도 좌표는, 1000cd/m2의 휘도일 때 (x, y) = (0.67,0.34)이며, 발광소자 3의 발광은 적색이다. 또한, 도 35로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광소자 3은 높은 외부양자효율을 나타낸다. 특히, 발광소자 3은 실시예 1에서 제작한 발광소자 1보다 한층 더 높은 외부양자효율을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 발광소자 3은 발광층으로서 본 발명의 유기 금속착체와 아연착체를 사용하여, 보다 높은 외부양자효율을 실현할 수 있다고 여겨진다.
도 34로부터, 발광소자 3은, 시감 효율이 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 33으로부터, 어떤 일정한 휘도를 얻기 위한 전압이 낮다는 것을 알 수 있다. 따라서, 발광소자 3의 소비 전력은 낮다는 것을 알 수 있다.
[예 9]
예 9에서는 다른 예에서 사용되는 재료에 대해 서술한다.
<BPAPQ의 합성예>
본 합성예에서는, 하기 구조식 (201)로 나타내는 2,3-비스{4-[N-(4-비페닐일)-N-페닐아미노]페닐}퀴녹살린(약칭:BPAPQ)의 합성 방법에 관하여 설명한다.
Figure 112007022321427-pat00068
[스텝 1]
2,3-비스(4-브로모페닐)퀴녹살린의 합성 방법에 관하여 설명한다. 2,3-비스(4-브로모페닐)퀴녹살린의 합성 스킴을 (D-1)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00069
질소분위기 하에서, 4,4'－디브로모벤질 30.0g(81.5mmol)과 o-페닐렌디아민 9.00g(83.2mmol)을 포함하는 클로로포름 용액(200mL)을 80도에서 3시간 동안 환류했다. 반응 용액을 실온으로 냉각한 후, 반응 용액을 물로 세정했다. 수층을 클로로포름으로 추출하고, 유기층과 함께 포화 식염수로 세정하였다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조한 후, 혼합물을 여과하고, 그 여과물을 농축했다. 이에 따라, 목적물인 2,3-비스(4-브로모페닐)퀴녹살린을 백색 고체로서 33g(수율 92%) 얻었다.
[스텝 2]
N-(4-비페닐일)-N-페닐아민의 합성 방법에 관하여 설명한다. N-(4-비페닐일)-N-페닐아민의 합성 스킴을 (D-2)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00070
질소분위기 하에서, 4-브로모비페닐 20.0g(85.8mmol), 아닐린 16.0g(172mmol), 아세트산 팔라듐 0.19g(0.858mmol), 탄산칼륨 23.7g(172mmol)을 포함하는 크실렌 현탁액(150mL)에 트리-tert-부틸포스핀(10% 헥산 용액) 5.2g(2.5mmol)을 가하고, 120도에서 10시간 동안 환류했다. 반응 종료 후, 반응 혼합물을 물로 세정하고, 수층을 톨루엔으로 추출했다. 톨루엔층을 유기층과 함께 포화 식염수로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조했다. 그리고, 혼합물을 여과하고 여과물을 농축했다. 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매:톨루엔)에 의해 정제했다. 얻어진 용액은 농축하여, N-페닐-N-(4-페닐)페닐아민을 백색 고체로서 13.5g(수율 64%) 얻었다.
[스텝 3]
2,3-비스{4-[N-(4-비페닐일)-N-페닐아미노]페닐}퀴녹살린(이하, BPAPQ라고 한다)의 합성 방법에 관하여 설명한다. BPAPQ의 합성 스킴을 (D-3)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00071
질소분위기 하에서, 2,3-비스(4-브로모페닐)퀴녹살린 5.0g(11.4mmol), N-(4-비페닐일)-N-페닐아민 6.1g(25.0mmol), 비스(디벤질리딘아세톤)팔라듐 0.33g(0.58mmol), tert-부톡시 나트륨 5.5g(56.8mmol)을 포함하는 톨루엔 현탁액(80mL)에, 트리-tert-부틸포스핀(10% 헥산 용액) 1.2g(0.58mmol)을 가하고, 80도에서 7시간 동안 가열했다. 반응 종료 후, 반응 용액을 실온으로 냉각하고, 석출물을 여과했다. 얻어진 여과물을 톨루엔에 용해하고, 이 용액을 셀리트, 플로리실, 알루미나를 사용하여 여과하고, 여과물을 농축했다. 얻어진 잔류물을 클로로포름-헥산으로 재결정함으로써 BPAPQ를 노란색 고체로서 8.1g(수율 78%) 얻었다.
BPAPQ의 양성자 핵자기 공명 분광법(1H NMR)에 의한 분석 결과는 다음과 같다. 1H NMR(300MHz, CDCl3);δ = 8.16 - 8.13(m,2H), 7.75 - 7.72(m,2H), 7.58 - 7.04(m,36H). 도 23a에 BPAPQ의 NMR 차트를, 도 23b에 6 ~ 9ppm 부분을 확대한 NMR 차트 나타낸다.
<YGAO11의 합성예>
본 합성예에서는, 하기 구조식 (202)로 나타내는 본 발명의 옥사졸 유도체인 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(5-페닐-1,3,4-옥사졸-2-일)트리페닐아민)(약칭:YGAO11)의 합성예에 대해 구체적으로 서술한다.
Figure 112007022321427-pat00072
<스텝 1: 2-(4-브로모페닐)-5-페닐-1,3,4-옥사졸(약칭:O11Br)의 합성>
스텝 1에서, O11Br은 이하 서술하는 (i) 내지 (iii)에 따라 합성하였다.
(i) 4-브로모벤조하이드라지드의 합성
우선, 100mL의 삼구 플라스크에 3.0g(13.9mmol)의 메틸-4-브로모벤조에이트를 넣고, 거기에 10mL의 에탄올을 가하고, 혼합물을 교반했다. 그 후, 거기에 4.0mL의 히드라진 모노수화물 가하고, 혼합물을 78℃에서 5시간 동안 가열하고 교반했다. 얻어진 고체는 물로 세정하고 흡입 여과함으로써, 목표물인 4-브로모벤조하이드라지드의 백색 고체 2.0g을 얻었다(수율 67%).
(ii) 1-벤조일-2-(4-브로모벤조일)하이드라진
그리고, (i)에서 얻어진 2.0g(13.9mmol)의 4-브로모벤조하이드라지드를 300mL 삼구 플라스크에 넣고, 거기에 7mL의 N-메틸-2-피롤리돈(약칭:NMP)을 가하고, 혼합물을 교반했다. 그 후, 2.5mL의 N-메틸-2-피롤리돈과 2.5mL(21.5mmol)의 염화 벤조일의 혼합물을 50mL 드로핑 펀넬(dropping funnel)을 통해 적하하고, 혼합물을 80℃에서 3시간 동안 교반했다. 얻어진 고체는 물과 탄산나트륨 수용액의 순으로 세정했고 흡입 여과했다. 그리고, 고체는 아세톤으로 재결정함으로써, 목적물인 1-벤조일-2-(4-브로모벤조일)하이드라진의 백색 고체 3.6g을 얻었다(수율 80%).
(iii) O11Br의 합성
또한, (ii)에 나타낸 방법에 의해 얻어진 15g(47mmol)의 1-벤조일-2-(4-브로모벤조일)하이드라진을 200mL 삼구 플라스크에 넣고, 거기에 100mL의 염화포스포릴을 가하고, 혼합물을 100℃에서 5시간 동안 가열하고 교반했다. 반응 후에, 염화포스포릴을 완전히 증류 제거함으로써 얻어진 고체를 물과 탄산나트륨 수용액의 순으로 세정했고 흡입 여과했다. 그리고 고체를 메탄올로 재결정함으로써, 스텝 1의 목적물인 O11Br의 백색 고체 13g을 얻었다(수율 89%). 전술한 스텝 1의 합성 스킴을 다음 스킴 (E-1)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00073
<스텝 2: 4-(9H-카르바졸-9-일)디페닐아민(약칭:YGA)의 합성>
스텝 2에서, YGA는 하기 (i) 및 (ii)에 따라 합성되었다.
(i) 9-(4-브로모페닐)카르바졸의 합성
우선, 56g(240mmol)의 p-디브로모벤젠, 31g(180mmol)의 카르바졸, 4.6g(24mmol)의 요오드화구리, 66g(480mmol)의 탄산칼륨, 2.1g(8mmol)의 18-크라운-6-에테르를 300mL 삼구 플라스크에 넣고, 플라스크 내의 공기를 질소로 대체했다. 그리고, 8mL의 N,N'-디메틸프로필렌우레아(약칭:DMPU)를 거기에 가하고, 혼합물을 180℃에서 6시간 동안 교반했다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각한 후에, 침전물은 흡입 여과로 제거했다. 여과물은 묽은 염산, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수의 순으로 세정하고 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후, 용액은 자연적으로 여과되고 농축되며, 얻어진 기름 상태의 물질은 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(헥 산:에틸 아세테이트 = 9:1)에 의해 정제하고, 클로로포름과 헥산으로 재결정함으로써, 목적물인 9-(4-브로모페닐)카르바졸의 엷은 갈색 플레이트 형태의 결정 21g을 얻었다(수율 35%).
(ii) YGA의 합성
다음으로, 상기 (i)에서 5.4g(17mmol)의 9-(4-브로모페닐)카르바졸을 얻고, 1.8g(20mmol)의 아닐린, 0.1g(0.2mmol)의 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0), 3.9g(40mmol)의 나트륨-tert-부톡사이드를 200mL 삼구 플라스크에 넣고, 플라스크 내의 공기를 질소로 대체했다. 그리고, 트리(tert-부틸)포스핀의 10% 헥산 용액 0.1mL와 톨루엔 50mL를 거기에 가하고, 혼합물을 80도에서 6시간 동안 가열했다. 반응 혼합물을 플로리실, 셀리트, 알루미나를 통해 여과한 후, 여과물은 물과 포화 식염수로 세정하고 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후, 용액은 자연적으로 여과되고 응축되었으며, 얻어진 기름 상태의 물질은 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(헥산:에틸 아세테이트 = 9:1)에 의해 정제함으로써, 스텝 2의 목적물인 4.1g의 YGA를 얻었다(수율 73%). 전술한 스텝 2의 합성 스킴을 하기 스킴 (E-2)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00074
<스텝 3: 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)트리페닐아민)(약칭:YGAO11)의 합성>
스텝 1에서 얻은 3.0g(10.0mmol)의 O11Br, 스텝 2에서 얻은 3.4g(10.0mmol)의 YGA, 1.9g(19.9mmol)의 나트륨-tert-부톡사이드를 100mL의 삼구 플라스크에 넣고, 플라스크 내부의 공기를 질소로 대체했다. 그리고, 45mL의 톨루엔, 트리(tert-부틸)포스핀의 10% 헥산 용액 0.3mL, 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 0.3g(0.6mmol)을 거기에 가하고, 혼합물을 120도에서 5시간 동안 가열하고 교반했다. 반응 후, 혼합물은 셀리트를 통해 여과하고, 그 여과물은 물로 세정하고 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후, 용액은 여과하고, 여과물은 농축했다. 얻어진 고체는 톨루엔에 용해하고, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제했다. 컬럼 크 로마토그래피에 의한 정제는 전개 용매로서 톨루엔을 사용한 후 전개 용매로서 톨루엔:에틸 아세테이트 = 1:1의 혼합 용매를 사용함으로써 실시하였다. 정제된 고체는 클로로포름과 헥산으로 재결정함으로써, 합성예 1의 목적물인 엷은 노란색 고체 YGAO11 4.7g을 얻었다(수율 85%). 전술한 스텝 3의 합성 스킴을 하기 스킴 (E-3)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00075
얻어진 YGAO11의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과는 다음과 같다. 도 37a에 1H-NMR 차트를 나타내고, 도 37b에 그 확대 차트를 나타낸다. 따라서, 상기 구조식 (202)으로 나타낸 YGAO11이 합성예 1에서 얻어졌다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR(CDCl3 , 300MHz);δ = 7.14 - 7.53(m,19H), δ = 8.03(d,J = 8.7,2H), δ = 8.11 - 8.15(m,4H).
또한, 얻어진 YGAO11의 승화 정제는 트레인 승화법(train sublimation method)에 의해 실시했다. 7Pa의 감압 하에서, 승화 정제는 265도에서 12시간 동안, 아르곤의 유량을 3mL/min으로 설정하여 실시하였다. 4.5g의 YGAO11에 대해 승화 정제를 실시한 결과, 수율이 3.4g, 76%였다.
또한, 기저 상태에서 YGAO11의 최적 분자 구조는 밀도 함수 이론(DFT)의 B3LYP/6-311(d,p)를 이용하여 추정하였다. DFT의 추정의 정확도는 전자 상관 관계를 고려하지 않는 하트리-폭(HF)의 정확도보다 높다. 또한, DFT에 대한 추정 비용은 DFT와 동일한 정도의 추정 정확성을 가지는 섭동법(MP)의 비용보다 낮다. 따라서, 이 추정에서는 DFT를 채용하였다. 추정은 고성능 컴퓨터(HPC)(Altix3700 DX, SGI 저팬 제조)를 사용하여 실행하였다. DFT에 의해 최적화된 분자 구조에 있어서 시간 의존성 밀도 함수 이론(TDDFT)의 B3LYP/6-311(d,p)를 이용하여 YGAO11의 단일항 여기 에너지(에너지 갭)를 추정한 결과, 단일항 여기 에너지는 3.18eV였다. 또한, YGAO11의 삼중항 여기 에너지를 추정한 결과, 2.53eV였다. 상기 결과에 따르면, 본 발명의 옥사졸 유도체는 높은 여기 에너지를 가진 물질, 특히 높은 삼중 여기 에너지를 가진 물질이라는 것을 알 수 있다.
[예 10]
<합성예 7>
본 실시예에서 일반식 (G12)로 나타내는 유기 금속착체에 있어서, 합성예 7에서는 구조식 (45)로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체의 합성예에 대해 구체적으로 서술하는데, 여기에서 R4, R9는 각각 메틸기, R3, R5, R8, R10, R11은 각각 수소, Ar1은 3-플루오르페닐기, L은 구조식 (L1), 즉 (아세틸아세토나토)비스[5-(3-플루오르페닐)-2,3-디-p-톨릴피라지나토]이리듐(III)(약칭:[Ir(Mdppr-3FP)2(acac)])으로 나타내는 배위자다.
Figure 112007022321427-pat00076
<스텝 1: 5-(3-플루오르페닐)-2,3-디-P-톨릴피라진(약칭:HMdppr-3FP)의 합성>
질소 분위기에서, n-부틸리튬의 헥산 용액(1.58mol/L) 11mL를 2.86g의 3-브로모플루오르벤젠과 16mL의 테트라하이드로퓨란의 혼합 용액에 적하하고, 온도를 -78도로 유지하면서, 용액을 2시간 동안 교반했다. 얻어진 용액은, 얼음으로 냉각된, 합성예 4의 스텝 1에서 얻어진 중간물인 2,3-디-P-톨릴피라진 3.53g과, 테트라하이드로퓨란 25mL의 혼합 용액에 적하하고, 실온에서 12시간 동안 교반했다. 이 혼합물에 물을 가하고, 디클로로메탄으로 유기층을 추출했다. 얻어진 유기층은 물로 세정하고 무수 황산마그네슘으로 건조했다. 건조 후의 용액에 활성 이상화망간을 과잉으로 가하고, 여과했다. 이 용액의 용매는 증류 제거했다. 증류에 의해 얻어진 잔류물을 디클로로메탄을 전개 용매로 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 목적물인 피라진 유도체 HMdppr-3FP를 얻었다(오렌지색 분말, 수율 8%). 스텝 1의 합성 스킴을 하기 (a-6)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00077
<스텝 2: 디-μ-클로로-비스{비스[5-(3-플루오르페닐)-2,3-디-p-톨릴피라지나토)이리듐(III)}(약칭: [Ir(Mdppr-3FP)2Cl]2)의 합성>
다음으로, 12mL의 2-에톡시에탄올, 4mL의 물, 상기 스텝 1에서 얻어진 피라진 유도체 HMdppr-3FP 0.14g, 염화이리듐 수화물(IrCl3·H2O)(Sigma-Aldrich사 제 품) 0.06g을 환류 파이프가 있는 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체했다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 100W)를 30분 동안 조사하여 반응시켰다. 반응 용액으로부터 침전된 적색 분말을 여과하고 에탄올로 세정함으로써, 복핵착체 [Ir(Mdppr-3FP)2Cl]2를 얻었다(수율 16%). 마이크로파의 조사는 마이크로파 합성계(Discovery, CEM사 제품)를 사용하여 실행하였다. 스텝 2의 합성 스킴을 하기 (b-6)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00078
<스텝 3: (아세틸아세토나토)비스[5-(3-플루오르페닐)2,3-디-p-톨릴피라지나토]이리듐(III)(약칭: [Ir(Mdppr-3FP)2(acac)]의 합성>
다음으로, 3mL의 2-에톡시에탄올, 상기 스텝 2에서 얻어진 0.03g의 복핵착체 [Ir(Mdppr-3FP)2Cl]2, 0.005mL의 아세틸아세톤, 0.02g의 탄산나트륨을 환류 파이프가 있는 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크의 내부 공기를 아르곤으로 대체했다. 그리고, 마이크로파(2.45GHz, 100W)를 15분 동안 조사하여 반응시켰다. 반응 용액을 여과하고 나서, 얻어진 여과물의 용매를 증류 제거했다. 증류에 의해 얻어진 잔류물은 디클로로메탄을 전개 용매로 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-3FP)2(acac)]를 얻었다(적색 분말, 수율 50%). 스텝 3의 합성 스킴을 하기 (c-6)에 나타낸다.
Figure 112007022321427-pat00079
상기 스텝 3에서 얻어진 적색 분말의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 하기에 나타낸다. 1H-NMR 차트를 도 38a 및 38b에 나타낸다. 도 38a 및 38b로부터, 본 합성예 7에 있어서, 상기의 구조식 (45)로 나타내는 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-3FP)2(acac)]가 얻어진다는 것을 알 수 있었다.
1H-NMR. δ(CDCl3): 1.92(s,6H), 2.03(s,6H), 2.49(s,6H), 5.36(s,1H), 6.27(s,2H), 6.37(dd,2H), 6.90(d,2H), 7.15(m,2H), 7.34(d,4H), 7.46(m,2H), 7.71(d,4H), 7.82(m,4H), 8.87(s,2H).
다음으로, [Ir(Mdppr-3FP)2(acac)]의 흡수스펙트럼을 자외-가시 분광광도계((주) 일본 분광 제품, V550형)를 사용하여 측정하였다. 디클로로메탄 용액(0.010mmol/L)을 사용하여, 실온에서 측정했다. 또한, [Ir(Mdppr-3FP)2(acac)]의 발광스펙트럼을 형광 광도계((주) 하마마쯔 호토닉스사 제품, FS920)를 사용하여 측정했다. 측정은 탈기한 디클로로메탄 용액(0.35mmol/L)을 사용하여, 실온에서 진행했다. 측정 결과를 도 39에 나타낸다. 가로축은 파장, 세로축은 몰 흡광 계수 및 발광 강도를 나타낸다. 이때 여기 파장은 468nm로 설정했다.
도 39에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유기 금속착체 [Ir(Mdppr-3FP)2(acac)]은, 627nm에 발광 피크를 가지고, 용액으로부터는 적색의 발광이 관측되었다.
본 출원은 2006년 3월 21일 일본 특허청에 출원된 일본 특개 No.2006-077899에 근거하는 것으로, 그 모든 내용은 여기에 참고로 인용된다.
본 발명의 유기 금속착체를 사용하여 적색의 발광을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 금속착체는 발광 효율이 높은 유기 금속착체다. 또한, 시감 효율(cd/A)이 높은 적색 발광을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 금속착체를 사용해서 발광소자를 제작함으로써, 발광 효율이 높은 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 시감 효율이 높은 적색의 발광을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 금속착체를 사용함으로써, 소비 전력이 저감된 발광장치 및 전자기기를 제공할 수 있다.

Claims (72)

  1. 일반식 (G1)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00080
    (식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미하고, Z는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미하고, 또한, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미하고, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 의미하며, M은 이리듐 및 백금으로부터 선택된 중심금속이고, 상기 방향족 탄화수소기는 무치환의 아릴기 및 단일치환된 아릴기로부터 선택되고, 상기 단일치환된 아릴기의 치환기는 탄소수 1 ~ 4의 무치환의 알킬기, 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 및 무치환의 페닐기로부터 선택된다.)
  2. 삭제
  3. 일반식 (G3)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00082
    (식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미하고, R1 및 R3 ~ R11은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 의미하고, M은 이리듐 및 백금으로부터 선택된 중심금속이다.)
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 유기 금속착체는, 일반식 (G5)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00084
    (식 중, R12 ~ R16은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 의미한다.)
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 일반식 (G10)으로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00089
    (식 중, A는 탄소수 6 ~ 25의 방향족 탄화수소기를 의미하고, Z는 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미하고, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미하고, R1은 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 의미하고, M은 이리듐 및 백금으로부터 선택된 중심금속이며, L은 모노 음이온성 배위자를 의미하고, 상기 중심금속이 이리듐일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 백금일 때에는 n = 1이고, 상기 방향족 탄화수소기는 무치환의 아릴기 및 단일치환된 아릴기로부터 선택되고, 상기 단일치환된 아릴기의 치환기는 탄소수 1 ~ 4의 무치환의 알킬기, 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 및 무치환의 페닐기로부터 선택된다.)
  14. 삭제
  15. 일반식 (G12)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00091
    (식 중, Ar1은 탄소수 6 ~ 25의 아릴기를 의미하고, R1 및 R3 ~ R11은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 의미하고, M은 이리듐 및 백금으로부터 선택된 중심금속이며, L은 모노 음이온성 배위자를 나타내고, 상기 중심금속이 이리듐일 때에는 n = 2이며, 상기 중심금속이 백금일 때에는 n = 1이다.)
  16. 제 3항 또는 제 15항에 있어서,
    R1 및 R3 ~ R11은 각각 수소를 의미하는 유기 금속착체.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 유기 금속착체는, 일반식 (G14)로 나타내는 구조를 가지는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00093
    (식 중, R12 ~ R16은 각각, 수소, 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 의미한다.)
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 1항, 제 3항, 제 5항, 제 13항, 제 15항, 및 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 R1은 수소 또는 메틸기인 유기 금속착체.
  25. 제 13항, 제 15항, 및 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모노 음이온성 배위자는, β-디케톤 구조를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 카르복실기를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 페놀성 수산기를 가지는 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자, 또는 2개의 배위 원소가 모두 질소인 모노 음이온성 2자리 킬레이트 배위자 중 어느 하나인 유기 금속착체.
  26. 제 13항, 제 15항, 및 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모노 음이온성 배위자는, 하기의 구조식 (L1) ~ (L8) 중 어느 하나로 나타내는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00098
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 표시부를 포함하는 전자기기로서,
    상기 표시부는 제 1항, 제 3항, 제 5항, 제 13항, 제 15항, 및 제17항 중 어느 한 항에 따른 유기 금속착체를 한 쌍의 전극 사이에 포함한 발광장치를 포함한 전자기기.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 전자기기는, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향재생장치, 컴퓨터, 게임 기기, 휴대 전화, 휴대형 게임기, 전자서적 및 화상재생장치로부터 선택된 전자기기.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,
    A는, 1,2-페닐렌기, 1,2-나프틸렌기, 또는 2-3-나프틸렌기를 의미하는, 유기 금속착체.
  37. 삭제
  38. 제 1항, 제 3항, 제 13항, 및 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar 1은, 페닐기, 1-나프틸기, 또는 2-나프틸기를 의미하는, 유기 금속착체.
  39. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,
    Z는 수소, 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 및 탄소수 6 ~ 12의 아릴기로부터 선택된 치환기를 갖는 벤젠 환을 의미하는, 유기 금속착체.
  40. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,
    Z는 무치환 페닐기를 의미하는, 유기 금속착체.
  41. 제 1항, 제 3항, 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 금속착체는, 하기의 식(43)으로 나타낸 구조를 갖는 유기 금속착체.
    Figure 112013094146136-pat00140
  42. 제 13항에 있어서,
    상기 유기 금속착체는, 하기의 식(1)∼(8), 및 (20)∼(32) 중 하나로 나타낸 구조를 갖는 유기 금속착체.
    Figure 112014039934412-pat00139
    Figure 112014039934412-pat00141
    Figure 112014039934412-pat00142
    Figure 112014039934412-pat00143
    Figure 112014039934412-pat00144
    Figure 112014039934412-pat00145
    Figure 112014039934412-pat00146
    Figure 112014039934412-pat00147
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 제 13항, 제 15항, 및 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 금속착체는, 하기의 식(41)으로 나타낸 구조를 갖는 유기 금속착체.
    Figure 112017011045216-pat00148
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 한 쌍의 전극; 및
    상기 한 쌍의 전극 사이에 위치되고, 제 1항, 제 3항, 제 5항, 제 13항, 제 15항, 및 제 17항 중 어느 한 항에 따른 유기 금속착체를 포함하는 제1 발광층을 포함하는, 발광장치.
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 제 53항에 있어서,
    상기 제1 발광층은, 호스트 물질을 더 포함하고, 상기 유기 금속착체는 상기 호스트 물질에 분산되는, 발광장치.
  60. 제 59항에 있어서,
    상기 호스트 물질의 삼중항 여기 에너지는, 상기 유기 금속착체의 것보다 큰, 발광장치.
  61. 제 53항에 있어서,
    상기 발광장치는, 상기 한 쌍의 전극 사이에 제2 발광층을 더 포함하는, 발광장치.
  62. 제 61항에 있어서,
    상기 제2 발광층은 청색 내지 청록색 광을 발광하는, 발광장치.
  63. 제 61항에 있어서,
    상기 제2 발광층은 450 내지 510nm 피크의 발광을 하는, 발광장치.
  64. 제 61항에 있어서,
    상기 발광장치는 백색 발광하는, 발광장치.
  65. 제 61항에 있어서,
    상기 발광장치는, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 전하발생층을 더 포함하는, 발광장치.
  66. 제 65항에 있어서,
    상기 전하발생층은 P층과 N층을 포함하고,
    상기 P층은 정공 수송물질과, 상기 정공 수송물질에 대해 전자 수용체를 포함하고,
    상기 N층은, 전자 수송물질과, 상기 전자 수송물질에 대해 전자 공여체를 포함하는, 발광장치.
  67. 제 66항에 있어서,
    상기 정공 수송물질은, 방향족 아민인, 발광장치.
  68. 제 66항에 있어서,
    상기 전자 수용체는 금속 산화물인, 발광장치.
  69. 제 66항에 있어서,
    상기 전자 수용체는, 바나듐 산화물, 니오브 산화물, 탄탈 산화물, 크롬 산화물, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물, 레늄 산화물, 및 루테늄 산화물로부터 선택되는, 발광장치.
  70. 제 66항에 있어서,
    상기 전자 공여체는, 알칼리 금속, 알칼리토금속 및 희토금속으로부터 선택되는, 발광장치.
  71. 제 53항에 따른 발광장치를 포함한 조명 장치.
  72. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180031651A (ko) * 2006-03-21 2018-03-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속착체 및 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자기기

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101478004B1 (ko) 2005-12-05 2015-01-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기금속 착체, 및 이를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
US7911135B2 (en) * 2006-11-29 2011-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light emitting device, electronic appliance, and method of manufacturing the same
JP5238227B2 (ja) 2006-12-27 2013-07-17 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体および有機金属錯体を用いた発光素子、発光装置、並びに電子機器
US8178216B2 (en) * 2007-02-28 2012-05-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Quinoxaline derivative, and light-emitting element, light-emitting device, and electronic device including quinoxaline derivative
KR101547159B1 (ko) * 2007-05-18 2015-08-25 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자 및 발광소자를 포함하는 전자기기
KR20100018036A (ko) * 2007-06-05 2010-02-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기금속 착체, 및 발광 재료, 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
KR100957781B1 (ko) * 2007-08-24 2010-05-13 한국전자통신연구원 하이브리드 백색 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법
CN103996798B (zh) 2007-11-30 2017-09-08 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置以及电子装置
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
WO2009157498A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and lighting apparatus, and electronic device using the organometallic complex
US8101755B2 (en) * 2008-10-23 2012-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex including pyrazine derivative
EP2196518B1 (en) 2008-11-17 2018-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-Emitting Element and Light-Emitting Device
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
TWI453076B (zh) * 2009-02-11 2014-09-21 Univ Nat Cheng Kung 可調粒徑奈米核殼材料之合成方法及其應用
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
KR101436288B1 (ko) 2010-10-22 2014-08-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 화합물
KR102136426B1 (ko) 2011-02-16 2020-07-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 엘리먼트
KR102345510B1 (ko) 2011-02-16 2021-12-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자
JP2012195572A (ja) 2011-02-28 2012-10-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光層および発光素子
KR102112967B1 (ko) 2011-03-23 2020-05-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자
DE112012001504B4 (de) 2011-03-30 2017-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Lichtemittierendes Element
KR102479832B1 (ko) 2011-04-07 2022-12-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자
WO2012147896A1 (en) 2011-04-29 2012-11-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
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
CN103022368B (zh) * 2011-09-28 2016-04-27 海洋王照明科技股份有限公司 有机电致发光器件及其制备方法
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
TWI490211B (zh) 2011-12-23 2015-07-01 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
DE112013007607B3 (de) 2012-03-14 2018-02-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Licht emittierende Vorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung
JP2013232629A (ja) 2012-04-06 2013-11-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
JP6158542B2 (ja) 2012-04-13 2017-07-05 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、および照明装置
JP6158543B2 (ja) 2012-04-13 2017-07-05 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、および照明装置
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
US8994013B2 (en) 2012-05-18 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display device, electronic device, and lighting device
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
US9426067B2 (en) 2012-06-12 2016-08-23 International Business Machines Corporation Integrated switch for dynamic orchestration of traffic
JP2014043437A (ja) 2012-08-03 2014-03-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
KR102137376B1 (ko) 2012-08-03 2020-07-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR20230048452A (ko) 2012-08-03 2023-04-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 장치 및 조명 장치
TWI638472B (zh) 2012-08-03 2018-10-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件
TWI733065B (zh) 2012-08-03 2021-07-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、顯示裝置、電子裝置及照明設備
KR102204794B1 (ko) 2012-08-10 2021-01-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기 및 조명 장치
WO2014039905A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-13 The Regents Of The University Of California Process and systems for stable operation of electroactive devices
US10043982B2 (en) 2013-04-26 2018-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display device, electronic device, and lighting device
KR102265675B1 (ko) 2013-05-20 2021-06-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속 착체, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기, 및 조명 장치
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
KR102513242B1 (ko) 2013-08-26 2023-03-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치, 및 전자 기기
WO2015037548A1 (en) 2013-09-12 2015-03-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic iridium complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
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
KR102327980B1 (ko) 2013-12-02 2021-11-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 표시 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP2015156439A (ja) * 2014-02-20 2015-08-27 株式会社ジャパンディスプレイ 有機ｅｌ表示装置
TWI729649B (zh) 2014-05-30 2021-06-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件，發光裝置，電子裝置以及照明裝置
US20160104855A1 (en) 2014-10-10 2016-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-Emitting Element, Display Device, Electronic Device, and Lighting Device
KR101706752B1 (ko) * 2015-02-17 2017-02-27 서울대학교산학협력단 호스트, 인광 도펀트 및 형광 도펀트를 포함하는 유기발광소자
US10903440B2 (en) 2015-02-24 2021-01-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
TWI704706B (zh) 2015-03-09 2020-09-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、顯示裝置、電子裝置及照明設置
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
US10153437B2 (en) 2015-05-12 2018-12-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP2017114853A (ja) 2015-12-18 2017-06-29 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
JP6570037B2 (ja) * 2016-06-24 2019-09-04 国立研究開発法人産業技術総合研究所 イリジウム化合物及び該イリジウム化合物を用いたイリジウム錯体の製造方法
JP6947375B2 (ja) * 2016-09-28 2021-10-13 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機ｅｌ表示パネル、及び有機ｅｌ表示パネルの製造方法
WO2019171197A1 (ja) 2018-03-07 2019-09-12 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、表示装置、電子機器、有機化合物及び照明装置
CN113412508A (zh) 2019-02-06 2021-09-17 株式会社半导体能源研究所 发光器件、发光设备、显示装置、电子设备及照明装置
CN112538061B (zh) * 2019-09-20 2023-09-29 南京高光半导体材料有限公司 一种基于对称芳香胺结构的有机电致发光化合物
CN110745781B (zh) * 2019-10-30 2022-09-06 汕头大学 一种蓝光或近红外光激发小分子蒽醌电荷转移态产生单线态氧的方法
TWI760235B (zh) * 2021-05-25 2022-04-01 晶宜科技股份有限公司 有機電激發光裝置及其材料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005314414A (ja) * 2004-04-02 2005-11-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 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

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69305262T2 (de) * 1992-07-13 1997-04-30 Eastman Kodak Co Einen inneren Übergang aufweisende organisch elektrolumineszierende Vorrichtung mit einer neuen Zusammensetzung
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
JP4343528B2 (ja) 2000-11-30 2009-10-14 キヤノン株式会社 発光素子及び表示装置
EP1349435B8 (en) * 2000-11-30 2018-09-19 Canon Kabushiki Kaisha Luminescent element and display
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
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
US7569692B2 (en) * 2003-06-02 2009-08-04 Fujifilm Corporation Organic electroluminescent devices and metal complex compounds
KR100560790B1 (ko) 2003-11-25 2006-03-13 삼성에스디아이 주식회사 고온 특성이 우수한 유기 전계 발광 표시 장치
EP1722602A1 (en) * 2004-03-05 2006-11-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display
KR20070011302A (ko) * 2004-03-05 2007-01-24 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자 및 표시 장치
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
WO2005115061A1 (en) 2004-05-20 2005-12-01 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
JP4851173B2 (ja) 2004-12-07 2012-01-11 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体
US7951471B2 (en) 2004-12-07 2011-05-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting element and light-emitting device using the same
US7351999B2 (en) * 2004-12-16 2008-04-01 Au Optronics Corporation Organic light-emitting device with improved layer structure
US7494722B2 (en) * 2005-02-23 2009-02-24 Eastman Kodak Company Tandem OLED having an organic intermediate connector
WO2006098460A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting element, light-emitting device and electronic device using the organometallic complex
US8057916B2 (en) 2005-04-20 2011-11-15 Global Oled Technology, Llc. OLED device with improved performance
US7960038B2 (en) * 2005-05-20 2011-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic appliance using the same
KR101478004B1 (ko) * 2005-12-05 2015-01-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기금속 착체, 및 이를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
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
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
DE602007008642D1 (de) 2006-03-21 2010-10-07 Semiconductor Energy Lab Metallorganischer Komplex und lichtemittierendes Element, lichtemittierende Vorrichtung und den metallorganischen Komplex verwendende elektronische Vorrichtung
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
JP5901272B2 (ja) 2010-12-24 2016-04-06 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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005314414A (ja) * 2004-04-02 2005-11-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 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

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180031651A (ko) * 2006-03-21 2018-03-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속착체 및 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자기기
KR101842430B1 (ko) * 2006-03-21 2018-03-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속착체 및 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자기기
KR101881736B1 (ko) 2006-03-21 2018-07-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속착체 및 상기 유기 금속착체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자기기
US10103341B2 (en) 2006-03-21 2018-10-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex and light emitting element, light emitting device, and electronic device using the organometallic complex

Also Published As

Publication number Publication date
US20070244320A1 (en) 2007-10-18
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JP5688422B2 (ja) 2015-03-25
KR20070095802A (ko) 2007-10-01
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KR101881736B1 (ko) 2018-07-27
EP2254173A1 (en) 2010-11-24
JP2012248871A (ja) 2012-12-13
DE602007008642D1 (de) 2010-10-07
KR101842430B1 (ko) 2018-03-28
JP2013126982A (ja) 2013-06-27
KR20170064522A (ko) 2017-06-09
EP2254173B1 (en) 2013-09-18
US8999520B2 (en) 2015-04-07
CN105061514B (zh) 2018-05-08

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