KR20060108127A - 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물 및 이를 이용한유기 전계 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열안정성이 우수하고 고효율 인광을 발하는 시클로메탈화 전이금속 착물과 이를 이용한 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 상기 전이금속 착물은 유기 전계 발광 소자의 유기막 형성시 이용 가능하며, 400-650 nm 파장 영역에서 발광할 뿐만 아니라, 적ㆍ녹색 발광 물질과 함께 사용하여 백색광을 낼 수 있다.
Description
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 화합물의 질량 스펙트럼이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 화합물의 TGA 그래프이고,
도 3은 실시예 1과 2 및 비교예 1에 따른 화합물의 발광(PL) 스펙트럼이고,
도 4는 실시예 1과 2 및 비교예 1에 따른 화합물의 EL 스펙트럼이고,
도 5는 실시예 1과 2 및 비교예 1에 따른 화합물의 발광 효율을 나타낸 그래프이고,
도 6a 및 도 6b는 실시예 1과 2 및 비교예 1에 따른 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자의 I-V-L 특성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 삼중항 MLCT(metal-to-ligand charge-transfer)로부터 청색 영역에서 적색 영역까지의 빛의 발광이 가능하며, 열안정성이 우수한 시클로메탈화 전이 금속 착물과, 이를 유기막 형성재료로서 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)는 형광성 또는 인광성 유기 화합물 박막(이하, 유기막이라고 함)에 전류를 흘려주면, 전자와 정공이 유기막에서 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 능동 발광형 표시 소자로서, 경량이며, 부품이 간소하고 제작공정이 간단한 구조를 갖고 있으며, 고화질에 광시야각을 확보하고 있다. 또한 고색순도 및 동영상을 완벽하게 구현할 수 있고, 저소비 전력, 저전압 구동으로 휴대용 전자기기에 적합한 전기적 특성을 갖고 있다.
일반적인 유기 전계 발광 소자는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 이 애노드 상부에 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 여기에서 홀 수송층, 발광층 및 전자 수송층은 유기 화합물로 이루어진 유기막들이다. 상술한 바와 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자의 구동 원리는 다음과 같다. 상기 애노드 및 캐소드 간에 전압을 인가하면 애노드로부터 주입된 홀은 홀 수송층을 경유하여 발광층에 이동된다. 한편, 전자는 캐소드로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층에 주입되고 발광층 영역에서 캐리어들이 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 방사감쇠(radiative decay)되면서 물질의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 파장의 빛이 방출되는 것이다.
상기 유기 전계 발광 소자의 발광층 형성재료는 그 발광 메카니즘에 따라 일 중항 상태의 엑시톤을 이용하는 형광 물질과, 삼중항 상태를 이용하는 인광 물질로 구분가능하다. 이러한 형광 물질 또는 인광 물질을 자체적으로 또는 적절한 호스트 물질에 도핑하여 발광층을 형성하며, 전자 여기 결과, 호스트에 일중항 엑시톤과 삼중항 엑시톤이 형성된다. 이 때 일중항 엑시톤과 삼중항 엑시톤의 통계적 생성비율은 1:3이다.
발광층 형성재료로서 형광물질을 사용하는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 호스트에서 생성된 삼중항이 낭비된다는 불리한 점을 안고 있는 반면, 발광층 형성재료로서 인광물질을 사용하는 경우에는 일중항 엑시톤과 삼중항 엑시톤을 모두 사용할 수 있어 내부양자효율 100%에 도달할 수 있는 장점을 갖고 있다(Baldo, et al., Nature, Vol.395, 151-154, 1998). 따라서 발광층 형성재료로 인광물질을 사용할 경우, 형광물질보다 매우 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
유기 분자에 Ir, Pt, Rh, Pd과 같은 중금속을 도입하게 되면 중금속원자 효과(heavy atom effect)에 의해 발생되는 스핀-오비탈 커플링(spin-orbital coupling)을 통해서 삼중항 상태와 일중항 상태가 섞이게 되는데, 이로 인해 금지되었던 천이가 가능하게 되고 상온에서도 효과적으로 인광이 일어날 수 있게 된다.
최근 내부 양자효율이 100%에 이르는 인광을 이용한 고효율의 녹색, 적색의 물질이 개발되었다.
인광을 이용한 고효율 발광 재료로서, 이리듐(Iridium), 백금(Platinum) 등의 전이 금속을 포함한 전이 금속 화합물을 이용한 여러 물질들이 발표되고 있지만, 고효율의 풀컬러 디스플레이나 저소비전력 백색발광 응용을 실현하기 위해 요 구되는 특성을 만족시키는 물질은 녹색, 적색 영역에 한정되어 있고, 청색 영역의 적절한 인광물질이 개발되고 있지 않아 인광성 풀 칼라 소자 개발에 걸림돌이 되고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 청색 발광 물질이 개발되고 있다(WO 02/15645 A1, US 2002/0064681 A1). 또한 분자 배열(geometry)을 변형하여 HOMO-LUMO 차이를 크게 할 수 있는 벌키성 관능기나 리간드장 세기가 큰 관능기(예: 시아노기)를 도입한 유기 금속 착물이 개발되었다(Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 708, 119, 2002; 3rd Chitose International Forum on Photonics Science and Technology, Chitose, Japan, 6-8 October, 2002.).
또한, 미국특허출원 제2002-0134984호에는 질소 원자와 탄소 원자로 이루어진 시클로메탈화 전이금속 착물 및 이를 포함한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있으며, 미국특허 제 6,835,469호에는 페닐 퀴놀리나토 리간드를 포함하는 인광 유기금속 착물이 개시되어 있다.
그러나, 이들 물질 모두 아직 색순도나 발광효율, 수명, 열안정성 등의 측면에서 만족할 만한 물성을 보여주고 있지 못한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 3중항 MLCT로부터 청색에서부터 적색에 이르는 빛을 효율적으로 발광할 수 있으며, 열안정성이 우수한 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 청색에서부터 적색에 이르는 빛을 효율적으로 발광할 수 있으며, 열안정성이 우수한 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물을 제공한다:
상기 식에서,
M은 전이금속이고,
X는 C, S, O 또는 N이고,
CY1 및 CY2는 방향족 또는 지방족 고리이고,
A^B는 모노 음이온성 바이덴테이트 킬레이팅 리간드이고,
CY1, CY2 및 A^B중 적어도 하나는 실릴기 SiR1R2R3를 가지고, 여기서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 알킬, 아릴, 알킬옥시 또는 아릴옥시이고,
m은 1 또는 2이다.
본 발명의 한 구현예에 따르면 상기 화학식 1에서
상기
는 하기 화학식으로 나타내는 기들로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다:
상기 식에서 Z는 S, O 또는 NR8이고,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, CN, 실 릴, 알킬, 아릴, 아릴렌, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 및 CF3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면 상기 화학식 1에서 A^B는 하기한 것중 어느 하나일 수 있다:
상기 식에서 Y는 C, S, O 또는 N 이고,
R은 알킬, 아릴알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고, 또한 아릴을 포함하는 치환체의 경우에는 각각의 링에 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기의 치환체가 가능하다.
상기 각 리간드는 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기로 치환될 수 있다.
본 발명의 두번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 한 쌍의 전극 사이에 유기막을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기막이 상기 화학식 1의 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물을 포함하는 것을 특징으로 하 는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물은 전이금속의 주 리간드 또는 보조 리간드중 적어도 하나에 치환된 실릴기를 가짐으로써 열안정성이 우수하고 고성능의 효율적인 청색 발광이 가능하다.
본 발명의 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물은 하기 화학식 1의 구조를 가진다:
[화학식 1]
상기 식에서,
M은 전이금속이고,
X는 C, S, O 또는 N이고,
CY1 및 CY2는 방향족 또는 지방족 고리이고,
A^B는 모노 음이온성 바이덴테이트 킬레이팅 리간드이고,
CY1, CY2 및 A^B중 적어도 하나는 실릴기 SiR1R2R3를 가지고, 여기서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 알킬, 아릴, 알킬옥시 또는 아릴옥시이고,
m은 1 또는 2이다.
상기 화학식 1에 따른 시클로메탈화 전이금속착물은 금속에 배위된 리간드 중 적어도 어느 하나에 실릴기가 치환된 것에 그 특징이 있다. 실릴기가 존재함으로써 EL 디바이스의 효율이 크게 증가하며 또한 열적 안정성이 증가하는 효과가 있다.
상기 화학식 1에서 상기
는 하기 화학식으로 나타내는 기들로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다:
상기 식에서 Z는 S, O 또는 NR8이고,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 아릴렌, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 및 CF3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 일 수 있다.
상기 화학식 1에서 A^B는 하기한 것중 어느 하나일 수 있다:
상기 식에서 Y는 C, S, O 또는 N이고,
R은 알킬, 아릴알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고, 또한 아릴을 포함하는 치환체의 경우에는 각각의 링에 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기의 치환체가 가능하다.
상기 각 리간드는 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물 중 가장 대표적인 것으로는 다음의 화합물을 들 수 있다.
상기 화학식 1에서 전이 금속 M은 Ru, Rh, Os, Ir, Pt 또는 Au일 수 있고, Ir인 경우가 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물은 400nm에서 650nm 사이의 파장대에서 발광 특성을 가진다.
본 발명에 따른 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물은 예를 들어 M이 Ir인 경우, 시클로메탈화 모이어티를 제공하는 출발 물질인 [Ir(CY1)(CY2)Cl]2 유도체를 이용하여 와츠(Watts) 그룹에 의해 보고된 방법(F.O.Garces, R.J.Watts, Inorg.Chem. 1988, (35), 2450)을 사용하여 합성가능하다.
이하, 본 발명의 화학식 1의 화합물의 한 구현예인 아세틸아세토네이트 리간드를 갖는 전이금속 착물의 합성경로를 살펴보기로 한다.
하기 반응식을 참조하면, CY1에 실릴 치환기를 갖는 [Ir(CY1)(CY2)Cl]2 유도체 및 2,4-펜탄디온을 THF 용매와 혼합하고, 이를 50℃의 온도에서 8시간동안 교반하여 본 발명의 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물을 합성할 수 있다.
상기 식 중, X, R1, R2, R3, CY1 및 CY2는 상기 화학식 1에서 정의한 것과 같다.
본 발명의 유기 전계발광 소자는 본 발명에 따른 시클로메탈화 전이금속 착물을 이용하여 유기막 특히, 발광층을 형성하여 제작된다. 이 때 상기 화학식 1로 표시되는 전이 금속 착물은 발광층 형성물질인 인광 도판트 재료로서 매우 유용하며, 청색 파장 영역에서 우수한 발광 특성을 나타낸다.
본 발명에 따른 전이 금속 착물을 인광 도판트로 사용하는 경우, 유기막이 1종 이상의 고분자 호스트, 고분자와 저분자의 혼합물 호스트, 저분자 호스트, 및 비발광 고분자 매트릭스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 여기에서 고분자 호스트, 저분자 호스트, 비발광 고분자 매트릭스로는 유기 전계 발광 소자용 발광층 형성시 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하며, 고분자 호스트의 예로는 PVK(폴리비닐카바졸), 폴리플루오렌 등이 있고, 저분자 호스트의 예로는 CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), 4,4'-비스[9-(3,6-비페닐카바졸릴)]-1,1'-비페닐, 9,10-비스[(2',7'-t-부틸)-9',9''-스피로비플루오레닐안트라센, 테트라플루오렌 등이 있고, 비발광 고분자 매트릭스로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 등이 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전이금속 착물의 함량은 발광층 형성재료의 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 30 중량부인 것이 바람직하다. 그리고 이러한 전이금속 착물을 발광층에 도입하고자 하는 경우에는 진공증착법, 스퍼터링법, 프린팅법, 코 팅법, 잉크젯방법, 전자빔을 이용한 방법 등을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전이금속 착물은 녹색 발광 물질 또는 적색 발광 물질과 함께 사용하여 백색광을 발광할 수 있다.
여기에서 유기막의 두께는 30 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 여기에서 상기 유기막으로는, 발광층 이외에 전자전달층, 정공전달층 등과 같이 유기 전계발광 소자에서 한 쌍의 전극 사이에 형성되는 유기 화합물로 된 막을 지칭한다. 이러한 유기 전계발광 소자는 통상적으로 알려진 양극/발광층/음극, 양극/버퍼층/발광층/음극, 양극/정공전달층/발광층/음극, 양극/버퍼층/정공전달층/발광층/음극, 양극/버퍼층/정공전달층/발광층/전자전달층/음극, 양극/버퍼층/정공전달층/발광층/정공차단층/음극 등의 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때 상기 버퍼층의 소재로는 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 구리 프탈로시아닌, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌, 또는 이들의 유도체를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공전달층의 소재로는 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리트리페닐아민을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자전달층의 소재로는 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리옥사디아졸(polyoxadiazole)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공차단층의 소재로는 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 LiF, BaF2 또는 MgF2 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 전계발광 소자의 제작은 특별한 장치나 방법을 필요로 하지 않으며, 통상의 발광 재료를 이용한 유기 전계발광 소자의 제작방법에 따라 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물은 400 내지 650 nm 영역에서 발광할 수 있다. 이러한 유기금속 착물을 이용한 발광 다이오드는 풀 칼라 표시용 광원 조명, 백라이트, 옥외게시판, 광통신(optical communication), 내부 장식 등에 사용 가능하다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
참고예 1 . TMS(py)F2CNppy 다이머의 합성
일반적인 스즈끼 커플링(Suzuki coupling)을 통하여 합성한 2-(4,6-디플루오로-3-시아노페닐-트리메틸실릴피리딘) 리간드와 IrCl3ㆍnH2O를 이용하여 엷은 녹 색 파우더인 F2CNpTMSpy 다이머를 합성하였다. 이 때 합성법은 J. Am. Che. Soc., 1984, 106, 6647-6653을 참고하였다.
참고예 2
. F
2
CNppy 다이머의 합성
일반적인 스즈끼 커플링(Suzuki coupling)을 통하여 합성한 2-(4,6-디플루오로-3-시아노페닐-피리딘) 단량체와 IrCl3ㆍnH2O를 이용하여 엷은 노란색 파우더인 F2CNppy 다이머를 합성하였다. 이 때 합성법은 J. Am. Che. Soc., 1984, 106, 6647-6653을 참고하였다.
실시예 1
. 화합물 (1)의 합성[(TMS(py)F
2
CNppy)
2
IrPIC]
온도계와 기계적 교반기 및 환류 컨덴서가 부착된 100ml들이 2구 플라스크에 질소 분위기하에서 참고예 1에서 제조한 [(F2CNpTMSpy)IrCl]2 0.16g(0.1mmol)과 피리딘-3-카르복실산 0.030 g (0.25 mmol)을 THF 용액에 용해시키고, 50℃ 에서 15 시간동안 환류시켰다. 반응이 끝나면 실온으로 냉각시킨 후 모든 용매를 진공에 의하여 제거하였다. 남은 고체를 클로로포름을 사용하여 녹는 부분을 여과하여 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 전개액(Eluent)은 클로로포름과 메탄올 (10:1)의 혼합용액을 사용하였다. 이렇게 해서 얻은 최종 산물은 노란색이었으며 수율은 80 % 이었다. 합성된 화합물은 1H NMR과 MS(도 1a)로 확인하였다.
실시예 2. 화합물 (2) 의 합성[(TMS(py)F2CNppy]2Iracac]
피리딘-3-카르복실산 대신 2,4-펜탄디온 0.025g (0.25 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 표제 화합물 0.120g (수율 80 %)을 순수한 노란색의 고체로 얻었다. 합성된 화합물은 1H NMR 과 MS(도 1b)로 확인하였다.
비교예 1
. 화합물 (3) 의 합성[(F
2
CNppy)
2
IrPIC]
2,4-디플루오로-3-시아노페닐트리메틸실릴피리딘 대신 2,4-디플루오로-3-시아노페닐피리딘 0.131g (0.1 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 표제 화합물 0.118g (수율 80 %)을 순수한 노란색의 고체로 얻었다.
상기 과정에 따라 얻은 화합물의 발광 특성은 하기 방법에 의하여 조사하였다.
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 94 중량부와 상기 실시예 및 비교예에 따른 화합물 6 중량부를 용매에 녹여 스핀코팅에 의해 필름을 제조하여 필름 상태에서의 발광 특성을 조사하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 화합물에 대한 최대 발광 파장(λmax), 색좌표(CIE), 분해온도 및 HOMO 레벨을 하기 표 1에 요약하였다.
| 화합물 번호 | λmax (nm, 필름) | 색좌표 (x, y) | 분해 온도 (℃) | HOMO |
| 1 | 465 | 0.14, 0.18 | 342 | 6.18 |
| 2 | 475 | 0.14, 0.25 | 360 | 6.02 |
| 3 | 458 | 0.14, 0.13 | - | - |
상기 실시예 및 비교예에서 합성한 화합물을 적용한 EL 소자는 하기 구조를 가지며 발광 면적은 9mm2인 다층형 EL 소자를 사용하여 얻었다.
기판/제1 전극/정공수송층/발광층/홀 억제층/전자수송층/전자주입층/제2 전극=
유리/ITO/PEDOT:PSS(40nm)/24% PS +mCP 72% +dopant 6% (40nm)/BAlq(40nm)/LiF/Al
소자의 제작방법은 하기와 같다.
미리 세척된 ITO에 PEDOT:PSS를 40nm 두께로 증착한 후, PS 24%와 mC요약하였다.P 72% 및 도펀트 6%를 섞어 40nm 두께로 코팅하였다. 여기에 열 증착방식으로 양전하 차단층(HBL)으로서 BAlq를 40 nm 두께로, 음전하 수송층(ETL) 으로서 LiF를 2 nm 두께로, 마지막으로 양극으로서 Al을 200 nm 두께로 입혔다.
디바이스 성능 평가결과(최대 발광 파장, 색좌표, 휘도, 수명 등)는 표 2에
| 화합물 | λmax (nm, EL) | CIE EL | ηA Cd/A | ηex % | 최대 휘도 (Cd/m2) |
| 1 | 472 | 0.17, 0.26 | 2.09 | 3.1 | 6272 |
| 2 | 470 | 0.15, 0.30 | 2.83 | - | 7475 |
| 3 | 458 | 0.17, 0.24 | 1.68 | - | 5605 |
도 1에는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 화합물의 질량 스펙트럼을 나타내었다. 도 2는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 화합물의 TGA 그래프이다. 도 3은 실시예 1 과 2 및 비교예 1에 따른 화합물의 필름상태의 PL 스펙트럼이고, 도 4는 실시예 1과 2 및 비교예 1에 따른 화합물의 EL 스펙트럼을 보여준다.
도 5는 실시예 1 과 2 및 비교예 1에 따른 화합물의 발광 효율을 나타낸 그래프이고, 도 6은 실시예 1과 2 및 비교예 1의 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자의 I-V-L 특성을 나타낸 그래프이다. 실시예 1의 경우 비교예 1보다 표 2에서 보듯이 색좌표는 거의 비슷하지만 효율이 약 20% 정도 증가함을 알 수 있으며, 또한 실시예 2의 경우(acac)는 실시예 1 (picolinate)보다 색좌표의 y값이 증가하지만 효율이 훨씬 좋고 열적으로 더 안정함을 알 수 있다 (표 1).
상기한 내용으로부터 본 발명에 따른 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물은 우수한 인광특성을 가진 도펀트를 형성하고, 청색 인광재료로 적합하다는 것을 알 수 있다. 또한 다양한 메인 리간드를 도입함으로써 적색, 녹색, 청색의 풀컬러 구현이 가능한 것을 알 수 있다.
본 발명의 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물은 3중항 MLCT로부터 청색부터 적색 영역까지의 빛을 효율적으로 발광할 수 있다. 이러한 유기 금속 착물은 유기 전계 발광 소자의 유기막 형성시 이용가능하며, 고효율의 인광재료로서, 400-650 nm 파장 영역에서 발광할 뿐만 아니라, 녹색 발광 물질 또는 적색 발광 물질과 함께 사용하여 백색광을 낼 수 있다.
Claims (9)
- 하기 화학식 1로 표시되는 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물:[화학식 1]
상기 식에서,M은 전이금속이고,X는 C, S, O 또는 N이고,CY1 및 CY2는 방향족 또는 지방족 고리이고,A^B는 모노 음이온성 바이덴테이트 킬레이팅 리간드이고,CY1, CY2 및 A^B중 적어도 하나는 실릴기 SiR1R2R3를 가지고, 여기서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 알킬, 아릴, 알킬옥시 또는 아릴옥시이고,m은 1 또는 2이다. - 제 1항에 있어서, 상기
는 하기 화학식으로 나타내는 기들로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물:
상기 식에서 Z는 S, O 또는 NR8이고,R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 일 수 있다. - 제 1항에 있어서, 상기 바이덴테이트 리간드 A^B는 하기한 것중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 실릴치환된 시클로메탈화 전이금속 착물:
상기 식에서 Y는 C, S, O 또는 N이고,R은 알킬, 아릴알킬, 알콕시 또는 아릴옥시이고, 또한 아릴을 포함하는 치환체의 경우에는 각각의 링에 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기의 치환체가 가능하다.상기 각 리간드는 할로겐, CF3, CN, 실릴, 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시, 아미노 또는 아릴렌기로 치환될 수 있다. - 제 1항에 있어서, 상기 M이 Ru, Rh, Os, Ir, Pt 또는 Au인 것을 특징으로 하 는 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물.
- 제 4항에 있어서, 상기 M이 Ir인 것을 특징으로 하는 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물.
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 전이 금속 착물이 하기 식으로 표시되는 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 실릴 치환된 시클로메탈화 전이 금속 착물:
- 한 쌍의 전극 사이에 유기막을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서,상기 유기막이 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 따른 실릴 치환된 시클로메탈화 전이금속 착물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제 7항에 있어서, 상기 유기막이 1종 이상의 고분자 호스트, 고분자 호스트와 저분자 호스트의 혼합물, 저분자 호스트, 및 비발광 고분자 매트릭스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발 광 소자.
- 제 7항에 있어서, 상기 유기막이 녹색 발광 물질 또는 적색 발광 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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