KR20070108667A - New organometallic complex compound and organic electroluminescence device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 주입층(6), 음극(7)으로 이루어진 유기발광소자의 예를 나타낸 도이다.FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device comprising a
도 2는 기판(8), 절연층(9), 게이트전극(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 유기물층(13)으로 이루어진 하부접촉방식(bottom contact type) 유기 박막 트랜지스터 소자의 예를 나타낸 도이다.2 illustrates a bottom contact type organic thin film transistor device including a substrate 8, an
도 3은 기판(8), 절연층(9), 게이트전극(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 유기물층(13)으로 이루어진 상부접촉방식(top contact type) 유기 박막 트랜지스터 소자의 예를 나타낸 도이다.3 illustrates a top contact type organic thin film transistor device including a substrate 8, an
도 4는 기판(14), 양극(15), 전자도너층(16), 전자억셉터층(17), 음극(18)으로 이루어진 유기태양전지의 예를 나타낸 도이다.4 is a diagram illustrating an example of an organic solar cell including a
본 발명은 신규한 유기 금속 착화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자에 관 한 것이다.The present invention relates to a novel organometallic complex and an organic electronic device using the same.
정보화 사회로 일컬어지는 현 사회는 Si로 대변되는 무기물 반도체의 발견과 이를 이용한 다양한 전자소자의 개발에 의해 이루어졌다. 그러나, 무기물을 이용한 전자소자는 제조시 고온 또는 진공 공정을 거쳐야 하기 때문에 장비에 많은 투자를 하여야 하며, 현재 차세대 디스플레이로 각광을 받기 시작한 플렉서블 디스플레이(flexible display)에 적용하기 힘든 물성을 가지고 있다.The present society, called an information society, was made by the discovery of inorganic semiconductors represented by Si and the development of various electronic devices using them. However, electronic devices using inorganic materials have to invest a lot of equipment because they have to go through high temperature or vacuum process during manufacturing, and they have properties that are difficult to apply to flexible displays, which are currently being spotlighted as next generation displays.
상기 문제를 극복하기 위하여, 다양한 물성을 가진 반도체 물질로서 유기 반도체 물질이 최근 각광을 받고 있다. 유기 반도체 물질은 무기 반도체 물질이 사용되어져 왔던 각종 전자소자에 응용될 수 있다. 유기 반도체 물질이 사용되는 대표적인 전자소자로서는 유기발광소자, 유기태양전지, 유기 박막 트랜지스터 등을 들 수 있다.In order to overcome the above problems, organic semiconductor materials have recently been spotlighted as semiconductor materials having various physical properties. The organic semiconductor material may be applied to various electronic devices in which inorganic semiconductor materials have been used. Representative electronic devices using organic semiconductor materials include organic light emitting devices, organic solar cells, organic thin film transistors, and the like.
유기태양전지, 유기발광소자 또는 유기트랜지스터와 같은 유기전자소자는 유기 반도체 물질의 반도체 성질을 이용한 전자소자로서, 통상 2개 이상의 전극과 2개의 전극 사이에 개재된 유기물층을 포함한다. 예를 들면, 태양전지는 태양에너지에 의하여 유기물층에서 발생된 엑시톤 (여기자; exiton)으로부터 분리된 전자와 정공을 이용하여 전기를 발생시킨다. 유기발광소자는 2개의 전극으로부터 유기물층에 전자 및 정공을 주입하여 전류를 가시광으로 변환시킨다. 유기트랜지스터는 게이트에 인가된 전압에 의하여 유기물층에 형성된 정공 또는 전자를 소스 전극과 드레인 전극 사이에서 수송시킨다. 상기와 같은 전자소자들은 성능을 향상시키기 위하여 전자/정공 주입층, 전자/정공 추출층 또는 전자/정공 수송층을 더 포함할 수 있다.An organic electronic device such as an organic solar cell, an organic light emitting device, or an organic transistor is an electronic device using semiconductor properties of an organic semiconductor material, and typically includes two or more electrodes and an organic material layer interposed between two electrodes. For example, solar cells generate electricity by using electrons and holes separated from excitons (exitons) generated in the organic material layer by solar energy. The organic light emitting device converts current into visible light by injecting electrons and holes into the organic material layer from two electrodes. The organic transistor transports holes or electrons formed in the organic material layer between the source electrode and the drain electrode by the voltage applied to the gate. Such electronic devices may further include an electron / hole injection layer, an electron / hole extraction layer, or an electron / hole transport layer to improve performance.
상기 전자소자들에 사용하기 위한 유기 반도체 물질은 정공 또는 전자 이동도가 좋아야 한다. 이를 만족하기 위해서 대부분의 유기 반도체 물질은 공액 구조를 가지고 있다.Organic semiconductor materials for use in the electronic devices should have good hole or electron mobility. In order to satisfy this, most organic semiconductor materials have a conjugated structure.
또한, 각각의 전자소자에 사용되는 유기 반도체 물질은 소자에서 요구하는 특성에 따라 각각 바람직한 모폴로지(morphology)의 형태가 다르다.In addition, the organic semiconductor materials used in the respective electronic devices have different preferred morphology forms depending on the characteristics required by the devices.
예를 들어, 유기 반도체 물질을 이용하여 박막을 형성할 때, 유기발광소자에서는 상기 박막이 비결정질(amorphous) 성질을 갖는 것이 바람직한 반면, 유기 박막 트랜지스터에서는 상기 박막이 결정질(crystalline) 성질을 갖는 것이 바람직하다.For example, when forming a thin film using an organic semiconductor material, it is preferable that the thin film has an amorphous property in an organic light emitting device, while in the organic thin film transistor, it is preferable that the thin film has a crystalline property. Do.
즉, 유기발광소자에서 유기박막이 결정질 성질을 갖는 경우, 이는 발광효율의 저하나 전하 수송에서의 소광 사이트(quenching site) 증가, 누설전류의 증가 등을 초래하여 소자 성능을 저해할 수 있다.That is, when the organic thin film has a crystalline property in the organic light emitting device, this may result in a decrease in luminous efficiency, an increase in the quenching site in the charge transport, an increase in the leakage current, and the like, and may inhibit device performance.
반면, 유기 트랜지스터에서는 유기물 층의 전하 이동도가 크면 클수록 좋기 때문에, 유기물 분자간 패킹(packing)이 잘 일어나서 유기박막이 결정성을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 결정성 유기막은 특히 단결정을 이루는 것이 가장 바람직하고, 다결정 형태를 이루는 경우에는 각각의 결정 도메인의 크기가 크고 이들 도메인이 서로 잘 연결되어 있는 것이 바람직하다.On the other hand, in the organic transistor, the larger the charge mobility of the organic layer is, the better. Therefore, it is preferable that the intermolecular packing occurs well and the organic thin film has crystallinity. It is particularly preferable that such a crystalline organic film form a single crystal, and in the case of forming a polycrystalline form, it is preferable that the size of each crystal domain is large and these domains are well connected to each other.
상기와 같은 요건을 충족시키기 위하여, 유기발광소자에서는 비결정질 박막 을 형성할 수 있도록 NPB(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐), Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))와 같이 평면적이지 않은 구조를 가지는 물질이 주로 사용되고, 유기트랜지스터에서는 분자간의 패킹 (packing)이 일어나기 용이하도록 펜타센(pentacene), 폴리티오펜(polythiophene)과 같은 막대형(rodlike) 구조나 프탈로시아닌(phthalocyanine) 유도체와 같은 판상형의 구조를 가지는 물질이 주로 사용되고 있다.In order to satisfy the above requirements, in the organic light emitting device, NPB (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), Alq 3 ( Non-planar materials such as aluminum tris (8-hydroxyquinoline) are mainly used, and in organic transistors, such as pentacene and polythiophene to facilitate intermolecular packing Substances having a plate-like structure, such as a rodlike structure or a phthalocyanine derivative, are mainly used.
그러나, 모폴로지 또는 결정화도는 분자의 구조의 형태 뿐만 아니라 박막을 형성하는 조건에 의해서 많은 차이를 보인다. 즉 저온의 기판 위에 빠른 속도로 박막이 형성되는 경우에는 비결정질 형태의 박막이 형성되나, 특정한 일정온도를 유지하는 기판에 천천히 박막을 형성하는 경우에는 상대적으로 결정성이 큰 박막을 형성할 수 있다. 또한 이러한 결정화도나 모폴로지는 박막 형성 후 열처리 등에 의해서도 변화할 수 있다.However, the morphology or crystallinity varies greatly depending on the shape of the molecular structure as well as the conditions for forming the thin film. In other words, when a thin film is formed on a low temperature substrate at a high speed, an amorphous thin film is formed. However, when a thin film is slowly formed on a substrate maintaining a specific temperature, a thin film having relatively high crystallinity can be formed. In addition, the degree of crystallinity or morphology may also be changed by heat treatment after forming a thin film.
한편, 상기 유기전자소자는 소자의 성능 향상을 위하여 상이한 용도를 갖는 2종 이상의 유기 반도체 물질을 각각 적층하여 2층 이상의 유기물층을 포함하도록 제조될 수 있다.Meanwhile, the organic electronic device may be manufactured to include two or more organic material layers by laminating two or more organic semiconductor materials having different uses for improving performance of the device.
예컨대, 유기 발광 소자에서는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등을 더 포함하여 양극 또는 음극으로부터, 정공 또는 전자의 주입 및 수송을 원활하게 함으로써 소자의 성능을 증가시킬수 있다.For example, the organic light emitting device may further include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, thereby increasing the performance of the device by smoothly injecting and transporting holes or electrons from the anode or the cathode.
유기 박막 트랜지스터의 경우에는 주로 반도체 층과 전극사이의 접촉 저항을 줄여주기 위해 유기반도체로 이루어진 보조 전극을 도입하거나, 유기물로 전극에 SAM처리를 하는 방법이 도입되고 있으며, 유기물로 절연층의 표면을 처리함으로서 반도체와의 접촉특성을 개선하는 방법을 사용한다.In the case of the organic thin film transistor, in order to reduce the contact resistance between the semiconductor layer and the electrode, a method of introducing an auxiliary semiconductor made of an organic semiconductor or processing a SAM with an organic material has been introduced. By processing, the method of improving the contact characteristic with a semiconductor is used.
또한, 상기 유기전자소자에서 사용되는 유기 반도체 물질은 소자 내에서의 전하들의 이동시 발생하는 줄열에 대하여 열적 안정성을 갖는 것이 바람직하며, 전하들의 원활한 주입 또는 수송을 위하여 적절한 밴드갭과 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위를 갖는 것이 바람직하다. 그 외에도 상기 유기 반도체 물질은 화학적 안정성, 전극이나 인접한 층과의 계면 특성 등이 우수하여야 하며, 수분이나 산소 등에 대한 안정성 등이 우수해야 한다.In addition, the organic semiconductor material used in the organic electronic device preferably has thermal stability against Joule heat generated during the movement of charges in the device, and suitable band gap and HOMO or LUMO energy level for smooth injection or transport of charges. It is preferable to have. In addition, the organic semiconductor material should be excellent in chemical stability, interfacial characteristics with an electrode or an adjacent layer, and should be excellent in stability to moisture or oxygen.
당 기술 분야에서는 전술한 바와 같은 유기전자소자에 공통적으로 요구되는 특성 또는 전자소자의 종류에 따라 개별적으로 요구되는 특성을 만족하고, 필요한 경우 특정 용도에 보다 적합한 유기물의 개발이 요구되고 있다.In the art, it is required to develop an organic material that satisfies the characteristics required individually in accordance with the characteristics commonly required for the organic electronic device as described above or the type of the electronic device, and is more suitable for a specific use if necessary.
이에, 본 발명자들은 신규한 유기 금속 착화합물을 합성하였으며, 상기 유기 금속 착화합물이 유기발광소자, 유기트랜지스터 및 유기태양전지와 같은 유기전자소자에 사용되기 위한 요건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있고, 치환기에 따라 혹은 박막을 형성하는 방법에 따라 비결정성 또는 결정성의 성질을 가질 수 있어 각 소자에서 개별적으로 요구되는 요건도 만족시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have synthesized a novel organometallic complex, and the requirements for the organometallic complex to be used in organic electronic devices such as organic light emitting devices, organic transistors and organic solar cells, such as appropriate energy level, electrochemical stability and thermal The stability and the like can be satisfied, and depending on the substituent or the method of forming a thin film, it can have amorphous or crystalline properties, so that it can satisfy the requirements required for each device individually, and complete the present invention. It was.
본 발명은 신규한 유기 금속 착화합물을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide novel organometallic complexes.
또한, 본 발명은 상기 유기 금속 착화합물을 이용한 유기 전자 소자를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide an organic electronic device using the organometallic complex compound.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 착화합물을 제공한다.The present invention provides an organometallic complex represented by the following formula (1).
상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,
X 및 Y는 서로 독립적으로, O, S, Se, Te, As, NR, PR, CR'R", SiR'R" 또는 GeR'R" 이고,X and Y are, independently from each other, O, S, Se, Te, As, NR, PR, CR'R ", SiR'R" or GeR'R ",
여기서, R' 및 R"는 서로 독립적으로, 수소원자, 산소원자, C1~C20의 알킬기, C6~C30의 아릴기 또는 C4~C30의 헤테로 고리기이고,Herein, R ′ and R ″ are each independently a hydrogen atom, an oxygen atom, an alkyl group of C 1 to C 20 , an aryl group of C 6 to C 30 , or a heterocyclic group of C 4 to C 30 ,
M은 1~3가의 결합을 할 수 있는 금속 원자로, Li, Na, K, Cs, Rb, Be, Mg, Ca, Zn, Al, Ga, In, Cu, Fe, Mn, Zr, Bi, Mn, Co 또는 Ni 이며,M is a metal atom capable of 1 to trivalent bonding, Li, Na, K, Cs, Rb, Be, Mg, Ca, Zn, Al, Ga, In, Cu, Fe, Mn, Zr, Bi, Mn, Co or Ni,
n은 1~3의 정수이고,n is an integer of 1 to 3,
R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소원자, 할로겐기, 히드록시기, C1~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, C1~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기, C1~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 티오알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알 케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알키닐기, C6~C30의 아릴기, C6~C30의 아릴 아민기, C4~C30의 헤테로 고리기, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 술포닐기, 아미드기, 이미드기, 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, 여기서 이들은 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이룰 수 있다.R1 to R4 are each independently a hydrogen atom, a halogen group, a hydroxy group, a C 1 ~ C 20 linear or branched alkyl group, C 1 ~ C 20 linear or branched alkoxy group, C 1 ~ C 20 Or branched thioalkoxy group, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 straight or branched alkenyl group, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 straight or branched alkynyl group, C 6 to C 30 aryl group, C 6 ~ C 30 aryl amine group, C 4 ~ C 30 hetero ring group, amino group, nitrile group, nitro group, sulfonyl group, amide group, imide group, ester group , Where they can form condensed rings of aliphatic, aromatic, aliphatic or aromatic hetero groups with groups adjacent to each other or form spiro bonds.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족, 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이룬다.Preferably, in Formula 1, R1 to R4 independently from each other, form a condensed ring of the aliphatic, aromatic, aliphatic hetero or aromatic hetero and the groups adjacent to each other or form a spiro bond.
또한, 바람직하게는 상기 화학식 1에서,In addition, preferably in Chemical Formula 1,
X는 O, S, Se, Si, CH2, C-(CH3)2, C-(C6H5)2, N-CH3, N-C6H5, Si-(CH3)2 또는 Si-(C6H5)2 이며,X is O, S, Se, Si, CH 2 , C- (CH 3 ) 2 , C- (C 6 H 5 ) 2 , N-CH 3 , NC 6 H 5 , Si- (CH 3 ) 2 or Si -(C 6 H 5 ) 2 ,
Y는 O, S, Se, N-CH3 또는 N-C6H5 이고,Y is O, S, Se, N-CH 3 or NC 6 H 5 ego,
M은 Zn, Al 또는 Be이며,M is Zn, Al or Be,
n은 2 또는 3의 정수이다.n is an integer of 2 or 3.
특히, 상기 화학식 1의 유기 금속 착화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3 으로 표시될 수 있다.In particular, the organometallic complex of Chemical Formula 1 may be represented by the following Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3.
상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2,
X, Y, M 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고,X, Y, M and n are as defined in
R5 내지 R12는 상기 화학식 1에서 R1 내지 R4의 정의와 동일하다.R5 to R12 are the same as defined in the formula (1) R1 to R4.
상기 화학식 3에서,In Chemical Formula 3,
X, Y, M 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고,X, Y, M and n are as defined in
R5 내지 R8, R13 및 R14는 상기 화학식 1에서 R1 내지 R4의 정의와 동일하며,R5 to R8, R13 and R14 are the same as the definition of R1 to R4 in
z은 O, S, Se, NR' 또는 PR'이고,z is O, S, Se, NR 'or PR',
여기서 R'는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.Wherein R 'is as defined in the formula (1).
가장 바람직하게는, 상기 화학식 1의 유기 금속 착화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.Most preferably, the organometallic complex compound of
상기 화학식 4에서, R5 내지 R12는 상기 화학식 1에서 R1 내지 R4의 정의와 동일하다.In Formula 4, R5 to R12 are the same as the definition of R1 to R4 in the formula (1).
상기 화학식 1 내지 화학식 4에서, R1 내지 R14가 아릴기 또는 헤테로 고리기인 경우 이들은 하기 예시된 것일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.In
상기 식에서, R은 수소원자, C1~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, C1~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알콕시기, C1~C20의 직쇄 또는 분지쇄의 티오알콕시기, C6~C30의 아릴기 또는 C4~C30의 헤테로 고리기이다.Wherein R is a hydrogen atom, a C 1 to C 20 straight or branched alkyl group, C 1 to C 20 straight or branched alkoxy group, C 1 to C 20 straight or branched thioalkoxy group, An aryl group of C 6 -C 30 or a heterocyclic group of C 4 -C 30 .
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 구체적인 예는 하기에 나타내었으며, 이에 한정되지 않는다.Specific examples of the compound represented by
또한, 본 발명은 2 이상의 전극 및 2개의 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기전자소자를 제공한다.The present invention also provides an organic electronic device comprising two or more electrodes and one or more organic material layers disposed between two electrodes, wherein one or more layers of the organic material layers include the compound of
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기물 리간드와 금속이 착물 을 이루는 유기 금속 착화합물이며, X, Y, M을 이루는 원자의 종류에 의해 청색으로부터 적색에 이르는 다양한 밴드갭을 가지는 물질을 제조할 수 있다. 또한, R1 ~ R14에 치환된 치환기에 의해 밴드갭을 더 조절할 수 있으며, 특성 또한 변화시킬 수 있다.The compound represented by
특히 본 발명의 화합물에서는 Y와 X를 이루는 원자의 종류에 의해 전체적인 화합물의 특성을 크게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 산소나 치환된 질소 원자를 선택하는 경우에는 분자간 패킹을 약하게 하여 청색에서 녹색의 파장을 가지는 화합물을 제조할 수 있으며, 황 원자와 같이 분자간 상호작용(interaction)이 큰 원자를 선택하는 경우에는 이들 원자간의 작용에 의해 패킹을 최대화시켜 황적색의 밴드갭을 가지는 물질을 제조할 수 있다.In particular, in the compound of the present invention, the characteristics of the entire compound can be greatly changed by the kind of the atoms forming Y and X. For example, when oxygen or a substituted nitrogen atom is selected, a compound having a wavelength of blue to green can be prepared by weakening the intermolecular packing, and selecting an atom having a large intermolecular interaction such as a sulfur atom. In this case, the packing may be maximized by the action of these atoms to produce a material having a yellow-red band gap.
상기 종래기술에서 설명한 바와 같이 유기 발광 소자에서는 청색에서 적색까지 다양한 파장을 가지는 물질이 요구되고 있고, 상기 화학식 1의 유기 금속 착화합물로서 이러한 다양한 파장을 가지는 물질을 얻을 수 있다.As described in the prior art, in the organic light emitting device, a material having various wavelengths from blue to red is required, and as the organometallic complex of
또한, 유기 발광 소자에서 녹색이나 적색의 발광을 구현하는 경우에는 도핑을 하는 방법을 사용하기도 하는데, 이때 녹색의 파장을 가지는 높은 발광 효율을 가지는 도판트는 주로 청색의 밴드갭을 가지는 호스트에 도핑을 하고, 적색의 발광 파장을 내는 도판트의 경우에는 주로 녹색이나 황색의 밴드갭을 가지는 호스트에 도핑을 하는 것으로 알려져 있다. 즉 호스트와 도판트 사이의 밴드갭 차이가 크지 않은 경우에 호스트로부터 도판트로의 에너지 전이가 잘 일어나기 때문인 것으로 알려져 있다.In addition, when the organic light emitting device emits green or red light, a doping method may be used. In this case, a dopant having a high emission efficiency having a green wavelength may be doped to a host having a blue band gap. In the case of a dopant emitting a red light emission wavelength, it is known that the dopant is mainly doped with a green or yellow band gap. In other words, it is known that the energy transfer from the host to the dopant occurs well when the band gap difference between the host and the dopant is not large.
그러므로 본 발명에 따른 유기 금속 착화합물들은 청색 발광층에 사용될 수 있으며, 특히 적색이나 녹색의 도핑시 호스트로 사용하기에 적합한 특성을 가진다는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the organometallic complexes according to the present invention can be used in the blue light emitting layer, and particularly have properties suitable for use as a host when doping red or green.
또한, 유기 박막 트랜지스터의 경우에는 비교적 밴드갭이 작은 것이 바람직하며, 분자간의 패킹이 최대화 되는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 유도체 중에서 황 원자를 도입한 물질의 경우에는 특히 트랜지스터의 반도체 물질로서의 활용이 가능하다. 이는 고체상에서 물질의 발광 파장이 획기적으로 장파장으로 이동하는 것으로 분자간의 패킹과 상호작용이 큰 것을 알 수 있다. 이러한 특성은 또한 R1~R14의 위치에 컨쥬게이션을 더 증가시킬 수 있는 치환체를 도입함으로써 그 효과를 극대화할 수 있다.In addition, in the case of the organic thin film transistor, it is preferable that the band gap is relatively small, and it is preferable that the packing between molecules is maximized. Therefore, in the case of a substance into which a sulfur atom is introduced among the derivatives of the present invention, the transistor can be used as a semiconductor material. This is because the emission wavelength of the material in the solid phase significantly shifts to a long wavelength, it can be seen that the packing and interaction between the molecules is large. This property can also maximize the effect by introducing a substituent that can further increase the conjugation at the position of R1 ~ R14.
또한, 본 발명의 화합물은 금속의 종류에 의해 물질의 공간적 특성을 변화시킬 수 있다. 예를 들어 중심 금속이 아연과 같은 2가 금속으로 이루어진 경우에는 두개의 리간드가 아연 금속을 중심으로 테트라헤드론 구조를 가지게 되는 반면, 알루미늄과 같이 3가의 금속으로 이루어진 경우에는 구형의 공간구조를 가지게 된다. 또한 구리 금속과 같은 경우는 리간드가 평면 구조를 가질 수 있어 분자간 패킹을 더 원활히 할 수 있다.In addition, the compounds of the present invention can change the spatial properties of the material by the type of metal. For example, when the center metal is made of a divalent metal such as zinc, the two ligands have a tetrahedron structure around the zinc metal, whereas when the center metal is made of a trivalent metal such as aluminum, it has a spherical spatial structure. do. In addition, in the case of a copper metal, the ligand may have a planar structure to facilitate intermolecular packing.
즉, 각 금속의 배위 능력에 의해 분자 전체의 입체 구조를 결정하여 분자간 상호 작용을 조절할 수 있다.In other words, it is possible to control the intermolecular interaction by determining the three-dimensional structure of the entire molecule by the coordination ability of each metal.
한편, 본 발명에 따른 유기전자소자가 유기발광소자인 경우, 이는 제 1 전극, 1층 이상의 유기물층 및 제 2 전극이 순차적으로 적층된 형태를 포함하는 구조 를 가질 수 있다. 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층 등에서 선택되는 2 이상의 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수도 있다. 본 발명에 따른 유기발광소자의 하나의 예를 도 1에 도시하였다. 예컨대, 본 발명에 따른 유기발광소자는 스퍼터링이나 전자빔 증발과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판(1) 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극(2)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(3), 정공수송층(4), 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)과 같은 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극(7)을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 이외에도, 기판상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기발광소자를 제조할 수도 있다.On the other hand, when the organic electronic device according to the present invention is an organic light emitting device, it may have a structure including a form in which the first electrode, at least one organic material layer and the second electrode are sequentially stacked. The organic material layer may be a multilayer structure including two or more layers selected from a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, but is not limited thereto and may have a single layer structure. One example of the organic light emitting device according to the present invention is shown in FIG. 1. For example, the organic light emitting device according to the present invention uses a physical vapor deposition (PVD) method, such as sputtering or electron beam evaporation, to deposit a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on the
본 발명에 따른 유기전자소자가 유기트랜지스터인 경우, 그 구조는 도 2 또는 도 3의 구조일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기트랜지스터는 절연층(9), 게이트 전극(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 유기물층(13)을 포함하는 구조일 수 있다.When the organic electronic device according to the present invention is an organic transistor, the structure may be the structure of FIG. 2 or 3. That is, the organic transistor according to the present invention may have a structure including an insulating
본 발명에 따른 유기전자소자가 유기태양전지인 경우, 그 구조는 도 4의 구조일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기태양전지는 양극(15), 전자도너층(16), 전자억셉터층(17), 음극(18)을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 구조일 수 있다.When the organic electronic device according to the present invention is an organic solar cell, its structure may be the structure of FIG. 4. That is, the organic solar cell according to the present invention may have a structure including a
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited thereto.
제조예Production Example : :
상기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 착화합물의 합성을 위해서, 하기 화합물 A 내지 F를 출발물질로 사용할 수 있다.In order to synthesize the organometallic complex represented by
제조예Production Example 1 One : 화합물 A의 제조 Preparation of Compound A
500 ml 에틸 아세테이트에 2-아미노티오페놀 (2-aminothiophenol) 10.7 ml (0.1 mmol)을 녹이고 3~6 ℃를 유지하면서 10 ml 에틸 아세테이트에 녹인 2-클로로아세틸 클로라이드 (2-chloroacetyl chloride) 8 ml (0.1 mol) 용액을 천천히 적가하였다. 동일온도에서 10 ml의 에틸아세테이트에 녹인 트리에틸아민 (triethylamine) 14 ml (0.1 mmol)를 천천히 적가하였다. 10 ℃ 이하에서 4시간동안 교반한 후 물을 가하고 유기층을 분리하여 무수 황산마그네슘으로 물을 제거한 후 감압 증류하여 용매를 제거하였다. 에틸아세테이트를 가하여 생성된 고체를 여과해 내고 여액을 취하여 에틸아세테이트/헥산 (EA/n-HEX) = 1/9 를 전개용매로 하여 컬럼분리하여 화합물 A (10.5 g, 57.2%)를 얻었다.Dissolve 10.7 ml (0.1 mmol) of 2-aminothiophenol in 500 ml ethyl acetate and 8 ml of 2-chloroacetyl chloride dissolved in 10 ml ethyl acetate at 3-6 ° C. 0.1 mol) was slowly added dropwise. At the same temperature, 14 ml (0.1 mmol) of triethylamine dissolved in 10 ml of ethyl acetate were slowly added dropwise. After stirring for 4 hours at 10 ° C. or less, water was added, the organic layer was separated, water was removed with anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed by distillation under reduced pressure. Ethyl acetate was added to the mixture, and the resulting solid was filtered off. The filtrate was collected, and the resultant was column separated using ethyl acetate / hexane (EA / n-HEX) = 1/9 as a developing solvent, thereby obtaining Compound A (10.5 g, 57.2%).
NMR (CDCl3, ppm) : 8.0 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.48 (t, 1H), 7.42 (t, 1H), 4.92 (s, 2H)NMR (CDCl 3 , ppm): 8.0 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.48 (t, 1H), 7.42 (t, 1H), 4.92 (s, 2H)
제조예Production Example 2 2 : 화합물 B의 제조 : Preparation of Compound B
500 ml 에틸 아세테이트에 2-아미노페놀 (2-aminophenol) 10.9 g (0.1 mmol)을 녹인 후, 트리에틸아민 (triethylamine) 14 ml (0.1 mol)을 가하였다. 얼음물로 냉각한 후 10 ml 에틸아세테이트로 희석한 2-클로로아세틸 클로라이드 (2-chloroacetyl chloride) 8 ml (0.1 mol)를 천천히 적가하였다. 동일온도에서 1시간 교반한 후 물을 가하고 에틸아세테이트로 추출하여 무수 황산마그네슘으로 물을 제거한 후 감압증류하여 연노랑색의 고체 12.85 g (76.7%)를 얻었다. 이 중에서 5 g (26.9 mmol)을 취하여 50 ml 톨루엔에 녹이고, p-톨루엔술폰산 (p-toluenesulfonic acid) 1 g 을 가하여 하룻동안 물을 제거하면서 환류하였다. 생성물을 에틸아세테이트와 물로 추출하고 유기층을 취하여 무수 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 감압하여 용매를 제거하였다. 생성된 고체를 에틸아세테이트/헥산 (EA/n-HEX) = 1/4 를 전개용매로 하여 컬럼분리하여 화합물 B (3.5 g, 77.46%)를 얻었다.10.9 g (0.1 mmol) of 2-aminophenol was dissolved in 500 ml of ethyl acetate, and then 14 ml (0.1 mol) of triethylamine were added thereto. After cooling with ice water, 8 ml (0.1 mol) of 2-chloroacetyl chloride diluted with 10 ml of ethyl acetate was slowly added dropwise. After stirring at the same temperature for 1 hour, water was added, extraction was performed with ethyl acetate, water was removed with anhydrous magnesium sulfate, and distilled under reduced pressure to obtain 12.85 g (76.7%) of a pale yellow solid. 5 g (26.9 mmol) was taken and dissolved in 50 ml toluene, and 1 g of p-toluenesulfonic acid was added thereto, and the mixture was refluxed with water for one day. The product was extracted with ethyl acetate and water, the organic layer was taken, water was removed with anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure. The resulting solid was separated by column separation with ethyl acetate / hexane (EA / n-HEX) = 1/4 as a developing solvent to obtain compound B (3.5 g, 77.46%).
NMR (CDCl3, ppm) : 7.7 (m, 1H), 7.5 (m, 1H), 7.3 (m, 2H), 4.7 (s, 2H)NMR (CDCl 3 , ppm): 7.7 (m, 1H), 7.5 (m, 1H), 7.3 (m, 2H), 4.7 (s, 2H)
제조예Production Example 3 3 : 화합물 C의 제조 : Preparation of Compound C
N-페닐-1,2-페닐렌디아민 (N-Phenyl-1,2-phenylenediamine) 3.68 g (20 mmol)을 130 ml의 에틸아세테이트에 완전히 녹인 후, 0~10 ℃에서 1.6 ml (20 mmol)의 2-클로로아세틸 클로라이드 (2-chloroacetyl chloride)를 천천히 가하였 다. 다 가한 후 트리에틸아민 (triethylamine) 2.8 ml (20 mmol)를 천천히 가하였다. 동일 온도에서 1시간 교반한 후 상온에서 하룻동안 교반하였다. 물을 가해 반응을 종료한 후 에틸아세테이트로 추출하고 감압 증류하여 고체를 얻었다. 이 고체에 4 N HCl 100 ml를 가하여 4시간 동안 환류하였다. 상온으로 냉각한 후 중탄산 나트륨 (NaHCO3) 포화 수용액으로 중화하고 에틸아세테이트로 추출한 후 실리카겔을 통과시키고 감압 증류하여 갈색의 화합물 C (4.1 g, 84 %)를 얻었다.3.68 g (20 mmol) of N-Phenyl-1,2-phenylenediamine is completely dissolved in 130 ml of ethyl acetate, and then 1.6 ml (20 mmol) at 0 to 10 ° C. 2-chloroacetyl chloride was added slowly. After addition, 2.8 ml (20 mmol) of triethylamine was added slowly. After stirring at the same temperature for 1 hour, the mixture was stirred at room temperature for one day. Water was added to terminate the reaction, followed by extraction with ethyl acetate and distillation under reduced pressure to obtain a solid. 100 ml of 4N HCl was added to the solid and refluxed for 4 hours. After cooling to room temperature, neutralized with saturated aqueous sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), extracted with ethyl acetate, passed through silica gel and distilled under reduced pressure to obtain a brown compound C (4.1 g, 84%).
NMR (DMSO-d6) : 7.7 ( m, 1H, b ), 7.7~7.5 ( m, 5H ), 7.3~7.2 ( m, 2H ), 7.1 ( m, 1H, b ), 4.8 ( s, 2H )NMR (DMSO-d 6 ): 7.7 (m, 1H, b), 7.7-7.5 (m, 5H), 7.3-7.2 (m, 2H), 7.1 (m, 1H, b), 4.8 (s, 2H)
제조예Production Example 4 4 : 화합물 D의 제조 : Preparation of Compound D
메틸 티오살리실레이트 (Methyl thiosalicylate) 3.36 g (20 mmol), 2-클로로메틸벤즈티아졸 (2-chloromethylbenzthiazole) 3.67 g (20 mmol)을 60 ml의 에탄올에 녹인 후 탄산칼륨 (K2CO3) 8.29 g (60 mmol)을 가하여 4시간 동안 환류하였다. 상온으로 냉각한 후 2N HCl을 가하여 30분간 교반한 후 여과하고 증류수로 씻은 후 진공건조 하였다. 이를 에탄올로 끓이면서 교반하고 여과하여 노란색 화합물 D (4.98 g, 87.8%)를 얻었다.3.36 g (20 mmol) of methyl thiosalicylate and 3.67 g (20 mmol) of 2-chloromethylbenzthiazole were dissolved in 60 ml of ethanol, followed by potassium carbonate (K 2 CO 3 ). 8.29 g (60 mmol) was added and refluxed for 4 hours. After cooling to room temperature, 2N HCl was added thereto, stirred for 30 minutes, filtered, washed with distilled water, and dried in vacuo. It was stirred while boiling with ethanol and filtered to give a yellow compound D (4.98 g, 87.8%).
NMR (CDCl3, ppm) : 7.99~7.94 (m, 2H), 7.88~7.85 (d, 1H), 7.76~7.73 (d, 1H), 7.52~7.42 (m, 3H), 7.38~7.33 (t, 1H)NMR (CDCl 3 , ppm): 7.99-7.74 (m, 2H), 7.88-7.85 (d, 1H), 7.76-7.73 (d, 1H), 7.52-7.42 (m, 3H), 7.38-7.33 (t, 1H)
MS : [M+H]+ = 284MS: [M + H] + = 284
제조예Production Example 5 5 : 화합물 E의 제조 : Preparation of Compound E
메틸 티오살리실레이트 (Methyl thiosalicylate) 1.68 g (10 mmol), 2-클로로메틸 벤즈옥사졸 (2-chloromethyl benzoxazole) 1.68 g (10 mmol)을 60ml의 에탄올에 녹인 후 탄산칼륨 (K2CO3) 4.15 g (30 mmol)을 가하여 하룻동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후 2N HCl 수용액을 가하고 생성된 고체를 여과하고 깨끗한 물로 씻었다. 아세톤을 가하여 30분간 교반한 후 여과하고 진공건조하여 청색 형광을 가지는 연노란색의 화합물 E (1.19 g, 44.6 %)를 얻었다.1.68 g (10 mmol) of methyl thiosalicylate and 1.68 g (10 mmol) of 2-chloromethyl benzoxazole are dissolved in 60 ml of ethanol, followed by potassium carbonate (K 2 CO 3 ). 4.15 g (30 mmol) was added and stirred for one day. After cooling to room temperature, 2N HCl aqueous solution was added, and the resulting solid was filtered and washed with clean water. Acetone was added and stirred for 30 minutes, followed by filtration and vacuum drying to yield a pale yellow compound E (1.19 g, 44.6%) having blue fluorescence.
NMR (CDCl3, ppm) : 8.01~7.98 (d, 1H), 7.80~7.78 (d, 1H), 7.70~7.68 (d, 1H), 7.59~7.56 (d, 1H), 7.50~7.40 (m, 2H), 7.39~7.30 (m, 2H)NMR (CDCl 3 , ppm): 8.01 ~ 7.98 (d, 1H), 7.80 ~ 7.78 (d, 1H), 7.70 ~ 7.68 (d, 1H), 7.59 ~ 7.56 (d, 1H), 7.50 ~ 7.40 (m, 2H), 7.39 ~ 7.30 (m, 2H)
MS : [M+H]+ = 268MS: [M + H] + = 268
제조예Production Example 6 6 : 화합물 F의 제조 : Preparation of Compound F
100ml의 에탄올에 2-클로로메틸 N-페닐 벤즈이미다졸(2-chloromethyl-N-phenylbenzimidazole) 1.21 g (5 mmol)과 메틸 티오살리실레이트 (methyl thiosalicylate) 0.84 g (5 mmol)을 완전히 녹인 후 탄산칼륨 (K2CO3) 2.07 g (15 mmol)를 가하여 4시간동안 환류하였다. 상온으로 냉각한 후 2N HCl 수용액을 가한 후 에틸 아세테이트로 추출하였다. 무수황산 마그네슘으로 남아있는 수분을 제거한 후 용매를 감압증류하였다. 생성된 고체에 에탄올을 가하여 끓이면서 3시간 동안 교반한 후 여과하여 얻어진 고체를 진공건조하여 화합물 F (1.3 g, 76%)를 얻었다.After dissolving 1.21 g (5 mmol) of 2-chloromethyl-N-phenylbenzimidazole and 0.84 g (5 mmol) of methyl thiosalicylate in 100 ml of ethanol, carbonic acid was completely dissolved. 2.07 g (15 mmol) of potassium (K 2 CO 3 ) was added and refluxed for 4 hours. After cooling to room temperature, 2N HCl aqueous solution was added and extracted with ethyl acetate. After removing the remaining water with anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled under reduced pressure. Ethanol was added to the resulting solid, stirred for 3 hours while boiling, and the solid obtained by filtration was dried in vacuo to give Compound F (1.3 g, 76%).
NMR (DMSO-d6) ; 7.8 (m, 1H), 7.8 ~ 7.6 (m, 8H), 7.4 (m, 2H), 7.3 (t, 1H), 7.2 (t, 1H), 7.0 (d, 1H)NMR (DMSO-d 6 ); 7.8 (m, 1H), 7.8 to 7.6 (m, 8H), 7.4 (m, 2H), 7.3 (t, 1H), 7.2 (t, 1H), 7.0 (d, 1H)
MS : [M+H]+ = 343MS: [M + H] + = 343
실시예Example
1 One
: 화합물 17의 제조 : Preparation of
3-히드록시-2-(벤즈옥사졸릴)벤즈티오펜 (3-Hydroxy-2-(benzoxazolyl) benzthiophene) 0.5 g (1.87 mmol)을 에탄올 350 ml에 완전히 녹인 후 아세트산아연 이수화물 (zinc acetate dihydrate) 0.205 g (0.94 mmol)을 가하였다. 50~60 ℃에서 4시간 동안 교반한 후 여과하고 깨끗한 에탄올로 씻은 후 진공건조하여 화합물 17 (0.48 g)을 얻었다. 이 물질은 승화법으로 정제하였다.0.5 g (1.87 mmol) of 3-Hydroxy-2- (benzoxazolyl) benzthiophene was completely dissolved in 350 ml of ethanol, followed by zinc acetate dihydrate. 0.205 g (0.94 mmol) was added. After stirring for 4 hours at 50 ~ 60 ℃ filtered, washed with clean ethanol and dried under vacuum to obtain compound 17 (0.48 g). This material was purified by sublimation.
m.p = 435.9℃,m.p = 435.9 ° C.,
MS : [M+H]+ = 597MS: [M + H] + = 597
실시예Example
2 2
: 화합물 18의 제조 : Preparation of
3-히드록시-2-(2-벤즈티아졸릴)벤즈티오펜 (3-Hydroxy-2-(2-benzthiazolyl) benzthiophene) 3 g (10.6 mmol)을 에탄올 1.2L에 가열하여 완전히 녹인 후, 60 ml의 에탄올 녹인 아세트산아연 이수화물 1.16 g (5.3 mmol)을 가하고, 50~60 ℃에서 4시간 동안 교반한 후 상온으로 냉각하였다. 여과하고 깨끗한 에탄올로 씻은 후 진공건조하여 화합물 18 (2.8 g)을 얻었다. 이 물질은 승화법으로 정제하였다.3 g (10.6 mmol) of 3-hydroxy-2- (2-benzthiazolyl) benzthiophene (3-Hydroxy-2- (2-benzthiazolyl) benzthiophene) was dissolved in 1.2 L of ethanol and completely dissolved. 1.16 g (5.3 mmol) of zinc acetate dihydrate dissolved in ethanol was added thereto, stirred at 50˜60 ° C. for 4 hours, and then cooled to room temperature. Filtration, washing with clean ethanol and drying in vacuo afforded compound 18 (2.8 g). This material was purified by sublimation.
m.p = 410℃,m.p = 410 ° C.,
MS : [M+H]+ = 629MS: [M + H] + = 629
실시예Example 3 3 : 화합물 19의 제조 : Preparation of Compound 19
3-히드록시-(2-(N-페닐벤즈이미다졸릴)벤즈티오펜 (3-Hydroxy-2-(N-phenylbenzimidazolyl)benzthiophene) 1 g (2.92 mmol)을 에탄올 500 ml에 완전히 녹인 후 아세트산아연 이수화물 0.32 g (1.46 mmol)을 가하였다. 60 ℃에서 4시간 동안 교반한 후 상온으로 냉각하고 여과한 후 깨끗한 에탄올로 씻어주었다. 얻어진 고체를 진공건조하여 화합물 19 (1.09 g, 96.7%)을 얻었다. 이 물질은 승화법으로 정제하였다.1 g (2.92 mmol) of 3-hydroxy- (2- (N-phenylbenzimidazolyl) benzthiophene (3-Hydroxy-2- (N-phenylbenzimidazolyl) benzthiophene) was dissolved in 500 ml of ethanol, followed by zinc acetate. 0.32 g (1.46 mmol) of dihydrate were added, stirred at 60 ° C. for 4 hours, cooled to room temperature, filtered and washed with clean ethanol Compound 19 (1.09 g, 96.7%) was dried under vacuum. This material was purified by sublimation.
m.p = 342℃,m.p = 342 ° C.,
MS : [M+H]+ = 747MS: [M + H] + = 747
실시예Example 4 4 : 화합물 39의 제조 : Preparation of Compound 39
3-히드록시-2-(벤즈옥사졸릴)벤즈티오펜 0.5 g (1.87 mmol)을 에탄올 100 ml에 완전히 녹인 후 알루미늄 이소프로폭사이드 (aluminium isopropoxide) 0.025 g (0.125 mmol)을 가하였다. 60~70 ℃에서 하룻동안 교반한 후 상온으로 냉각하고 여과한 다음 깨끗한 에탄올로 씻고 진공건조하여 화합물 39를 얻었다. 이 물질은 승화법으로 정제하였다.0.5 g (1.87 mmol) of 3-hydroxy-2- (benzoxazolyl) benzthiophene was completely dissolved in 100 ml of ethanol, followed by addition of 0.025 g (0.125 mmol) of aluminum isopropoxide. After stirring for one day at 60 ~ 70 ℃, cooled to room temperature, filtered, washed with clean ethanol and dried in vacuo to give compound 39. This material was purified by sublimation.
m.p = 435.9℃,m.p = 435.9 ° C.,
MS : [M+H]+ = 597MS: [M + H] + = 597
실험예Experimental Example 1 One : :
ITO(indium tin oxide)가 1500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 사용한 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며 Millipore Co. 제품의 필터로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시켰다. 산소플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송시켰다.A glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1500 Å was placed in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned. The detergent used was a product of Fischer Co. and Millipore Co. Secondly filtered distilled water was used as a product filter. After ITO was washed for 30 minutes, ultrasonic washing was performed twice with distilled water for 10 minutes. After the distilled water was washed, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, dried and then transferred to a plasma cleaner. The substrate was cleaned for 5 minutes using oxygen plasma and then transferred to a vacuum evaporator.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexanitrile hexaazatriphenylene)을 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 ITO 도전층 및 n-형 유기물을 가지는 양극을 형성하였다. 그 위에 정공을 이송하는 물질인 NPB(600 Å)를 진공 증착한 후 발광층 역할을 하는 상기 실시예 2에서 제조한 화합물 18을 200 Å의 두께로 진공 증착하였다. 발광층 위에 Alq3를 300 Å의 두께로 진공 증착하여 유기물층의 박막 형성을 완료하였다. 상기 Alq3 위에 순차적으로 5 Å의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)와 2500 Å의 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다. 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였고, 리튬 플루오라이드는 0.2 Å/sec, 알루미늄은 3~7 Å/sec의 증착속도를 유지하였다.Hexanitrile hexaazatriphenylene was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the prepared ITO transparent electrode to form an anode having an ITO conductive layer and an n-type organic material. NPB (600 kPa), which is a material for transferring holes, was vacuum deposited thereon, and then Compound 18 prepared in Example 2 serving as a light emitting layer was vacuum deposited to a thickness of 200 kPa. Alq 3 was vacuum deposited to a thickness of 300 kPa on the light emitting layer to form a thin film of the organic material layer. Alq 3 Lithium fluoride (LiF) and 2500 μm thick aluminum were sequentially deposited on the substrate to form a cathode. In the above process, the deposition rate of the organic material was maintained at 1 Å / sec, the lithium fluoride was 0.2 Å / sec, and the aluminum was maintained at the deposition rate of 3-7 Å / sec.
상기 제작된 전기 유기발광 소자에 4.06 V의 순방향 전계를 가한 결과, 10 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.34, y = 0.55 에 해당하는 95 nit 밝기의 녹색 스펙트럼이 관찰되었다.As a result of applying a forward electric field of 4.06 V to the fabricated electroluminescent device, a green spectrum of 95 nit brightness corresponding to x = 0.34 and y = 0.55 was observed based on 1931 CIE color coordinate at a current density of 10 mA /
이 소자는 50 mA에서 550.3시간 후 초기 휘도의 58.4%의 휘도를 유지하였다.The device maintained a luminance of 58.4% of the initial luminance after 550.3 hours at 50 mA.
실험예Experimental Example 2 2 : :
ITO(indium tin oxide)가 1500 Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 사용한 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며 Millipore Co. 제품의 필터로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시켰다. 산소플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송시켰다.A glass substrate coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1500 Å was placed in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned. The detergent used was a product of Fischer Co. and Millipore Co. Secondly filtered distilled water was used as a product filter. After ITO was washed for 30 minutes, ultrasonic washing was performed twice with distilled water for 10 minutes. After the distilled water was washed, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, dried and then transferred to a plasma cleaner. The substrate was cleaned for 5 minutes using oxygen plasma and then transferred to a vacuum evaporator.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌을 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 ITO 도전층 및 n-형 유기물을 가지는 양극을 형성하였다. 그 위에 정공을 이송하는 물질인 NPB(600 Å)를 진공 증착한 후 발광층 역할을 하는 상기 실시예 2에서 제조한 화합물 18과 DCJTB을 100:2의 비율로 200 Å의 두께로 진공 증착하였다. 발광층 위에 Alq3를 300 Å의 두께로 진공 증착하여 유기물층의 박막 형성을 완료하였다. 상기 Alq3 위에 순차적으로 5 Å의 두께로 리튬 플루오라이드(LiF)와 2500 Å의 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다. 상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였고, 리튬 플루오라이드는 0.2 Å/sec, 알루미늄은 3~7 Å/sec의 증착속도를 유지하였다.Hexonitrile hexaazatriphenylene was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on the thus prepared ITO transparent electrode to form an anode having an ITO conductive layer and an n-type organic material. NPB (600 kW), which is a material for transporting holes, was vacuum deposited on the same, and
상기 제작된 전기 유기발광 소자에 4.4 V의 순방향 전계를 가한 결과, 10 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.63, y = 0.36 에 해당하는 2795 nit 밝기의 녹색 스펙트럼이 관찰되었다.As a result of applying a forward electric field of 4.4 V to the fabricated electroluminescent device, a green spectrum of 2795 nit brightness corresponding to x = 0.63 and y = 0.36 was observed based on 1931 CIE color coordinate at a current density of 10 mA /
이 소자는 50 mA에서 288시간 후 초기 휘도의 73%의 휘도를 유지하였다.The device maintained a luminance of 73% of the initial luminance after 288 hours at 50 mA.
실험예Experimental Example 3 3 : :
n-도핑된 저저항 실리콘 웨이퍼를 게이트 전극으로 사용하고, 그 위에 열산화법을 이용하여 두께 3000Å의 SiO2 게이트 절연막을 형성하였다. 이어서, 포토리소그래피 공정으로 금 500Å을 증착하여 채널 길이 10㎛, 채널 폭 300㎛인 소스-드레인 전극을 형성하였다. 이와 같이 얻어진 구조의 기판을 UV-오존 플라즈마 처리하고, 그 위에 HMDS(hexamethyldisilasane)를 30초 동안 3000rpm으로 스핀 코팅한 후, 120 ℃에서 2분간 열처리하였다. 그 위에 상기 실시예 2에서 제조한 화합물 18을 진공 증착하여 유기 박막 트랜지스터로 작동함을 관찰하였다.An n-doped low-resistance silicon wafer was used as the gate electrode, and a SiO 2 gate insulating film having a thickness of 3000 Å was formed thereon by thermal oxidation. Subsequently, gold was deposited by photolithography to form a source-drain electrode having a channel length of 10 μm and a channel width of 300 μm. The substrate having the structure thus obtained was subjected to UV-ozone plasma treatment, spin-coated HMDS (hexamethyldisilasane) at 3000 rpm for 30 seconds, and then heat-treated at 120 ° C. for 2 minutes. It was observed that
본 발명에 따른 유기 금속 착화합물은 유기발광소자, 유기트랜지스터 및 유기태양전지와 같은 유기전자소자에 사용되기 위한 요건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있고, 치환기에 따라 혹은 박막을 형성하는 방법에 따라 비결정성 또는 결정성의 성질을 가질 수 있어 각 소자에서 개별적으로 요구되는 요건도 만족시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유기 금속 착화합물은 상기와 같은 유기 전자 소자에서 다양한 역할을 할 수 있으 며, 유기 발광 소자에 적용 시 소자의 구동 전압을 낮추고, 광 효율을 향상시키며 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 분자간 패킹이 잘되는 성질을 이용하여 전하 이동도가 높고 열적 안정성이 향상된 유기 트랜지트터 등을 얻을 수 있다.The organometallic complex according to the present invention can satisfy the requirements for use in organic electronic devices such as organic light emitting devices, organic transistors and organic solar cells, such as suitable energy level, electrochemical stability and thermal stability, depending on the substituent Alternatively, according to the method of forming a thin film, it may have an amorphous or crystalline property to satisfy the requirements required for each device individually. Therefore, the organometallic complex according to the present invention may play various roles in the organic electronic device as described above. It can improve the service life characteristics. In addition, organic transistors having high charge mobility and improved thermal stability can be obtained by using properties of good intermolecular packing.
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