KR20110084406A - 유기 전자 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
기판, 제1전극, 제2전극 및 전자 전도층을 포함한 유기 전자 소자가 제공되며, 상기 전자 전도층은 상기 전극 중 적어도 하나와 전기 전도적으로 결합하도록 배치되고, 이때 상기 전자 전도층은 유기 화합물과 금속 착물의 공통 기화에 의해 얻어진다.
Description
본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2008 049286.8 및 10 2008 056391.9의 우선권을 청구하고, 그 공개 내용은 참조로 포함된다.
특허청구범위 제1항에 따른 유기 전자 소자가 제공된다.
유기 전자 소자에 있어 널리 알려진 문제는 전자 전도도가 매우 높은 층을 제공해야 한다는 것이다. 소자에서의 전자 전도도는 소자의 효율 및 유효 수명을 위한 결정적인 지표로 작용하는 경우가 많다. 유기 LED(OLED)의 경우, 전자 및 정공의 재조합에 의해 여기자가 형성되고, 상기 여기자는 복사 방출을 위한 물질을 여기시킬 수 있다. 이러한 소자에서, 발광은 여기자 밀도에 직접적으로 의존하고, 다시, 상기 여기자 밀도는 전자 및 정공의 재조합에 의존한다. 대부분의 소자에서 전자 수송을 위해 순 결정 층들이 사용되었다. 이러한 순결정층들은 서로 상이한 전도도를 가진 영역들을 포함한다는 단점이 있다. 그 결과, 전하 캐리어는 항상 최소 저항의 경로를 선택하게 된다. 그러므로, 상기 층에서의 전자 흐름이 균질하지 않다. 전자 흐름이 현저히 더 많이 발생하는 위치에서는 층의 과열 및 그로 인한 손상이 야기될 수 있다.
또한, 전계 발광 소자의 경우, 이러한 비균일한 전자 흐름이 비균일한 방출을 야기한다. 전자 흐름이 더 많이 발생하고 복수 개의 여기자가 형성되는 영역에서는 소자가 복사를 더 많이 방출하고, 따라서 전자 흐름이 적은 영역에서보다 더 밝다.
본 발명의 실시예의 과제는 높은 전자 전도도를 가진 전자 전도층을 유기 전자 소자에 제공하는 것이다.
이러한 과제는 특허청구범위 제1항에 따른 유기 전자 소자에 의하여 해결된다. 다른 실시예, 및 유기 전자 소자의 제조 방법은 다른 청구항의 주제이다.
유기 전자 소자의 실시예는, 기판, 제1전극, 제2전극 및 상기 전극들 중 적어도 하나와 전기 전도적으로 결합하도록 배치된 전자 전도층을 포함하고, 이때 상기 전자 전도층은 유기 화합물과 금속 착물의 공통 기화에 의해 얻어진다.
유기 화합물과 금속 착물의 공통 기화에 의해, 이러한 두 화합물은 가스상에서 상호작용하거나, 또는 기판 표면상에서 만나 서로 상호작용한다. 이러한 상호 작용은 화합물의 상호간 배위를 야기한다. 화합물들은 배위된 상태에서 증착되어, 근거리 질서를 가지는 층이 형성된다. 근거리 질서란, 전체층이 그 자체로 결정성이 아니며, 특정한 패턴에 따라 금속 착물의 직접적인 주변에 유기 화합물이 배치되는 것을 의미하고, 상기 특정한 패턴은 선택된 금속 착물 및 유기 화합물에 의존한다. 그러나, 전체층은 비정질이며, 따라서 원거리 질서를 가지지 않는다. 금속 착물에 유기 화합물이 배위되고, 그에 결부되어 궤도 겹침이 있음으로써, 금속 착물-리간드-전자 수송체에 의해 금속의 부가적 전자가 리간드에 전달될 수 있다(금속-리간드-전하-수송-착물). 이러한 전자는 유기 전자 소자에서 전자 수송을 위해 제공될 수 있다. "자유"전자의 증가에 의해, 소자에서의 전자 전도도가 현저히 개선된다. 이는 유기 전자 소자의 효율 증가 및 유효수명 증가를 가져온다.
유기 전자 소자의 실시예에서 유기 화합물은 금속 원자에 배위된다.
유기 화합물이 중심 원자에 배위되는 것은 직접적으로 또 다른 원자를 거쳐 이루어지거나, 또는 방향족계를 거쳐 이루어질 수 있다. 유기 화합물이 배위될 때 또는 그 이후에, 바람직하게는, 먼저 존재하는 금속 착물의 리간드는 분리되지 않고, 즉 리간드 교환이 일어나지 않는다. 금속 착물은 다른 부가적 리간드를 수용할 수 있고, 따라서 중심 원자에서 자유 배위 지점을 포함하고, 상기 배위 지점은 다른 리간드에 의해 채워질 수 있다.
이러한 맥락에서 F.A. Cotton의 문헌이 참조된다(F.A. Cotton et al., Organometallics, 1999, 18, 2724-2726). Cotton의 공개 문헌에서는, 방향족, 이 경우 6-접힘 메틸화된 벤졸환이 로듐 착물에 어떻게 배위되는 가가 기술되어 있다. 방향족계의 배위에 의해 사슬이 형성될 수 있고, 이때 2개의 금속 착물은 유기 화합물에 의해 가교된다고 기술되어 있다. 방향족은, 가교되어 인접한 금속 착물들 사이에서 수직으로 또는 거의 수직으로 위치한다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 금속착물은 1개보다 많은 중심 원자를 포함한다.
1개보다 많은 중심원자가 있음으로써, 복수 개의 유기 화합물들이 금속 착물에 동시에 배위될 수 있는 가능성이 개선된다. 바람직하게는, 금속 착물은 2개의 금속 중심 원자들을 포함한다. 이 경우, 두 중심 원자 중 각각은 하나의 배위 지점을 포함하며, 이때 입체 장애를 야기하지 않는다. 금속 착물의 두 중심 원자는 상호작용하거나 상호작용하지 않을 수 있다. 2개의 중심 원자를 포함한 금속 착물은 사슬 형성을 위해 매우 잘 맞다. 이러한 맥락에서, Organometallics에서 Cotton의 공개 문헌이 한번 더 참조된다. 여기서는, 2개의 로듐 중심 원자들을 포함한 금속 착물의 사슬 형성이 고찰되고 있다. 금속 착물, 그리고 2개의 인접한 착물들을 가교하는 방향족이 사슬형으로 연속하는 것이 도시되어 있다. 이때, 방향족은 금속 착물들 사이에서 수직으로 정립하며, Rh-Rh-축은 방향족상에서 수직으로 정립한다. 본 발명에 따른 실시예를 위해, 중심 원자축이 연장된 부분에서 어떠한 리간드도 포함하지 않는 2개의 중심 원자들을 구비한 금속 착물들이 선호됨으로써, 중심 원자는 2개의 자유 배위 지점, 바람직하게는 대향된 배위 지점을 포함한다. 이러한 점은 예를 들면 Cotton의 공개 문헌에서 로듐 착물의 경우에 대해 제공되어 있다. 이러한 금속 착물을 위해서는, 중심 원자축이 연장된 부분에서 대향된 양측에 부가적인 리간드가 결합하는 것이 입체상의 이유로 매우 간단하다.
유기 전자 소자의 실시예에서 중심원자 또는 중심원자들은 Cr, Mo 또는 W 중에서 선택된다.
이때, W는 가장 바람직한 금속 중심 원자이다. 더욱 바람직하게는, 금속 착물에서 모든 중심 원자가 W이다. Cr, Mo, W라는 원소는 2가지 이유로 매우 유리한 것으로 확인되었다. 한편으로, 상기 원소는 부가적인 리간드와 배위될 가능성을 제공할 뿐만 아니라, 다른 한편으로는 리간드의 적합한 선택 시 상기 원소의 금속 착물이 매우 낮은 이온화 엔탈피(ionization enthalpy)를 포함한다. 이는, 이러한 금속 착물이 "자유" 전자를 제공할 수 있고, 이를 위해 충분히 준비되어 있음을 의미한다. 이러한 전자는 예를 들면 부가적으로 결합한 리간드에 전달될 수 있다. 이러한 배위, 그리고 이와 결부된 금속착물-리간드-전자 수송(charge-transfer-complex)에 의해, 전자 전도층에는 전하 수송을 위한 부가적 전자들이 제공될 수 있다. 이러한 전자에 의해 유기 전자 소자에서 전하 수송이 증가할 수 있고, 이는 소자의 효율을 향상시킨다. 이러한 맥락에서 F.A. Cotton의 공개 문헌이 참조된다(F.A. Cotton et al., Science, Vol. 298, 2002, p1971-1974). Cotton의 공개 문헌에서 W2(TBD-A)4-착물은 이하의 식으로 개략적으로 나타낸 바와 같이 관찰된다:
Cotton은 그의 공개 문헌에서, 이러한 착물이, 전자 배좌가 닫힌 즉 채워진 전자 껍질(electron shell)을 포함하면서도 극히 낮은 이온화 가능성을 제공하는 화합물에 속한다고 밝혔다. 또한, Cotton은, 상기 착물에서 중심 원자들은 매우 높은 산화 단계를 수용할 수 있음을 보여주었다. 그러므로, 두 W-중심 원자들로부터 많은 전자들이 배출될 수 있다.
Cotton의 다른 공개 문헌(F.A. Cotton et al., Inorganic Chemistry Communications, Vol. 6, 2003, pp121-126)에서 Cotton은 W2(TBD-A)4-착물의 합성 경로를 제시하였다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은 이종방향족을 포함한다.
바람직하게는, 유기 화합물은 1개보다 많은 이종 방향족을 포함한다. 이러한 점은 유기 화합물이 복수 개의 금속 착물들에 동시에 배위될 수 있도록 한다. 방향족에 비해, 이종 방향족은 앞서 인용한 Organometallics에서 Cotton의 공개 문헌에 기재된 바와 같은 방향족계(π-전자)에 의해서만 상기 이종 방향족이 금속 착물에 배위될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 상기 배위가 직접적으로 이종 방향족에 의해 이루어질 수 있다는 이점을 제공한다. 유기 화합물에서 이종 방향족의 수가 많을 수록 금속 착물을 위해 가능한 배위 지점의 수도 많아진다. 이때, N은 가장 바람직한 이종 방향족이다. N은 대부분의 자유 전자쌍에 의해 금속 착물에 대한 매우 양호한 배위도를 포함한다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은 C-C 결합에 의해 방향족과 공액된(conjugated) 이종 방향족을 포함한다.
C-C 결합이란 탄소-탄소 단일 결합으로 이해할 수 있으며, 즉 이종 방향족과 방향족이 축합되지 않는다. 이종 방향족이 C-C 단일 결합에 의해 또 다른 방향족과 연결되는 이와 같은 체계는 축합계에 비해, 입체적으로 까다롭지 않고 용적이 커서 금속 착물에 더욱 용이하게 배위될 수 있거나 복수 개의 금속 착물들에 더욱 양호하게 동시에 배위될 수 있다는 이점이 있다. 이종 방향족에서 이종 원자는 바람직하게는 N, O 또는 S이며, 이때 N은 매우 바람직하다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은 축합계를 형성하지 않는 이종 방향족만을 포함한다. 이종 방향족은 다른 이종 방향족계 또는 방향족계와 축합되지 않는다. 이 경우에도, 축합계에 비해 비축합계의 입체적 이점이 얻어진다. 바람직하게는, 이종 방향족에서 이종 원자는 N, O 또는 S이며, 이때 N은 매우 바람직하다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은 1개 또는 2개의 이종 원자를 가지는 이종 방향족만을 포함한다. 이종 방향족이란 전체의 축합계를 의미할 수 있다. 이종 원자, 또는 이종 방향족에서의 이종 원자는 N, O 또는 S인 것이 바람직하며, 이때 N은 매우 바람직하다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은 6개의 원자들로 환을 형성하는 이종 방향족만을 포함한다. 가장 양호한 경우에, 이러한 이종 방향족에 의해, 다른 이종 방향족 또는 방향족과의 공액 시, 비국소화된(delocalized) π-전자계가 구축될 수 있고, 이러한 전자계는 부가적인 전하를 양호하게 수용할 수 있다. 바람직하게는, 이종 방향족에서의 이종 원자는 N, O 또는 S이고, 이때 N은 매우 바람직하다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은 일반식:
을 포함하고, 이때 환의 구성요소인 A 내지 F는 서로에 대해 무관하게 C를 나타내거나, 1개 또는 2개의 환 구성요소는 N일 수 있고,
n은 2 내지 8이며, 이때 말단의 자유가는 각각 서로에 대해 무관하게 H, 메틸, 페닐, 2-피리딜, 3-피리딜 또는 4-피리딜로 포화될 수 있고,
R1 내지 R4는 각각 서로에 대해 무관하게 H, 메틸, 페닐, 2-피리딜, 3-피리딜 또는 4-피리딜일 수 있거나/있고 R1과 R2 또는 R3과 R4는 부타디엔 또는 아자부타디엔유닛에 의해 상호간에 결합할 수 있어, 6환이 형성되고, 그리고 n번째환과 (n+1)번째환 사이에서 에틸렌유닛 또는 아조메틴유닛에 의해 결합될 수 있고, 이때 페난트렌유닛 또는 아자페난트렌유닛이 형성된다.
이러한 일반식을 가진 화합물은 금속 착물에 배위될 수 있다. 또한, 이러한 일반식의 화합물은, 전원 차단된 상태에서 유기 전자 소자의 색인상을 조절하기에 적합하다.
금속 착물 및 유기 화합물의 적합한 선택에 의해, 적어도 전원차단된 전자 구동 상태에서 원하는 외부의 현상 이미지를 위해 소정의 색 인상이 보장될 수 있다. 이러한 점은, 전자 전도층에서 전하-수송-착물의 형성에 의해 가능할 수 있다. 이때, 금속 착물 및 유기 화합물은 전자-공여체-수용체-착물을 형성하고, 이러한 착물의 흡수 대역은 가시 파장 영역에 있는 것이 바람직하다. 전하-수송-착물의 흡수 대역은 상기 착물의 HOMO와 LUMO의 각각의 상대적인 에너지 상태에 의존한다. 그러므로, 전하-수송-착물은 소정의 색인상을 구현할 수 있다.
이러한 화합물은 부가적으로 양호한 전하 수송 특성을 가지며, 이러한 특성은 환계에서 질소 원자의 수에 따라 제어될 수 있다.
공축합(co condensation)에 의해 형성된 착물의 흡수 대역은 목적한 바에 따라, 전원 차단된 상태에서 소자에서 발생하는 색인상에 영향을 미친다. 올리고-피리딜- 및/또는 피리미딜-아렌은 그 배열에 있어 자유롭게 치환될 수 있고, 말단에서는 다시 치환기로서의 페닐, 피리딜, 피리미딜 및 수소와 메틸을 담지할 수 있다. 올리고란, n = 2 내지 8의 값 범위를 가질 때로 이해할 수 있다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은:
로부터 선택된다.
구조 I 내지 XIII에 도시된 화합물은 전자 전도층을 위한 유기 화합물로서 특히 양호하게 적합하다. 이러한 화합물 각각은 방향족뿐만 아니라 질소이종고리도 포함한다. 이러한 화합물 각각은 금속 착물을 위한 복수 개의 배위 지점을 포함한다. 화합물 I 내지 XIII는 2차원 사슬의 형성을 가능하게 할 뿐만 아니라, 다수의 배위 지점을 가지고 있어 3차원망의 형성도 구현할 수 있다. 이때, 유기 화합물은 2개보다 많은 수의 금속 착물에 배위된다. 또한, 이러한 화합물은 예를 들면 축합 방향족 또는 전자 공액 상태의 방향족과 같이 비국소화된 큰 전자계를 제공한다. 비국소화된 전자계에 의해, 화합물은 다른 음 전하를 매우 양호하게 수용 및 수송할 수 있는데, 이러한 부가적 전하가 분자내의 복수 개의 원자들상에 간단히 분포할 수 있기 때문이다. 그러므로, 배위된 금속 착물은 상기 금속 착물에 배위된 유기 화합물상에 음 전하를 양호하게 전달할 수 있다. 또한, 유기 화합물 I 내지 XIII의 전자는 유기 화합물 자체내에서도 계속 전달될 수 있다. 마찬가지로, 이러한 점은 전자 전도층에서 양호한 전자 전도도를 위해 결정적이다.
유기 전자 소자의 다른 실시예에서, 유기 화합물은:
구조 I, II, XIV 내지 XXIII에 도시된 화합물은 전자 전도층을 위한 유기 화합물로서 특히 양호하게 적합하다. 이러한 화합물 각각은 질소이종고리 및 부가적으로 또 다른 질소이종고리 또는 C-원자들로 구축된 이종 방향족을 포함한다. 이러한 화합물 각각은 금속 착물을 위한 복수 개의 배위 지점을 포함한다. 화합물 I, II, XIV 내지 XXIII는 2차원 사슬의 형성을 구현할 뿐만 아니라, 다수의 배위 지점에 의해 3차원망의 형성도 가능하다. 이때, 유기 화합물은 2개보다 많은 수의 금속 착물에 배위된다. 또한, 이러한 화합물은 예를 들면 축합 방향족 또는 전자 공액 상태인 방향족과 같이 비국소화된 큰 전자계를 제공한다. 비국소화된 전자계에 의해, 화합물은 다른 음 전하를 매우 양호하게 수용 및 수송할 수 있는데, 이러한 부가적 전하가 분자내의 복수 개의 원자들상에 양호하게 분포할 수 있기 때문이다. 그러므로, 배위된 금속 착물은 상기 금속 착물에 배위된 유기 화합물에 음의 전하를 양호하게 전달할 수 있다. 또한, 유기 화합물 I, II, XIV 내지 XXIII의 전자는 유기 화합물내에서도 양호하게 계속 전달될 수 있다. 이러한 점도 역시, 전자 전도층에서의 양호한 전자 전도도를 위해 결정적이다.
유기 전자 소자의 일 실시예에서, 유기 화합물의 적어도 일부는 2개의 금속 착물들을 상호간 가교시켜, 사슬형 구조가 형성되거나/형성되고 유기 화합물의 적어도 일부는 2개보다 많은 수의 금속 착물을 상호간 가교시켜, 망형 구조가 형성된다.
예를 들면 2핵 금속 착물과 같은 금속 착물의 적합한 선택, 및 예를 들면 화합물 I 내지 XXIII와 같은 유기 화합물의 적합한 선택에 의해, 금속 착물과 유기 화합물이 공통으로 기화되어 가스상에서 또는 증착된 표면상에서 상호 작용하고, 이로써 상기 화합물들이 서로간 배위된다. 배위는 전자 전도층이 형성될 때도 유지된다. 이러한 배위는 2차원 사슬 또는 3차원 망의 형성을 야기할 수 있다. 사슬 또는 망은 기화 공정에서 사슬 또는 망으로서 증착되며, 또한 사슬 또는 망으로서 유기 전자 소자내의 전자 전도층에 존재한다. 사슬 구조 또는 망 구조의 형성은, 금속 착물로부터 부가적 전자들이 유기 화합물로 전달될 수 있게 하고, 상기 부가적 전자들은 전자 전도층에서 전하 수송을 위해 제공된다. 이러한 맥락에서, F.A. Cotton의 공개 문헌이 참조된다(F.A. Cotton et al., Inorganic Chemistry, Vol. 41, No.11, 2002, p2903-2908). 상기 공개 문헌에서는, 특히, 2개의 로듐 중심 원자들을 포함한 금속 착물 및 규소 유기 화합물에 대하여, 유기 화합물에 복수 개의 금속 착물들이 다중 배위됨으로써 어떻게 사슬 구조가 형성될 수 있는가를 설명하고 있다. Cotton의 공개 문헌의 다른 예에서, 트리피리딘메탄올(HO-C-(C5H4N)3)의 예가 제시되는데, 피리딘은 질소이종고리 및 방향족계에 의해 동시에 2개의 금속 착물에 배위될 수 있다. 분자의 또 다른 2개의 피리딘 치환기도 마찬가지로 다른 금속 착물에 배위될 수 있다. 이러한 예는, 유기 화합물의 적합한 선택에 의해 동시에 복수 개의 금속 착물에 배위될 수 있음을 분명하게 시사한다. 금속 착물의 적합한 선택에 의해, 1개보다 많은 유기 화합물이 상기 금속 착물에 배위될 수 있어서, 전자 전도층에서 사슬 구조 및/또는 망 구조가 야기된다.
유기 전자 소자의 실시예에서, 전자전도층은 비정질이고, 마이크로결정 내지 나노결정 근거리 구조를 포함한다.
예를 들면 전자전도층을 위해 사용되는 바와 같은 유기 화합물이 기화에 의해 증착되면, 유기 화합물의 결정화가 이루어질 수 있다. 순 결정 전자 전도층은, 상기 층이 서로 다른 전도도를 가진 영역들을 포함한다는 점에서 불리하다 것이 확인되었다. 전압이 인가되면 상기 층에서 서로 다른 전류 밀도가 발생한다. 전류 밀도가 매우 높은 영역들에서는 과열이 발생하여 전자전도층이 손상될 수 있다. 광 방출 소자의 경우, 전도도가 서로 다르면 부가적으로 비균일한 방출도 야기할 것이다. 이러한 문제는 매크로적 치수에서 나노적인 치수에 이르는 비정질 전자 전도층에 의해 감소한다. 이러한 층은 유기 화합물과 금속 착물의 공통 기화에 의해 얻어지며, 이때 유기 화합물은 금속 착물에 배위되고 이를 통해 결정화가 중지된다. 그러나, 금속 착물에 의해, 지금 매크로적 치수에서 나노적 치수에 이르는 비정질 구조가 여전히 양호한 전자 전도 특성을 가지는 것이 보장되어야 한다. 이는 예를 들면, 부가적 화합물이 부가적인 전하 캐리어를 제공함으로써 가능할 수 있다. 금속 착물에 배위되어 마이크로결정 구조를 형성하는 유기 화합물은 중심 원자로부터 제공되는 부가적 전하 캐리어를 수용할 수 있다. 그러므로, 결정층에 비해 감소된 전하 캐리어 이동도는 전하 캐리어 수를 늘려줌으로써 보상된다. 예를 들면, 이러한 층을 포함한 OLED와 같은 유기 전자 소자는 균일하게 발광한다. 매크로결정층을 포함하는 OLED 장치의 입경에서 전도도가 변경되어, 비균일한 발광상이 야기되거나, 예를 들면 과전류에 의해 LED가 특정 지점에서 파괴된다.
유기 전자 소자의 실시예에서, 전자 전도층은 복사 방출 물질을 포함하지 않는다.
그러므로, 이러한 실시예에서는, 전자 전도층으로부터 복사가 방출될 수 없다. 유기 화합물뿐만 아니라 금속 착물도 상기 실시예에서는 복사를 방출할 수 없다.
유기 전자 소자의 실시예에서 포함하는 금속 착물의 경우, 상기 금속 착물의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 상기 금속 착물에 배위된 유기 화합물의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)보다 상기 금속 착물의 이온화 에너지에 더 가까이 위치한다.
이러한 점은, 닫힌 전자 구조를 포함하는 금속 착물도 착물-리간드-전하 수송에 의해 착물로부터 리간드로 전자를 전달할 수 있도록 한다. 전달된 전자는 전자 전도층의 전자 전도도에 현저한 기여를 한다. 이러한 맥락에서, 다시 Science에서 Cotton의 공개 문헌이 참조되며, 상기 문헌은 이미 앞의 단락에서 논의한 바 있다. 이러한 공개 문헌에서 Cotton은 일반식 M2(TBD-A)4을 가진 착물의 극히 낮은 이온화 엔탈피를 기술하는데, 이때 공개 문헌에서는 중심 원자(M)가 Cr, Mo 또는 W로부터 선택된다. TBD-A는 1,5,7-트리아자비사이클로[4.4.0]dec-5-ene의 음이온을 나타낸다. Cotton은 그의 공개 문헌에서 금속 착물 및 TBD-A 리간드의 궤도에 대해 더 정확히 고찰한다. 여기서, Cotton은 낮은 이온화 엔탈피가 특히 TBD-A 리간드의 LUMO에 대해 상대적인 금속 착물의 HOMO 위치에 근거한다는 것을 밝혔다.
바람직하게는, 유기 전자 소자는 전계 발광층을 포함한 유기 LED(OLED)로서 형성된다. 유기 전자 소자는 예를 들면 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 태양 전지 또는 유기 포토검출기를 가리킬 수 있다. 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET)는 소스, 게이트, 드레인이라는 3개의 연결부를 포함한다. 기판은 게이트 전극으로서 이용될 수 있다. 이 경우, 기판으로부터 절연층이 수반되고, 상기 절연층상에 소스와 드레인 연결부가 배치된다. 소스와 드레인사이에서 뿐만 아니라, 두 개의 연결부 상부에도 유기 반도체층이 배치된다. 유기 태양 전지의 경우, 기판상에 2개의 전극이 포개어져 배치되고, 상기 전극들 사이에 유기 광활성층이 위치한다. 광활성층은 광을 흡수하여, 층에서 전하 분리가 일어난다. 이와 같이 형성된 전자는 애노드로 이동하고, 정공은 캐소드로 이동하여 전류 흐름이 발생한다.
전자 전도층은, 특히 양호한 전자 수송에 의존하는 효율을 가지는 유기 전자 소자를 위해 매우 양호하게 적합하다. 그러므로, 예를 들면 OLED에서 발광은 직접적으로, 형성되는 여기자의 수에 의존한다. 이는 다시, 얼마나 많은 전자 및 정공이 재조합하는 가에 의존한다. 전자 수송 및 정공 수송이 양호하면 재조합비율이 증가하고, 따라서 OLED의 발광 및 효율이 양호하다.
유기 전자 소자 그 자체 외에, 유기 전자 소자의 제조 방법도 청구된다.
유기 전자 소자의 제조 방법의 변형예는, A) 단계로서 기판의 제공 단계, B) 단계로서 제1전극의 적층단계, C) 단계로서 기판상에 전자 전도층의 증착단계, D) 단계로서 제2전극의 적층단계를 포함하고, 이때 전자 전도층의 증착 단계는 금속 착물과 유기 화합물을 동시에 기화시킴으로써 수행한다.
이러한 방법에 의하여, 예를 들면 특허청구범위 제1항에 청구된 바와 같은 유기 전자 소자가 제조될 수 있다. 전자 전도층은 직접적으로 기판상에 증착될 수 있거나, 먼저 기판상에 다른 층들이 증착될 수 있고, 이후 전자 전도층은 이미 기판상에 위치한 층들상에 증착된다. 상기 다른 층은 예를 들면 전극층이다. 전자 전도층의 증착은 금속 착물과 유기 화합물을 동시에 기화시킴으로써 수행한다. 동시 기화에 의해, 분자들 상호간에 상호작용이 가능하다.
방법의 다른 변형예에서, 유기 화합물은 공통 기화에 의해 금속 착물에 배위된다.
금속 착물 및 유기 화합물의 동시기화에 의해, 두 화합물이 동시에 나란히 가스상으로 존재한다. 따라서, 유기 화합물이 가스상에서 금속 착물에 배위될 수 있다. 배위는 예를 들면 유기 화합물의 이종방향족에 의해 수행될 수 있다. 전자 전도층을 위한 증착 시, 상기 배위는 유지된다.
한편, 금속 착물 및 유기 화합물이 우선 코팅될 표면상에서, 또는 표면에 도달할 때 차례로 만나서 전자 전도층을 형성하면서 유기 화합물이 금속 착물에 배위될 수 있다.
방법의 다른 변형예에서, 전자 전도층은 사슬형 구조 또는 망형 구조로서 증착된다.
유기 화합물이 가스상에서 금속 착물에 배위됨으로써, 사슬형 또는 망형 구조가 형성될 수 있다. 이러한 사슬형 또는 망형 구조는 이러한 구조로 증착되어 유기 전자 소자의 전자 전도층에서 이러한 구조로서 존재한다.
표면에 도달할 때, 분자들은, 배위 지점을 발견하고 적합한 에너지 구성비에 있어 자유로울 때까지, 즉 배위될 수 있을 때까지 이동한다.
방법 변형예에서, 전자 전도층의 망상화 정도(degree)는, 기화 시 금속 착물과 유기 화합물간의 비율에 의해 제어된다.
금속 착물 대 유기 화합물의 비율에 따라, 망상화의 정도 및 망상 구조 또는 사슬 구조의 형성이 제어될 수 있다. 이와 관련하여, 유기 화합물은 금속 착물과의 분자비에 비해 잉여 상태에서 기화된다.
이때, 금속 착물과 유기 화합물을 포함한 층에서 금속 착물의 비율은 1 내지 50 mol-%일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 25 mol-%이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 15 mol-%이다.
방법의 다른 변형예에서, 유기 화합물은 기화 전에 금속 착물에 배위되지 않는다.
금속 착물 및 유기 화합물은 예를 들면 공간적으로 서로 분리된 2개의 서로 다른 용기에서 기화될 수 있다. 그러나, 고체상에서 화합물들간의 반응 또는 배위가 일어나서 공통의 용기에서 화합물들이 기화되는 경우 없이, 두 화합물들이 하나의 용기에 제공될 수 있다.
이하, 제조 방법의 변형예에 의거하여 예시적으로 더욱 상세히 설명된다.
진공 용기에서 전기적으로 가열될 수 있는 석영노 또는 세라믹노에서 200 mg W2(TBD-A)4가 제공된다. 다른 석영노 또는 세라믹노에서 앞서 언급한 구조 I의 유기 화합물이 제공된다. 구조화된 ITO전극(인듐주석산화물)을 포함한 60 mm x 60 mm의 유리판이 상기 석영노 또는 세라믹노로부터 약 25 cm 이격된 기판 홀더상에 고정된다. 기판 개구가 닫히고, 두 개의 소스가 4.5 nm/sec.의 증착비로 조정된다. 기화 시, 금속 착물 대 유기 화합물의 몰 비율은 1 내지 9였다. 150 nm의 층 두께를 가진 전자 전도층이 증착된다. 전자 전도층은 금속 착물 W2(TBD-A)4 및 유기 화합물 I로 이루어진 3차원망을 포함한다. 유기 전자 소자는 150 nm두께의 알루미늄 전극을 포함하며 완성된다.
앞서 기술한 유기 전자 소자, 즉 OLED의 제조 방법의 다른 변형예에서, 전자 전도층의 앞에는 앞서 언급한 구조 I의 10 nm두께의 유기 화합물층이 증발증착된다. 층 두께가 얇기 때문에, 유기 화합물의 결정화가 야기되진 않는다. 먼저 증발증착된 유기 화합물(I)의 층은 W2(TBD-A)4 착물에 의한 방출 고갈을 줄인다. 이는, 소자에서 다시 흡수되는 복사의 비율이 감소한다는 것을 의미한다.
방법의 다른 변형예에서, 앞서 언급한 구조 I의 유기 화합물 대신 앞서 언급한 구조 II의 유기 화합물이 사용된다.
이하, 본 발명의 변형예가 도면 및 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 OLED로서 형성되며 별도의 방출층을 포함하는 실시예의 개략적 측면도이다.
도 2는 OLED로서 형성되며 9개의 층들을 포함하는 실시예의 개략적 측면도이다.
도 3은 OLED에 사용되는 3개의 화학적 화합물의 구조식이다.
도 4는 광전 소자의 실시예에서 에너지 레넬이다.
도 5는 OLED의 실시예에서 전압에 대한 전류 밀도를 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 6은 OLED의 실시예에서 전압에 대한 발광을 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 7은 OLED의 실시예에서 발광에 대한 복사 효율을 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 8은 OLED의 실시예에서 시간에 대한 발광을 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 9는 유기 전계 효과 트랜지스터로서 형성되는 실시예의 개략적 측면도이다.
도 2는 OLED로서 형성되며 9개의 층들을 포함하는 실시예의 개략적 측면도이다.
도 3은 OLED에 사용되는 3개의 화학적 화합물의 구조식이다.
도 4는 광전 소자의 실시예에서 에너지 레넬이다.
도 5는 OLED의 실시예에서 전압에 대한 전류 밀도를 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 6은 OLED의 실시예에서 전압에 대한 발광을 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 7은 OLED의 실시예에서 발광에 대한 복사 효율을 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 8은 OLED의 실시예에서 시간에 대한 발광을 나타내는 3개의 측정 곡선이다.
도 9는 유기 전계 효과 트랜지스터로서 형성되는 실시예의 개략적 측면도이다.
도 1은 기판(1), 그 위에 배치된 제1전극(2) 및 제2전극(4)을 포함하는 층 시퀀스를 도시한다. 두 개의 전극들 사이에 전자 전도층(3) 및 방출층(5)이 위치한다. 전극에 전압이 인가되면 두 전극 중 하나, 즉 캐소드는 층들(3, 5)안으로 전자를 주입시키고, 다른 전극으로부터는 정공이 주입된다. 전자 및 정공의 재조합에 의해 여기자가 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 복사는 방출층(5)으로부터 방출된다. 이러한 방출층에는 여기자에 의해 방출이 여기될 수 있는 물질이 위치한다. 여기서 다루는 것은 예를 들면 인광 물질 또는 형광 물질을 가리킬 수 있다.
도 2는 OLED로서 형성되는 소자의 실시예를 도시한다. 도면에서는 9개의 층들로 이루어진 층 스택의 개략적 측면도가 도시되어 있다. 이때, 예를 들면 유리 소재인 기판(1)상에는 예를 들면 투명하고 ITO(인듐주석산화물) 소재인 제1전극(2)이 배치된다. 상기 전극(2)상에 정공 주입층(13)이 배치되며, 상기 정공 주입층상에 다시 정공 수송층(14)이 배치된다. 정공 수송층(14)상에 유기 활성층, 즉 유기 방출층(5)이 위치하며, 상기 유기 방출층상에 다시 정공 차단층(16)이, 정공 차단층상에는 전자 수송층(17)이 수반되며, 전자 수송층상에는 전자 주입층(18)이 배치된다. 전자 주입층(18)상에 예를 들면 금속 전극인 제2전극(4)이 위치한다.
제1 및 제2전극층(2, 4) 사이에 전압이 인가되면, 전류가 소자를 통해 흐르며, 방출층(5)에서는 복사가 방출되고, 상기 복사는 예를 들면 가시광의 형태로 예를 들면 제1전극층(2) 및 기판(1)을 경유하여 소자로부터 아웃커플링될 수 있다. 대안적으로, 또한 부가적으로, 또는 독자적으로 제2전극층(4)이 투명하게 형성될 수 있고, 광은 두 전극층을 경유하거나 제2전극층(4)만을 경유하여 소자로부터 나올 수 있다.
본 발명에 따른 전자 전도층은, 전자가 수송되는 모든 층일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 전자 전도층은 전자 수송층(17) 또는 전자 주입층(18)을 가리킨다. 전자 수송이 개선됨으로써, 전자 및 정공이 더 많이 재조합할 수 있고, 따라서 여기자가 더 많이 형성된다. 여기자의 수가 증가함에 따라 방출 및 그로 인한 광 수율이 증가한다.
본 발명에 따른 전자 전도층(3)은 전하 캐리어 생성층일 수도 있다(도면에 미도시됨). 전하 캐리어 생성층은 중간층을 포함하거나 포함하지 않은 채로 정공 수송층에 인접할 수 있다. 전하 캐리어 생성층에 의해, 예를 들면 다양한 OLED들이 상호간에 적층될 수 있다. 전하 캐리어 생성층은 이러한 목적으로, 즉 2개의 OLED스택들간의 중간층으로서 배치되어, 다른 전압 공급부를 구비할 수 있다. 이는 특히, 상기 중간층의 조절에 의해 2개의 OLED 스택들이 다양한 전압 전위로 제어될 수 있음을 의미할 수 있다.
도 3은 예를 들면 OLED에 사용될 수 있는 3개의 유기 화합물의 구조를 도시한다. 제1구조식은 예를 들면 방출 물질을 위한 매트릭스 및 정공 수송층으로서 적합한 NPB(N, N'-Di(나프틸-l-yl)-N-N'-디페닐-벤지딘)을 나타낸다. 제2구조식은 Ir(ac)(이리듐(III)비스(2-메틸디벤조-[f,h]퀴녹살린)(아세틸아세토네이트))를 나타낸다. Ir 착물은 예를 들면 OLED에서 적색 인광 색소로서 사용될 수 있다. 제3구조식은 TPBI(1,3,5-트리스(1-페닐-1H-벤지미다졸-2-yl)벤젠)을 나타내고, 이는 유기화합물 III이다. 이러한 화합물은 특히 정공 차단층을 위해, 그리고 전자 전도층(3)을 위해 사용될 수 있다.
도 4는 OLED로서 형성되는 본 발명에 따른 장치의 실시예에서 개별층들의 에너지 레벨을 개략적으로 도시한다. 개별층들의 층 두께와 함께 각각의 LUMO 및 HOMO가 제공된다. ITO로 제조되는 투명 애노드상에 30 nm두께의 NPB층이 배치된다. 정공 수송 기능을 하는 NPB 소재의 제1층 이후 다른 층이 수반되고, 상기 다른 층에서 NPB는 매트릭스 물질로서 역할한다. 이러한 NPB소재의 제2층은 7 nm두께이며 부가적으로 10 mol-% 이리듐(III)bis(2-메틸디벤조-[f,h]퀴녹살린)(아세틸아세토네이트) (Ir(ac)) 성분을 포함하고, 그 구조식은 도 3에 도시되어 있다. 인광 물질 Ir(ac)의 LUMO뿐만 아니라 HOMO는 이에 대응되는 매트릭스 물질 NPD의 에너지 레벨바로 아래에 위치한다. 방출층 이후, 유기 화합물 III의 10 nm두께의 TPBI층이 배치된다. 상기층은 정공 차단 기능을 한다. TPBI의 에너지 레벨은, 각각, 그에 대응하는 인광 물질의 에너지 레벨보다 낮다. 정공 차단층 다음에 전자 전도층(ETL)이 수반된다. 이 층은 상기 실시예에서 30 nm의 층 두께를 가진다. 본 발명에 따른 실시예에서, 전자 전도층은 금속 착물 및 유기 화합물을 포함한다. 전자 전도층은 금속 착물과 유기 화합물이 동시 기화됨으로써 얻어진다. 상기 실시예에서, 전자 전도층은 전자 주입층의 기능뿐만 아니라 전자 수송층의 기능도 한다. 전자 전도층의 에너지 레벨은 그에 대응되는 정공 차단층의 에너지 레벨을 초과한다. 전자 전도층 다음에 Al 소재의 캐소드가 수반된다. 이제 애노드와 캐소드에 전압이 인가되면, 애노드로부터 정공이, 캐소드로부터 전자가 정공 수송층 또는 전자 수송층으로 유도된다. 이 부분에서부터 양의 전하 캐리어, 즉 "정공" 및 전자는 인광 물질로 도핑된 NPB층으로 이동한다. 적색 방출체상에서 정공 및 전자가 재조합할 때, 여기자가 형성되고, 여기자는 방출을 위해 인광 물질을 여기시킬 수 있다.
이하의 도 5 내지 8에서는 ETL에서 금속 착물을 포함하는 본 발명에 따른 실시예의 측정 곡선뿐만 아니라, ETL에서 금속 착물을 포함하지 않는 본 발명에 따르지 않는 측정 곡선도 도시되어 있다. 이때, 각각 ETL은 가변적이다.
도 5는 전압(U)에 대한 전류 밀도(J)를 나타낸 3개의 측정 곡선(21, 22, 23)을 도시한다. 이러한 측정 곡선을 위해 3개의 OLED 소자들은 각각 120 nm 두께의 인듐주석산화물전극, 그 이후에 수반된 150 nm두께의 전자 전도층, 그리고 상기 전자 전도층위에 배치된 150 nm두께의 Al-전극으로 제조되었다. 이러한 측정 시, 3개의 소자들의 전가 전도층들(3)에 대한 모든 3개의 측정을 위해 동일한 유기 화합물, 즉 구조 V의 유기 화합물이 사용되었다. 측정 곡선(21)의 경우, 유기 화합물(V)에는 10 mol-%의 W2(TBD-A)4이란 비율이 금속 착물로서 제공된다. 측정 곡선(22)에서는 고작 1 mol-%의 W2(TBD-A)4이란 비율이 금속 착물로서 제공된다. 측정 곡선(23)은 금속 착물을 포함하지 않은 순수한 유기 화합물(V)을 가지고 얻었다. 도 5에 도시된 그래프는, 전압이 더 클 때, 이미 1 mol-% (측정곡선 22)이란 비율의 금속 착물로도 매우 양호한 전류 밀도가 얻어질 수 있음을 시사한다. 전압이 작은 경우에도, 이미 1 mol-% (측정곡선 (22))의 금속 착물로 얻어지는 전류 밀도가, 순수한 유기 화합물을 이용하여 얻은 전류 밀도(측정 곡선 (23))에 비해 이미 현저히 더욱 양호하다. 측정 곡선(21)에서 10 mol-%의 W2(TBD-A)4의 함량으로 얻어지는 전류 밀도는, 전체 측정 범위에 걸쳐서, 전압이 동일할 때 다른 두 측정 곡선(22, 23)의 경우에 대응되는 값을 현저히 초과한다. 도 5는 금속 착물이 전류 밀도에 비치는 영향을 분명하게 시사한다. 금속 착물에 의해 부가적으로 제공된 "자유" 전자는 OLED 소자에서 전자 수송을 위해 결정적인 기여를 할 수 있다.
도 6은 전압(U)에 대한 발광(L)을 나타낸 3개의 측정 곡선(31, 32, 33)을 도시한다. 3개의 측정 곡선을 위한 3개의 소자들은 도 4를 위한 실시예에 기술된 바와 같은 구성에 상응하는 구성을 가진다. 3개의 서로 다른 측정 곡선을 위해, 각각 전자 전도층을 위한 물질이 변경되었다. 측정 곡선(31)의 경우, 10 mol-%이란 비율의 W2(TBD-A)4를 포함한 유기 화합물 II로 구성되는 전자 전도층이 사용되었다. 측정 곡선(32)의 경우, 10 mol-%이란 비율의 W2(TBD-A)4를 포함한 유기 화합물 I로 구성되는 전자 전도층이 사용되었다. 측정 곡선(33)의 경우, 유기 화합물 I로 이루어진 전자 전도층, 및 상기 전자 전도층과 Al전극 사이에 위치한 0.7 nm의 LiF 소재의 부가적층을 포함하는 소자가 사용되었다. 측정 곡선(33)에서, 전자 전도층에는 금속 착물이 없다. 도 6으로부터, 측정 곡선(31, 32), 즉 전자 전도층에서 각각 10 mol-%인 금속 착물이 있는 경우의 측정 곡선에서, 순수한 유기 화합물만으로 구성된 전자 전도층을 이용한 경우보다 더욱 양호한 발광이 얻어진다는 것을 분명하게 알 수 있다. 이러한 실험 장치에서, 유기 화합물(II)을 이용하면 유기 화합물(I)을 이용한 경우보다 현저히 더욱 양호한 값이 얻어졌다. 도 6으로부터, 금속 착물이 발광에 긍정적인 영향을 미치고, 이는 측정 곡선(32, 33)의 직접적 비교를 통해 도출된다는 것을 분명하게 알 수 있다.
도 7은 발광(L)에 대한 복사 효율(E)을 나타낸 3개의 측정 곡선(41, 42, 43)을 도시한다. 이러한 측정 곡선을 위해 사용된 소자의 구성은 도 4를 위한 실시예에 기술된 바와 같은 구성에 상응한다. 전자 전도층의 물질은 측정 곡선별로 변경되었다. 측정 곡선(41)에서는, 10 mol-%의 W2(TBD-A)4의 비율을 포함한 유기 화합물 I로 구성된 전자 전도층을 구비한 소자가 사용되었다. 측정 곡선(42)을 위해, 10 mol-%의 W2(TBD-A)4의 비율을 포함한 유기 화합물 II로 구성된 전자 전도층을 구비한 소자가 사용되었다. 측정 곡선(43)은 금속 착물을 포함하지 않은 유기 화합물(I)을 사용한 경우의 소자를 측정한 결과를 도시한다. 측정 곡선(43)의 소자는 전자 전도층과 Al-전극 사이에 부가적으로 0.7 nm 두께의 LiF 소재의 층을 포함한다. 도 7로부터, 측정 곡선(41, 42)이 전자 전도층에서 유기 화합물 외에 각각 부가적으로 10 mol-%의 금속 착물 함량을 포함하고, 그리고 금속 착물을 포함하지 않은 전자 전도층을 이용한 측정 곡선(43)에 비해 현저히 개선된 효율을 가진다는 점을 분명하게 알 수 있다. 그러므로, 도 7의 측정값들로부터, 소자의 효율은 유기 화합물과 함께 기화된 금속 착물에 의해 현저히 향상될 수 있음을 분명하게 알 수 있다.
도 8은 시간(t)에 대한 발광(L)을 나타낸 3개의 측정 곡선(51, 52, 53)을 도시한다. "유효시간"은 최초에 조절된 밝기의 50%값으로서 정의되며, 이 경우 1000 cd/㎡이다. 소자가 500 cd/㎡의 임계값 미만이면, 상기 소자의 "유효시간"이 경과된 것으로 간주하여 더 이상 사용할 수 없다. 측정 곡선을 위해 사용되었던 소자는 각각, 그 구성이 도 4에 대한 도면 설명에 기술된 바와 같은 구성에 상응한다. 3개의 측정 곡선을 위해, 각각 전자 전도층이 변경되었다. 측정 곡선(51)에서는 전자 전도층이 유기 화합물(I)로만 이루어지는 경우의 소자가 사용되었다. 상기 소자는 부가적으로 전자 전도층과 Al-전극 사이에 0.7 nm두께의 LiF 소재의 다른 층을 포함한다. 측정 곡선(52)에서는 10 mol-%의 W2(TBD-A)4의 비율을 포함한 유기 화합물(I)로 이루어진 전자 전도층이 사용되었다. 측정 곡선(52)에서는 10 mol-%의 W2(TBD-A)4의 비율을 포함한 유기 화합물(II)로 이루어진 전자 전도층을 구비한 소자가 사용되었다. 도 8은, 전자 전도층이 금속 착물을 포함하는 두 측정 곡선(52, 53)에서가 전자 전도층이 금속 착물을 포함하지 않는 측정 곡선(51)에 비해, 현저히 더욱 양호한 유효 시간이 달성되었음을 분명하게 시사한다.
이러한 측정 시, 유기 화합물(II)을 포함한 측정 곡선(53)에서는, 유기 화합물(I)을 포함한 측정 곡선(52)(235 h)의 경우보다 훨씬 더 많이 양호한 유효 시간(>2500 h)이 달성될 수 있었다.
도 5 내지 8에 도시된 측정 곡선은 각각, 전자 전도층의 형성을 위해 유기 화합물과 함께 기화된 금속 착물이 있다는 것이 각각의 측정된 전기적 및 광전자적 매개변수에 있어 긍정적 영향을 끼친다는 점을 분명하게 시사한다. 이에 상응하는 유기 전자 소자에서는 더 높은 전류 밀도, 더 큰 발광, 더욱 양호한 효율, 그리고 금속 착물과 유기 화합물의 공통 기화에 의한 더욱 긴 유효 수명이 얻어질 수 있었다.
도 9는 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET)로서 형성된 본 발명에 따른 장치의 실시예에 대한 개략적 측면도이다. 기판(1)상에 제1전극(2)이 배치되고, 제1전극은 게이트 전극층으로서 형성된다. 제1전극(2) 다음에 절연층(60)이 수반되며, 절연층은 예를 들면 유전체를 포함할 수 있다. 제2전극(4)은 소스 드레인 접촉층으로서 형성되고 전자 전도층을 포함한다. 소스 접촉층과 드레인 접촉층 사이에 반도체(80)가 배치되고, 반도체는 정공 안내 물질로 이루어진다. 또한, 유기 전계 효과 트랜지스터는 예를 들면 봉지를 위해 역할할 수 있는 덮개층(70)을 포함한다.
본 발명은 실시예에 의거한 설명에 의하여 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각 새로운 특징 및 특징들의 각 조합을 포함하고, 이러한 점은 특히, 비록 이러한 특징 또는 이러한 조합이 그 자체로 명백하게 특허청구범위 또는 실시예에 제공되지 않더라도 특허청구범위에서의 특징들의 각 조합을 포괄한다.
Claims (15)
- 기판(1), 제1전극(2), 제2전극(4) 및 상기 전극들 중 적어도 하나와 전기 전도적으로 연결되도록 배치된 전자 전도층(3)을 포함하는 유기 전자 소자에 있어서,
상기 전자 전도층(3)은 금속 중심원자를 포함한 금속 착물과 유기 화합물의 공통 기화에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1에 있어서,
공통 기화에 의해 상기 유기 화합물은 상기 금속 착물에 배위되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 금속 착물은 1개보다 많은 수의 금속 중심 원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 중심원자 또는 금속 중심원자들은 Cr, Mo 또는 W로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 화합물은 C-C결합에 의해 방향족과 공액되는 이종 방향족을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 화합물은 일반식:
을 포함하고, 이때
환의 구성 요소 A 내지 F는 서로에 대해 무관하게 C를 나타내거나, 1개 또는 2개의 환 구성요소는 N일 수 있고,
n은 2 내지 8이며, 이때 말단의 자유가는 각각 서로에 대해 무관하게 H, 메틸, 페닐, 2-피리딜, 3-피리딜 또는 4-피리딜로 포화될 수 있고,
R1 내지 R4는 각각 서로에 대해 무관하게 H, 메틸, 페닐, 2-피리딜, 3-피리딜 또는 4-피리딜일 수 있거나/있고 R1과 R2 또는 R3과 R4는 부타디엔 또는 아자부타디엔유닛에 의해 상호간에 결합될 수 있을뿐만 아니라 n번째환과 (n+1)번째환 사이에서 에틸렌유닛 또는 아조메틴유닛에 의해 결합될 수 있고, 이때 페난트렌유닛 또는 아자페난트렌유닛이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 화합물은:
로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 화합물은:
로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 화합물의 적어도 일부는 2개의 금속 착물들을 상호간에 가교시켜, 상기 금속 착물의 사슬형 구조가 형성되거나/형성되고 상기 유기 화합물의 적어도 일부는 2개보다 많은 수의 금속 착물들을 상호간에 가교시켜, 상기 금속 착물의 망형 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
유기 방출층(5)을 더 포함하는 유기 LED(OLED)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자. - 유기 전자 소자의 제조 방법에 있어서,
A) 기판(1)의 제공 단계,
B) 제1전극(2)의 적층 단계,
C) 상기 기판(1)상에 전기 전도층(3)의 증착 단계,
D) 제2전극(4)의 적층 단계를 포함하고, 이때 상기 전기 전도층(3)의 증착 단계는 금속 착물과 유기 화합물의 동시 기화에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조 방법. - 청구항 11에 있어서,
동시 기화 시, 상기 유기 화합물은 가스상에서 금속 착물에 배위되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조 방법. - 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
상기 전기 전도층(3)은 사슬형 구조 또는 망형 구조로서 증착되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 전자 전도층(3)의 망상화 정도는 기화 시 금속 착물과 유기 화합물간의 비율에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조 방법. - 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
기화 전에, 상기 유기 화합물은 상기 금속 착물에 배위되지 않는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조 방법.
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