By using inclusion chemistry, low molecular weight electroluminescent materials such as 8-hydroxy-quinoline derivative-metal complexes ($ZnQ_2$, $MgQ_2$, $AlQ_3$) were encapsulated by t-BOC protected β -cyclodextrin. For synthesis, first 8-hydroxyquinoline was included into cyclodextrin cavity by co-precipitation method. After -OH groups of cyclodextrin were protected, coordination with Zn, Mg, Al was followed. The obtained products were characterized using FT-IR spectroscopy, UV-vis spectroscopy, TGA, photoluminescence (PL) spectroscopy.
The products showed increased solubility in common oranic solvent, so can be processed by solution method like spin coating, and also maintained similar photoluminescence properties. By using photo-resist type properties of y-butyl group, these materials were coated silicon wafer well, and patterned through simple photo-lithographic process. Because of their high absorbance and basicity of pyridinyl side of quinoline, these materials needed longer exposure time, more amount of PAG (photo-acid-generator) for patterning.
기존의 organic EL 물질들이 갖고 있는 낮은 발광효율, 대기중의 산소와 빛에 의해 분해되기 쉽고 열적 안정성이 약한 이러한 단점들을 해결 하기 위한 시도중의 하나로, host 물질을 이용하여 캡슐화하는 연구를 수행하였다. 본 실험에서는 β-cyclodextrin을 host 물질로 사용하고 유기금속 배위화합물인 metallo-8-hydroxyquinolates ($MQ_{2-3}$ :M=Zn, Mg, Al) 를 guest 물질로 사용하였다. 캡슐효과를 알아보기 위해 β-CD-$ZnQ_2$ 의 흡광도와 발광도를 측정한 결과, CD를 이용하여 캡슐화한 물질의 발광도가 그렇지 않은 $ZnQ_2$ 보다 증가함을 알 수 있었다. 이는 캡슐화에 의해 host 물질 내에서 발광문질 주변의 polarity가 낮아졌고, self-aggregation에 의한 quenching이 감소했기 때문이다. 또한 host 물질의 구조를 적절히 변경하여, 또 다른 효과를 얻을 수 있었다. t-Butyloxycarbonyloxy (tBOC)기는 포토레지스트 물질에 많이 사용되는 작용기인데, 이 작용기를 β-cyclodextrin 의 -OH기의 보호기로 사용하였다. t-BOC-protected CD-metallo-quinolates complex들 모두 전기발광 성질을 그대로 유지하면서 일반적인 유기용매에 잘 녹았고, spin coating 방법으로 film을 형성할 수 있었다, 또한 일반적인 photo-lithography 방법을 통해 patterned image를 얻을 수 있었다.
