Since the first vacuum-deposited OLEDs using tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3) were reported by Tang and Vanslyke, organic metal-chelate compounds have drawn a great deal of attention. These materials offer many attractive properties such as dual function of electron transporting and light emission, high environmental stability, and ease of sublimation. By varying the central metal atom (Al, Ga, Zn etc.), a variety of metal complexes with 8-hydroxyquinoline have been designed and synthesized for use in OLEDs.
In this thesis, geometries of ground and first excited states of mer-Mq3(M=Al, Ga, In and Tl) are optimized at HF/SDD and CIS/SDD level, respectively. In order to investigate the relationship between electronic structure and optical properties in mer-Mq3, the energy partitioning analysis has been carried out at B3LYP level using SDD basis functions. The absorption and emission wavelengths show blue and red shifts, respectively, as the atomic number of the central metal atom becomes larger. The electronic structure of HOMO and LUMO in Mq3 with Al is similar to that with Ga and the electronic structure of HOMO and LUMO in Mq3 In similar to that with Tl.
1987년 Tang등이 처음으로 Alq3을 이용한 OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) 구조에 대한 논문을 발표해서부터 유기박막에 대한 전면적인 연구가 시작되었다. 본 논문은 그 중에서도 사람들의 흥취를 제일 많이 불러일으켰던 유기금속복합물에 대한 이론적 연구를 진행한다. 본 연구에서는 mer-Mq3(M=Al, Ga, In and Tl)에 대해 중심금속을 치환하는 방법으로 Ground state에서는 HF/SDD, 1st excited state CIS/SDD를 이용하여 구조를 최적화시켰고 에너지계산에서는 B3LYP/SDD를 이용하여 전산모사법을 진행하였다. 계산결과를 보면 흡수파장은 blue shift를 보였고, 방출파장은 red shift 를 보였다. 그리고 전자구조는 Al과 Ga 이 같은 분포를 보였고 In과 Tl이 같은 분포를 보였다. 예를 들어 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)와 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)인 경우, Al과 Ga은 같은 분포변화를 보여주었고 In과 Tl이 같은 붙포변화를 보여주었다. 하지만 Ga과 In사이에서는 오비탈의 분포가 변화를 가져왔다.
