KR101611668B1 - Use of heavy metal or compound comprising the same in blue organic electronic device - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물을 적용한 유기 발광 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic light emitting device using a compound containing heavy metal or heavy metal.

Description

중금속 또는 이를 포함하는 화합물을 적용한 청색 유기 발광 소자 {USE OF HEAVY METAL OR COMPOUND COMPRISING THE SAME IN BLUE ORGANIC ELECTRONIC DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a blue organic light emitting diode (OLED)

본 명세서는 중금속 또는 이를 포함하는 화합물을 적용한 청색 유기 발광 소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blue organic light emitting device to which a heavy metal or a compound containing the same is applied.

본 출원은 2013년 9월 9일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허출원 제 10-2013-0108003호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.The present application claims the benefit of Korean Patent Application No. 10-2013-0108003 filed on September 9, 2013, filed with the Korean Intellectual Property Office, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

유기 발광 소자는 플렉서블(flexible) 및 대면적 디스플레이 발광 응용을 목적으로 주목받고 있다. Organic light emitting devices are attracting attention for flexible and large area display light emitting applications.

형광 유기 발광 소자는 일중항 엑시톤(siglet exiton)에서 기인하는 전기 발광(electroluminescence)을 이용한다. Fluorescent organic light emitting devices utilize electroluminescence resulting from singlet excitons.

스핀 통계(Spin statistics)에 의하면 캐리어 재결합(carrier recombination)으로 1:3의 비율로 일중항과 삼중항 엑시톤이 생성되는데, 일반적인 유기 방향족 화합물(aromatic compounds)의 경우, 극 저온에서만 삼중항 엑시톤들이 방사성 붕괴(radiative decay)를 하게 된다. According to the spin statistics, carrier recombination produces singlet and triplet excitons at a ratio of 1: 3. In the case of general aromatic compounds, triplet excitons are emitted only at extremely low temperatures And a radiative decay occurs.

다만 형광 소자에서도 삼중항-삼중항 소멸(triplet-triplet annihilation)을 통하여 지연 형광(delayed fluorescence)이 일어날 수 있다. However, delayed fluorescence can also occur in a fluorescent device through triplet-triplet annihilation.

삼중항 엑시톤의 직접적인 방사성 붕괴인 인광은 이리듐 페닐피리딘 착체(iridium phenylpyridine complexs)를 사용해 처음으로 구현되었다. (Baldo, M. A., Lamansky, S., Burrows, P. E., Thompson, M. E. & Forrest, S. R. Very high-effieiency green organic light-emmiting devices based on electrophosphorescence. Appl. Phys. Lett. 75, 4-6(1999))Phosphorus, the direct radioactive decay of triplet excitons, was first implemented using iridium phenylpyridine complexes. 75, 4-6 (1999)), which is a high-effieiency green organic light-emmiting device based on electrophosphorescence. Appl. Phys. Lett.

이리듐의 강한 스핀-오비탈 커플링(spin- orbital coupling) 효과를 이용해 효율적인 방사성 붕괴 비율(~106/s-1)을 얻었다. The efficient spin-orbital coupling effect of iridium was used to obtain an efficient decay rate of radioactive decay (~ 10 6 / s -1 ).

이는 이론적 내부 양자 효율 100% 도달하는데 문제가 없다. This has no problem in reaching a theoretical internal quantum efficiency of 100%.

다만, 청색 인광 소자의 경우, 소자의 수명(lifetime)이 현저히 작아서 실제 응용으로는 한계가 있었다. However, in the case of a blue phosphorescent device, the lifetime of the device is remarkably small, which has limitations in practical applications.

본 명세서는 내부 양자 효율을 급격히 높이기 위해 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물을 적용한 유기 발광 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent device using a compound containing a heavy metal or heavy metal to drastically increase internal quantum efficiency.

Baldo, M. A., Lamansky, S., Burrows, P. E., Thompson, M. E. & Forrest, S. R. Very high-effieiency green organic light-emmiting devices based on electrophosphorescence. Appl. Phys. Lett. 75, 4-6(1999)Baldo, M. A., Lamansky, S., Burrows, P. E., Thompson, M. E. & Forrest, S. R. Very high-effieiency green organic light-emmiting devices based on electrophosphorescence. Appl. Phys. Lett. 75, 4-6 (1999)

본 명세서의 목적은 중금속 또는 이를 포함하는 화합물을 적용한 청색 유기 발광 소자를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a blue organic light emitting device using heavy metals or compounds containing them.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, In one embodiment of the present disclosure, the first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic layer including a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode,

상기 발광층은 발광 물질; 및 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물을 포함하며, The light emitting layer may include a light emitting material; And compounds comprising heavy metals or heavy metals,

청색광을 방출하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.And emits blue light.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 발광층에 포함된 중금속 착체의 삼중항 에너지 준위는 발광층의 호스트의 삼중항 에너지 준위보다 높다. 따라서, 호스트에서 만들어진 엑시톤이 중금속 착체로 확산(diffusion)되지 않는다. The triplet energy level of the heavy metal complex contained in the light emitting layer according to one embodiment of the present invention is higher than the triplet energy level of the host of the light emitting layer. Therefore, the exciton produced in the host is not diffused into the heavy metal complex.

다만, 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물은 호스트(EML host)의 삼중항 엑시톤(triplet exiton)에 스핀-오비탈 커플링(spin-orbital coupling)효과를 유도하는 역할을 한다. 즉, 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물이 호스트의 삼중항 엑시톤(triplet exiton)이 방사성 붕괴(radiative decay)를 하도록 자극한다. 또한, 형광 도펀트를 적용할 경우, 호스트의 일중항(singlet) 또는 삼중항(triplet)의 엑시톤(exiton)들이 형광 도펀트의 일중항 에너지 상태(singlet state)로 포스터 에너지 전이(Foster energy transfer)가 가능하다. 따라서, 상기 중금속 착체를 포함하는 유기 발광 소자는 높은 청색 형광 효율 및/또는 장수명(long lifetime)의 특성을 가진다.However, compounds containing heavy metals or heavy metals play a role in inducing a spin-orbital coupling effect on the triplet exiton of the host (EML host). That is, compounds containing heavy metals or heavy metals stimulate the triplet exitons of the host to radiatively decay. In addition, when a fluorescent dopant is applied, the host's singlet or triplet excitons are capable of transferring foster energy to a singlet state of the fluorescent dopant. Do. Accordingly, the organic light emitting device including the heavy metal complex has high blue fluorescence efficiency and / or long lifetime.

도 1 내지 5는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조를 예시한 단면도이다.
도 6은 발광층의 호스트/ 도펀트의 에너지 준위와 중금속 착체의 에너지 준위를 나타낸 도이다.
도 7은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 전계 발광(EL) 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 8은 실시예 4 및 비교예 2의 발광층 필름의 광발광(PL) 을 나타낸 도이다.
1 to 5 are cross-sectional views illustrating the structure of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing the energy level of a host / dopant and the energy level of a heavy metal complex in the light emitting layer.
7 is a graph showing electroluminescence (EL) spectra of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Fig.
8 is a diagram showing photoluminescence (PL) of the light emitting layer films of Example 4 and Comparative Example 2;

이하 본 명세서를 상세히 설명한다. Hereinafter, the present specification will be described in detail.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, In one embodiment of the present disclosure, the first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic layer including a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode,

상기 발광층은 발광 물질; 및 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물을 포함하며, 청색광을 방출하는 유기 발광 소자를 제공한다. The light emitting layer may include a light emitting material; And a compound containing a heavy metal or heavy metal, and which emits blue light.

본 명세서에서 상기 발광 물질은 유기 발광 소자에서 엑시톤을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛을 낼 수 있는 모든 물질을 의미하며, 상기 발광 물질은 발광하는 물질 단독으로 사용되거나, 호스트 및 도펀트를 함께 사용할 수 있다.In the present specification, the light emitting material refers to any material that can form an exciton in an organic light emitting device and emit light when the exciton falls to a ground state. The light emitting material may be used alone, Dopants can be used together.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광 물질은 호스트 및 도펀트를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the luminescent material includes a host and a dopant.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지 준위는 상기 발광 물질의 삼중항 에너지보다 크다. In one embodiment of the present invention, the triplet energy level of the compound containing the heavy metal is greater than the triplet energy of the light emitting material.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지 준위는 상기 발광 물질의 삼중항 에너지보다 0.1 eV 내지 5 eV가 크다. 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지 준위는 상기 발광 물질의 삼중항 에너지보다 0.1 eV 내지 2 eV가 크다. In one embodiment of the present invention, the triplet energy level of the compound containing heavy metals is 0.1 eV to 5 eV greater than the triplet energy of the light emitting material. In one embodiment of the present invention, the triplet energy level of the heavy metal-containing compound is 0.1 eV to 2 eV greater than the triplet energy of the light emitting material.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지 준위는 상기 도펀트의 삼중항 에너지보다 0.1 eV 내지 5 eV 크다. In one embodiment of the present disclosure, the triplet energy level of the heavy metal-containing compound is 0.1 eV to 5 eV greater than the triplet energy of the dopant.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지가 상기 발광 물질 또는 호스트 및 도펀트의 삼중항 에너지보다 큰 경우, 상기 발광물질 또는 호스트 및 도펀트의 삼중항 엑시톤이 중금속을 포함하는 화합물로 확산(diffusion)되지 않는다. When the triplet energy of the compound containing the heavy metal according to an embodiment of the present invention is larger than the triplet energy of the light emitting material or the host and the dopant, the triplet exciton of the light emitting material or the host and the dopant includes heavy metals It is not diffused into the compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물은 유기 발광 소자에서 비발광한다. 다만, 상기 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물은 호스트의 삼중항 엑시톤(triplet exiton)이 방사성 붕괴(radiagive decay)를 하도록 자극하여, 스핀-오비탈 커플링(spin-orbital coupling)효과를 유도한다. In one embodiment of the present invention, the compound containing a heavy metal or heavy metal does not emit light in the organic light emitting device. However, the heavy metal or heavy metal compound stimulates the triplet exiton of the host to radiatively decay to induce a spin-orbital coupling effect.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속 및 중금속을 포함하는 화합물은 상기 호스트의 삼중항 엑시톤에 분자간 (intermolecular) 스핀-오비탈 커플링(spin-orbital coupling) 효과를 유도한다. In one embodiment of the present disclosure, the heavy and heavy metal compounds induce an intermolecular spin-orbital coupling effect on the triplet exciton of the host.

상기 호스트의 삼중항 엑시톤의 스핀-오비탈 커플링 효과를 유도된 결과, 호스트의 삼중항 엑시톤(triplet exiton)이 방사성 붕괴(radiative decay)하게 된다. 이 경우, 상기 호스트의 삼중항 엑시톤은 도펀트의 일중항 상태(singlet state)로 포스트 에너지 전이(Foster energy transfer) 될 수 있다. As a result of inducing the spin-orbital coupling effect of the triplet exciton of the host, the triplet exiton of the host is radiatively decayed. In this case, the triplet excitons of the host can be transferred to a singlet state of the dopant by Foster energy transfer.

일반적으로 유기 발광 소자의 경우, 인광 도펀트로 삼중항 엑시톤이 확산(diffusion)된 후 스핀-오비탈 커플링(spin-orbital coupling)효과에 의하여 방사성 붕괴(radiative decay)가 발생한다. Generally, in the case of an organic light emitting device, a triplet exciton is diffused into a phosphorescent dopant and radiative decay occurs due to a spin-orbital coupling effect.

본 명세서에 있어서, 상기 중금속 및 중금속을 포함하는 화합물은 형광 도펀트를 사용하는 형광 유기 발광 소자에 사용될 수 있고, 호스트의 삼중항 엑시톤에 간접적으로 스핀-오비탈 효과를 발생하게 한다. 도 6은 발광층의 호스트/ 도펀트의 에너지 준위와 중금속 착체의 에너지 준위를 나타낸 도이다. In this specification, the compounds including heavy metals and heavy metals can be used in a fluorescent organic light emitting device using a fluorescent dopant, and indirectly cause a spin-orbital effect to the triplet exciton of the host. 6 is a diagram showing the energy level of a host / dopant and the energy level of a heavy metal complex in the light emitting layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속 및 중금속을 포함하는 화합물은 형광 도펀트를 사용하지 않은 유기 발광 소자에 사용될 수 있고, 호스트의 삼중항 엑시톤에 간접적으로 스핀-오비탈 효과를 일으켜, 청색 인광 발광 소자를 제공할 수도 있다. In one embodiment of the present disclosure, the heavy metal and heavy metal compounds can be used in an organic light emitting device that does not use a fluorescent dopant, indirectly causing a spin-orbital effect on the triplet exciton of the host, Device may be provided.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 호스트를 기준으로 상기 중금속 착체는 1 w% 내지 50 w% 이고, 상기 도펀트는 0.1 w% 내지 10 w%이다. In one embodiment of the present disclosure, the heavy metal complex is from 1 w% to 50 w% based on the host, and the dopant is from 0.1 w% to 10 w%.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속은 Ir, Pt, Pd, Tb, Os 및 Eu 로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함한다. In one embodiment of the present invention, the heavy metal includes one or more selected from the group consisting of Ir, Pt, Pd, Tb, Os, and Eu.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트는 청색 형광 도펀트를 포함한다. In one embodiment of the present disclosure, the dopant comprises a blue fluorescent dopant.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속을 포함하는 화합물은 Ir, Pt, Pd, Tb, Os 및 Eu 로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 중금속을 포함한다. In one embodiment of the present invention, the heavy metal-containing compound includes one or more heavy metals selected from the group consisting of Ir, Pt, Pd, Tb, Os and Eu.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속을 포함하는 화합물은 중금속과 공유(covalent) 결합을 하는 리간드를 포함한다. In one embodiment of the present disclosure, the heavy metal-containing compound comprises a ligand that is covalently bonded to a heavy metal.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중금속 착체는 카르벤(carbene) 구조를 갖는 리간드를 포함한다. In one embodiment of the present disclosure, the heavy metal complex comprises a ligand having a carbene structure.

본 명세서에서 상기 카르벤이란, 2가의 탄소원자를 포함하는 구조 즉, 다른 원자와 결합할 수 있는 탄소 4개 결합 중 2 개 결합을 포함하는 구조를 의미한다. In the present specification, the carbene means a structure containing a divalent carbon atom, that is, a structure containing two bonds out of four carbon bonds capable of bonding with other atoms.

상기 카르벤 구조를 갖는 리간드를 포함하는 경우, 높은 삼중항 에너지 준위를 갖는 중금속 착체의 합성이 용이하고, 구조적으로 안정한 특성이 있다.When a ligand having the above carbene structure is included, the synthesis of a heavy metal complex having a high triplet energy level is easy and structurally stable.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 카르벤 구조를 갖는 리간드를 포함하는 중금속 착체는 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 한국 공개공보 2007-0090953, 한국 공개공보 2007-0053273, 한국 공개 공보 2010-0045462, 및 한국 공개공보 2010-0090259 등에 기재된 카르벤 구조를 갖는 리간드를 포함하는 중금속 착체를 사용할 수 있다. As a heavy metal complex containing a ligand having a carbene structure according to an embodiment of the present invention, generally known ligands can be used. For example, a heavy metal complex containing a ligand having a carbene structure described in Korean Laid-Open Publication Nos. 2007-0090953, 2007-0053273, 2010-0045462, and 2010-0090259 can be used.

상기 형광 발광층은 호스트 물질로 디스티릴아릴렌(distyrylarylene; DSA), 디스티릴아릴렌 유도체, 디스티릴벤젠(distyrylbenzene; DSB), 디스티릴벤젠 유도체, DPVBi (4,4'-bis(2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl), DPVBi 유도체, 스피로-DPVBi 및 스피로-6P(spiro-sexyphenyl)로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상이 선택된다. The fluorescent light-emitting layer may be formed of a material selected from the group consisting of distyrylarylene (DSA), distyrylarylene derivative, distyrylbenzene (DSB), distyrylbenzene derivative, DPVBi (4,4'- -diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl, DPVBi derivatives, spiro-DPVBi and spiro-6P (spiro-sexyphenyl).

상기 형광 발광층은 도펀트 물질로 스티릴아민(styrylamine)계, 페릴렌(pherylene)계 및 DSBP(distyrylbiphenyl)계로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상이 선택된다. The fluorescent light emitting layer is selected from the group consisting of a styrylamine type, a pherylene type, and a distyrylbiphenyl (DSBP) type as a dopant material.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다. In one embodiment of the present invention, the organic light emitting device further includes one or more layers selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an electron blocking layer and a hole blocking layer do.

예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1 내지 5에 예시되어 있다.For example, the structure of the organic light emitting device according to the present invention is illustrated in FIGS.

도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. FIG. 1 illustrates the structure of an organic light emitting device in which an anode 2, a light emitting layer 5, and a cathode 7 are sequentially stacked on a substrate 1.

도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 2 illustrates the structure of an organic light emitting device in which an anode 2, a light emitting layer 5, an electron transport layer 6, and a cathode 7 are sequentially laminated on a substrate 1. In FIG.

도 3에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 3 illustrates a structure of an organic light emitting device in which an anode 2, a hole transporting layer 4, a light emitting layer 5, an electron transporting layer 6, and a cathode 7 are sequentially laminated on a substrate 1.

도 4에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 4 illustrates the structure of an organic light emitting device in which an anode 2, a hole injecting layer 3, a hole transporting layer 4, a light emitting layer 5, and a cathode 7 are sequentially stacked on a substrate 1.

도 5에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6) 및 음극(7)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.5 shows an organic light emitting device in which an anode 2, a hole injecting layer 3, a hole transporting layer 4, a light emitting layer 5, an electron transporting layer 6 and a cathode 7 are sequentially laminated on a substrate 1 Structure is illustrated.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극은 애노드, 제2 전극은 캐소드이다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 제2 전극은 캐소드, 제1 전극은 애노드이다.In one embodiment of the present disclosure, the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode. In another embodiment, the second electrode is a cathode and the first electrode is an anode.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 제조는 이하 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.The production of an organic light emitting device according to one embodiment of the present invention will be described in detail in the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the present specification, and the scope of the present specification is not limited thereto.

[실시예 1][Example 1]

소자구조: ITO/HAT-CN(50 Å)/NPB(1,000 Å)HT1(250 Å)/TCTA+XBD-370 4% +TPI 5%/ ET-1/ET-2 +Li 1%/ AlThe device structure: ITO / HAT-CN (50 Å) / NPB (1,000 Å) HT1 (250 Å) / TCTA + XBD-370 4% + TPI 5% / ET-1 / ET-

ITO 전극 위에 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene; HAT-CN)을 50 Å의 두께로 열 증착하였다. 이어서, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)와 HT1을 1,000 Å, 250 Å 두께로 각각 진공 증착하여, 정공수송층(p 형 유기물층)을 형성하였다. Hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT-CN) was thermally deposited on the ITO electrode to a thickness of 50 Å. Subsequently, a hole transport layer (p-type organic layer) was formed by vacuum evaporation of 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPB) .

발광층은 트리스(4-카바조일-9-일페닐)아민 (Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl) amine: TCTA) 호스트에 5 w% 농도의 트리스(2,4-펜탄디온나토)이리듐 (Tris(2,4-pentanedionato)iridium (Ш): TPI) 과 4 w% BD-1을 도핑하였고, 전자수송층으로 ET-1 물질을 증착하고, ET-2 물질을 100 Å 두께로 n 형 도펀트인 Li과 1 wt%로 동시증착하여, n형 도핑층을 형성하였다. The light-emitting layer was formed by doping tris (4-carbazoyl-9-ylphenyl) amine (TCTA) host with tris (2,4-pentanedionato) iridium 1 material was deposited as an electron transport layer and an ET-2 material was deposited on a 100 Å thick n-type dopant, Li (Li), as an electron transport layer, and doped with 2,4-pentanedionato iridium (TPI) And 1 wt%, respectively, to form an n-type doped layer.

상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.5 ~ 2 Å/sec를 유지하였고, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ×10-7 ~ 4 ×10-8 mtorr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.In the above process, the deposition rate of the organic material was maintained at 0.5 to 2 Å / sec, the deposition rate of aluminum was maintained at 2 Å / sec, and the degree of vacuum during deposition was maintained at 2 × 10 -7 to 4 × 10 -8 mtorr Thus, an organic light emitting device was fabricated.

[HAT][LINE]

Figure 112013115885118-pat00001
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[NPB][NPB]

Figure 112013115885118-pat00002
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[HT-1][HT-1]

Figure 112013115885118-pat00003
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[TCTA][TCTA]

Figure 112013115885118-pat00004
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[TPI][TPI]

Figure 112013115885118-pat00005
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[BD-1][BD-1]

Figure 112013115885118-pat00006
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[ET-1][ET-1]

Figure 112013115885118-pat00007
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[ET-2][ET-2]

Figure 112013115885118-pat00008
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[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1에서 TPI의 농도를 10 w%로 하여 적층한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 소자를 제작하였다. A device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the concentration of TPI was changed to 10 w% in Example 1.

[실시예 3][Example 3]

상기 실시예 1에서 TPI 농도를 20 w%로 하여 적층한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 소자를 제작하였다. A device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the TPI concentration in Example 1 was 20w%.

[비교예 1][Comparative Example 1]

상기 실시예 1에서 TPI를 포함시킨 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 소자를 제작하였다. A device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that TPI was included in the above-mentioned Example 1.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 소자의 전류-전압-휘도 (IVL: Current-Voltage-Luminance)특성은 표 1에 요약되어 있다. The current-voltage-luminance (IVL) characteristics of the devices manufactured according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are summarized in Table 1.

표 1에서 보는 바와 같이 발광층에 TPI가 5% 이상 도핑되어 있는 경우, CIE-y가 편이(shift)되어 있는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, when the light emitting layer is doped with TPI of 5% or more, it can be confirmed that CIE-y is shifted.

도 7은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 전계 발광(EL) 스펙트럼을 나타낸 도이다.7 is a graph showing electroluminescence (EL) spectra of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Fig.

도 7에서 보는 바와 같이 TCTA 호스트의 삼중항에서 발광(emission)이 있는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 7, it can be seen that there is emission in the triplet of the TCTA host.

변수variable 전압
(V)
Voltage
(V)
전류발광 효율
(Cd/A)
Current efficiency
(Cd / A)
발광 효율
(lm/A)
Luminous efficiency
(lm / A)
양자 효율
(QE)
Quantum efficiency
(QE)
색좌표
(CIE-x)
Color coordinates
(CIE-x)
색좌표
(CIE-y)
Color coordinates
(CIE-y)
실시예 1Example 1 TCTA+XBD 4% +TPI 5%TCTA + XBD 4% + TPI 5% 4.184.18 0.70.7 0.530.53 0.610.61 0.1470.147 0.1590.159 실시예 2Example 2 TCTA+XBD 4% +TPI 10%TCTA + XBD 4% + TPI 10% 4.314.31 0.480.48 0.350.35 0.40.4 0.1490.149 0.1710.171 실시예 3Example 3 TCTA+XBD 4% +TPI 20%TCTA + XBD 4% + TPI 20% 4.664.66 0.320.32 0.220.22 0.250.25 0.1510.151 0.1850.185 비교예 1Comparative Example 1 TCTA+XBD 4% TCTA + XBD 4% 4.114.11 1.781.78 1.361.36 1.851.85 0.1390.139 0.1260.126

[실시예 4] [Example 4]

상기 TCTA의 삼중항에서 방사성 붕괴(radiative decay)가 상온에서 일어나는 것을 확인하기 위하여, TCTA 필름과 TPI가 10 % 도핑된 TCTA 필름의 광발광(PL: photoluminescence)을 측정하였다. In order to confirm that the radiative decay occurs at room temperature in the triplet of TCTA, the photoluminescence (PL) of the TCTA film and TPTA 10% doped TCTA film was measured.

[비교예 2] [Comparative Example 2]

상기 실시예 4에서 TPI를 포함시키는 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 TCTA 필름의 광발광을 측정하였다. The photoluminescence of the TCTA film was measured in the same manner as in Example 4, except that the TPI was included in the above Example 4.

도 8은 실시예 4 및 비교예 2의 발광층 필름의 광발광(PL) 을 나타낸 도이다. 8 is a diagram showing photoluminescence (PL) of the light emitting layer films of Example 4 and Comparative Example 2;

도 8에서 보는 바와 같이 TPI가 도핑된 필름에서 450 nm 이상의 영역에 넓은 숄더 피크(shoulder peak)를 확인할 수 있다. As shown in FIG. 8, a wide shoulder peak can be observed in a region of 450 nm or more in the TPI-doped film.

또한, 필름 PL에서 측정된 삼중항 에너지가 저온에서 측정한 값 (2.8 eV)보다 낮은 것은 상온에서 포논 모드(phonon mode)의 활성화된 결과로 이해할 수 있다. Also, the triplet energy measured at film PL is lower than the value measured at low temperature (2.8 eV) can be understood as an activated result of phonon mode at room temperature.

실시예 1에서 보인 소자의 전계 발광(EL) 스펙트럼의 CIE-y 편이(shift)와 실시예 4에 광발광(PL)의 숄더 피크(shoulder peak)의 존재로, 호스트-중금속 화합물의 분자간(intermolecular) 스핀-오비탈 커플링을 통하여 호스트의 삼중항이 방사성 붕괴 하는 것을 확인할 수 있다. With the CIE-y shift of the EL spectrum of the device shown in Example 1 and the presence of a shoulder peak of PL in Example 4, the intermolecular ) Spin-orbital coupling shows that the triplet of the host is radioactive decay.

따라서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자는 종래의 청색 형광 유기 발광 소자 내부의 양자 효율의 한계인 25 %를 넘어, 내부 양자 효율이 100%에 가까운 청색 유기 발광 소자의 구현이 가능할 수 있다. Therefore, the organic light emitting device including a heavy metal or a heavy metal compound according to one embodiment of the present invention has an internal quantum efficiency exceeding 25%, which is the limit of the quantum efficiency in the conventional blue fluorescent organic light emitting device, The implementation of a near blue organic light emitting device may be possible.

1: 기판
2: 양극
3: 정공주입층
4: 정공수송층
5: 발광층
6: 전자수송층
7: 음극
1: substrate
2: anode
3: Hole injection layer
4: hole transport layer
5: light emitting layer
6: electron transport layer
7: cathode

Claims (13)

제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서,
상기 발광층은 발광 물질; 및 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물을 포함하며,
상기 발광 물질은 호스트 및 도펀트를 포함하고,
상기 도펀트는 청색 형광 도펀트를 포함하며,
상기 중금속 및 중금속을 포함하는 화합물은 상기 유기 발광 소자에서 비발광물질이고,
상기 유기 발광 소자는 청색광을 방출하는 것인 유기 발광 소자.
A first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic layer including a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode,
The light emitting layer may include a light emitting material; And compounds comprising heavy metals or heavy metals,
Wherein the luminescent material comprises a host and a dopant,
Wherein the dopant comprises a blue fluorescent dopant,
The compound containing heavy metals and heavy metals is a non-derivatized material in the organic light emitting device,
Wherein the organic light emitting element emits blue light.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지 준위는 상기 발광 물질의 삼중항 에너지보다 0.1 eV 내지 5 eV 큰 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the triplet energy level of the heavy metal-containing compound is 0.1 eV to 5 eV larger than the triplet energy of the light emitting material.
청구항 1에 있어서,
상기 중금속을 포함하는 화합물의 삼중항 에너지 준위는 상기 도펀트의 삼중항 에너지보다 0.1 eV 내지 5 eV 큰 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the triplet energy level of the heavy metal-containing compound is 0.1 eV to 5 eV greater than the triplet energy of the dopant.
청구항 1에 있어서,
상기 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물은 상기 호스트의 삼중항 엑시톤의 스핀-오비탈 커플링(spin-orbital coupling)를 유도하는 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the heavy metal or heavy metal compound induces spin-orbital coupling of the triplet exciton of the host.
청구항 1에 있어서,
상기 호스트를 기준으로
상기 중금속 또는 중금속을 포함하는 화합물은 0.1 w% 내지 50 w% 이고,
상기 도펀트는 0.1 w% 내지 10 w%인 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Based on the host
The heavy metal or heavy metal-containing compound is 0.1w% to 50w%
And the dopant is 0.1 w% to 10 w%.
청구항 1에 있어서,
상기 중금속은 Ir, Pt, Pd, Tb, Os 및 Eu 로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 종 이상을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the heavy metal comprises one or two or more selected from the group consisting of Ir, Pt, Pd, Tb, Os and Eu.
청구항 1에 있어서,
상기 중금속을 포함하는 화합물은는 Ir, Pt, Pd, Tb, Os 및 Eu 로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 종 이상의 중금속을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the heavy metal-containing compound comprises one or more heavy metals selected from the group consisting of Ir, Pt, Pd, Tb, Os and Eu.
청구항 1에 있어서,
상기 중금속을 포함하는 화합물은 카르벤(carbene) 구조를 갖는 리간드를 포함하는 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the heavy metal-containing compound comprises a ligand having a carbene structure.
청구항 1에 있어서,
상기 중금속을 포함하는 화합물은 중금속과 공유(covalent) 결합을 하는 리간드를 포함하는 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the heavy metal-containing compound comprises a ligand which is covalently bonded to a heavy metal.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 발광 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the organic light emitting device further comprises one or more layers selected from the group consisting of a hole injecting layer, a hole transporting layer, an electron transporting layer, an electron injecting layer, an electron blocking layer, and a hole blocking layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013145811A (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Konica Minolta Inc Organic electroluminescent element, display device, and lighting device

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